Когда давление в системе постепенно падает ниже половины бар, воздух естественным образом всасывается в систему через вентилятор при включении насоса. Но тогда это вентиляция.
Физические свойства воды
Одним из физических свойств воды является то, что она практически не сжимается. Это означает, что если вы попытаетесь уменьшить его объем (т.е. сжать), произойдет резкое увеличение давления.
Кроме того, вода (как и другие вещества) может увеличиваться в объеме при нагревании. Это свойство называется тепловым расширением. Она начинается при температуре +4°C. Ниже этой температуры вода также начинает расширяться. Это явление называется водным парадоксом. При температуре +4°C плотность воды максимальна: вес 1 литра = 1 кг.
Этот парадокс не является существенным для систем отопления, поскольку температура воды в радиаторах гораздо выше.
Увеличение объема воды при нагревании. Фото с сайта agrovodcom.com
Возьмем бак с переливом, который ограничивает объем до 1000 куб. см. Добавляем 1 литр воды с температурой +4°C и нагреваем ее. Плотность воды начинает уменьшаться, а объем увеличивается.
Поскольку перелив ограничивает известный объем, излишки воды вытекают. При нагревании воды от +4°C до +90°C (нормальная температура воды в системе отопления) этот избыток составляет 39,95 см³ (или 34,7 г). Именно такой процесс происходит в системе отопления, когда котел нагревает воду.
Что такое расширительный бак
Помните, когда мы пытаемся сжать воду (то есть, в нашем случае, увеличенное количество теплоносителя в данном объеме системы отопления), давление увеличивается. Чтобы избыток нагревательной воды не загрязнял трубы и оборудование, ее необходимо куда-то сливать, например, в мерную емкость во время эксперимента.
Но мы не можем слить воду из системы отопления. Поэтому избыток необходимо временно поместить в «карман», чтобы позже, когда температура воды снизится, а плотность увеличится, его можно было вернуть в систему, и вода займет тот же объем, что и исходная.
Расширительный бак в системе отопления
Расширительный бак служит таким «карманом» в системе отопления, который поглощает избыток воды, образующийся при тепловом расширении. Его функция заключается в демпфировании (выравнивании) давления в системе.
Открытые и закрытые расширительные баки
Расширительные сосуды могут быть открытыми или закрытыми. Это означает связь с атмосферой или с контролируемым, хотя и переменным, давлением.
Открытый расширительный бак
Стакан из описанного опыта, в который вылили избыток воды из-за температурного расширения, является простейшим открытым расширительным сосудом. Недостатком является то, что переливная вода должна быть вручную возвращена в систему. Проще говоря, выливая ее обратно в резервуар, где вода была нагрета.
Конечно, такой примитивный метод не подходит для системы отопления. По этой причине открытый расширительный бак для отопления можно схематично изобразить следующим образом:
Схематическая иллюстрация расширительного бака открытого типа. Иллюстрация из книги Сканави А.Н. и Махов Л.М. «Отопление».
Вы можете либо купить готовый открытый расширительный бак, либо построить его самостоятельно. Вы можете купить готовый резервуар или сделать его самостоятельно — любую емкость подходящего объема, например, пластиковый ящик.
Расширительный бак закрытого типа
Сегодня все чаще используются закрытые резервуары: Они более компактны и не имеют отрицательных характеристик открытых резервуаров, а именно: замерзания, насыщения теплоносителя кислородом и повышенной коррозионной активности. Закрытые резервуары герметично закрыты и состоят из двух камер: водяной и воздушной.
Выравнивание давления происходит следующим образом: Избыток воды заполняет водяную камеру и давит на резиновую перегородку между двумя камерами, а воздух (или газ) в воздушной камере сжимается. В отличие от воды, газ можно сильно сжать без значительного повышения давления.
Различные типы мембран расширительных баков. Фото с сайта profiteplo.com
- с мембраной в форме диска,
- с грушевидной диафрагмой.
Чтобы правильно подключить расширительный бак, необходимо внимательно изучить заводскую инструкцию, в которой указаны рабочие пределы давления и температуры среды, форма и указания по подключению.
Виды — Открытые баки
Открытые расширительные баки характеризуются тем, что их следует устанавливать только в самой высокой точке отопительной системы. Это может быть, например, чердак. Однако предотвращение расширения охлаждающей жидкости — не единственная функция этого типа устройств, поскольку они также предотвращают закипание воды в трубах и пополняют ее запасы, если по какой-либо причине произошла утечка.
Резервуар может использоваться как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.
- При естественной циркуляции резервуар должен быть подключен к электросети, чтобы он «частично» выполнял функцию коллектора воздуха.
- Если хладагент проходит через систему принудительно, бак должен быть соединен с обратной линией, чтобы предотвратить закипание воды в системе.
В целом, открытый резервуар — это резервуар, из которого выходят четыре трубы:
- Удлинительная труба.
- Удлинительная труба.
- Расширительная труба.
- Сигнальная труба.
Расширительная труба ведет к системе отопления и находится в верхней части бака. Переливная труба также необходима, если резервуар переполнится и его нужно будет слить в канализацию. Ниже находится сигнальная труба, оснащенная замком, циркуляция необходима для предотвращения замерзания охлаждающей жидкости в баке и постоянного поддержания общей температуры. При желании можно принять дополнительную меру для «закрепления» циркуляционной трубы — изолировать резервуар теплоизоляционным материалом.
Из-за своих многочисленных недостатков в настоящее время он не используется в системах отопления. Среди этих недостатков можно выделить следующие:
Среди этих недостатков мы хотели бы выделить следующие:
- Эти системы не подходят для высокого давления.
- Дизайн очень громоздкий и негабаритный.
- Поскольку система открытая, в нее помимо воды попадает воздух, что крайне негативно сказывается на поверхности труб и быстро приводит к коррозии. То же самое относится и к другим металлическим компонентам.
- Такие резервуары следует устанавливать только в самой высокой точке, что, согласитесь, влечет за собой дополнительные расходы.
Виды расширительных баков
Расширительный бак необходим для компенсации расширения жидкости во время нагрева. Он может быть герметично закрыт мембраной или нет. В последнем случае это открытый сосуд, в котором жидкость находится в контакте с воздухом. Исходя из конструктивных различий между этими двумя продуктами, можно сделать вывод, что они также используются в разных ситуациях. Существует два типа отопительных контуров:
- Статические — в них теплоноситель циркулирует под действием силы тяжести,
- динамические — в них теплоноситель подается насосом, без которого циркуляция невозможна.
В первом случае устанавливаются нетепловые баки, во втором — мембранный расширительный бак. Обе системы нагрева никогда не могут быть затруднены из-за дополнительного резерва пространства для выхода расширенного теплоносителя.
Подключение расширительного бака своими руками
Как уже говорилось, открытые резервуары практически нигде не встречаются, поэтому нет смысла говорить об их установке. Гораздо чаще встречаются закрытые системы, содержащие множество отдельных резервуаров.
Они также имеют насос, необходимый для искусственной циркуляции теплоносителя, и используют специальное соединение, которое зарекомендовало себя как надежное и качественное.
Шаг 1: Сначала определите емкость резервуара. Эксперты рекомендуют, чтобы он составлял примерно одну десятую от общего объема теплоносителя.
Это важно: рекомендуется отсоединять бак в той точке системы отопления, где давление самое низкое. Часто это обратная линия.
Также обратите внимание, что расширительный бак системы отопления не должен мешать вам и вашим соседям по квартире, т.е. его следует разместить на полу, в углу комнаты или, в крайнем случае, под стеной.
Шаг 2: Самое главное — сделать правильные технические расчеты. Самое главное — это общий объем системы отопления. Если эта информация недоступна, ее можно легко получить из используемого нагревателя и мощности котла.
Например, эффективность напольных и панельных установок составляет 17 литров на киловатт. Нагреватели имеют всего 7 литров, а радиаторы — 10,5 литров. Чтобы рассчитать объем расширительного бака, используйте следующую формулу:
(V системы* k)/D=V резервуара.
Если вы не знаете некоторых значений, давайте разберемся с ними. Надеюсь, с объемом системы отопления и объемом бака все более или менее понятно. K — величина расширения теплоносителя, измеряется в %. Если это вода, которая является наиболее распространенной охлаждающей средой, то коэффициент составляет 4%, а максимальная температура — девяносто пять градусов. Наконец, D — это эффективность нашего резервуара.
Чтобы рассчитать его, нужно использовать другую формулу:
(P максимальный — P начальный)/(P максимальный+1)=D
Под начальным давлением P мы понимаем начальное давление в металлическом резервуаре цистерны, точнее, в «газовом» пространстве. Таким образом, P max. указывает на максимальное давление в системе отопления, на которое рассчитан предохранительный клапан. Для среднего загородного дома это около 2,5 бар.
Шаг 3 Теперь, когда все расчеты сделаны и тщательно проверены, можно приступать. Нужно отключить котел от источника отопления. Затем перекройте подачу среды в расширительный бак.
Шаг 4: Отопительный контур полностью осушен.
Шаг 5. Используя специальный электрический паяльник и необходимое количество отверстий и фитингов, подключаем бак к системе.
В итоге хочется добавить, что установку расширительного бака все же лучше доверить профессионалу, если у вас нет соответствующих знаний/навыков. Это связано с тем, что сначала вы должны убедиться в приемлемом качестве прибора. Кроме того, соединения должны быть безопасными. Если бак весит более тридцати килограммов, он также должен быть оснащен специальными креплениями.
