Монтаж и установка расширительного бака в системе отопления своими руками

Современные виды расширительных баков

Существующие категории рассматриваемого оборудования подразделяются на две большие группы (в зависимости от типа конструкции):

1. Открытые;
2. Закрытые (мембранные)

Открытые.

Они обычно устанавливаются в контурах с естественной циркуляцией гидроносителя тепла, в самой верхней точке. Представляют они собой емкость, оснащенную патрубками, через которые и происходит циркуляция гидроносителя. Такой бак в обязательном порядке оснащается крышкой с отверстием для подачи атмосферного воздуха и трубкой для отвода избыточного количества жидкости (проще говоря, водослива). Материалы изготовления конструкции – металл или пластик. При нагреве и расширении теплоносителя его избыток поступает в баковую емкость. Если расширение превышает максимально допустимые показатели и когда уровень носителя достигает точки водослива, то часть жидкости сбрасывается из емкости в дренаж. Когда же жидкость остынет, одновременно уменьшив свой объем, уровень в баке тоже упадет, а давление придет к стабильному значению.

Подобная система отличается существенной простотой и обладает следующими достоинствами:

1. Хорошая надежность;
2. Ценовая доступность;
3. Возможность использования открытого бака в качестве водоотводчика.

Однако, имеются и существенные недостатки, ввиду которых подобные конструкции уходят в прошлое:

Факт контактирования носителя с воздухом – кислород и другие атмосферные газообразные вещества будут захватываться теплоносителем и растворяться в нем. Этот процесс, проходящий на постоянной основе, только ускорит износ всей трубопроводной магистрали;

1. Потери носителя ввиду регулярных сбросов и испарения – это приводит к необходимости постоянного восполнения его объема;
2. Невозможность использовать иные виды носителя, кроме воды – система и бак просто не приспособлены к взаимодействию с более эффективными видами греющей жидкости, которые, однако, обладают повышенной токсичностью (имеется ввиду и газообразное и жидкое их состояние);
3. Необходимость утепления рабочей емкости в обязательном порядке;
4. Излишня шумность работы – при функционировании, вода в баке будет перманентно издавать звук, похожий на закипание чайника, а к такому остается только привыкнуть.

Закрытые.

Наличие значительных недостатков в баках открытого типа привели к разработке бака с закрытым контуром. Сегодняшние закрытые баки являются в 99% полностью мембранными. Конструкция их предполагает наличие обязательной резиновой мембраны, заключенной в корпус, которая разделяет внутреннюю полость на две камеры. В первую полость закачивается воздух, а во вторую – теплоноситель. До подключения непосредственно к магистрали, давление в первой камере может равняться атмосферному или быть повышенным, что будет зависеть от основных настроек отопительной системы. Для настройки давления в полости для воздуха имеется особый клапан его подкачки – ниппель. «Жидкостная» камера имеет сообщение с котлом и магистралью через классический тройник-разветвитель и посредством шарового крана. Рядом с расширительным баком обязательно монтируют предохранительный клапан или продвинутую группу безопасности.

Принцип действия мембранного оборудования заключается в том, что когда носитель разогрет, то его избыточный объем уходит в водную камеру. При этом, мембрана получает растяжение, а в воздушной камере сокращается объем, одновременно там повышается давление. Как только носитель в магистрали начинает остывать, уменьшаясь в объемах, то излишнее давление в воздушной полости и растянутая мембрана начинают вытеснять накопленный излишек жидкости обратно в трубопровод.

Из преимуществ баков закрытого типа можно выделить:

1. Полное исключение контакта воздуха с нагреваемой жидкостью;
2. Модели показывают высокий коэффициент полезного действия;
3. Работа происходит практически бесшумно;
4. Допускается использование в роли носителя любых соответствующих веществ, а не только воды;
5. Допускается установка непосредственно в котельной, а не только в верхней точке системы.

К недостаткам можно отнести:

1. Цена – такое оборудование довольно-таки недешево;
2. Если бак устанавливается не в верхней точки контура, то его объем должен быть больше расчетного, что потребует большего монтажного пространства.
3. Исходя из вышеизложенного, мембранное оборудование закрытого типа – это полноценный гидроаккумулятор, выполненный из особых материалов, которые полностью устойчивы к воздействию повышенных температур и агрессивных химических субстанций.

Как правильно установить и закрепить бак в разных типах систем отопления

Для систем отопления различного типа существуют свои принципы установки расширительных баков.

Как поставить в открытой

Открытая система отопления ― единый сосуд сложной формы, в котором происходит естественная циркуляция жидкости. Контакт с воздухом совершается через расширительный бак, который представляет собой открытую ёмкость большого объёма с крышкой, она нужна только для того, чтобы внутрь не попадал мусор. Такие резервуары устанавливают на чердаке и периодически доливают воду по мере испарения.

Фото 1. Расширительный бак, установленный в открытой системе отопления. Изделие находится в самой верхней точке отопительной схемы.

Расширительный бак монтируют в верхней точке контура, потому что горячая вода, как и пузырьки воздуха, стремятся кверху, а слив остывающей жидкости происходит самотёком. При отсутствии чердака это наивысшая точка разгонного коллектора однотрубной системы. Ёмкости не оборудуют мембранами или запорными кранами, поэтому их установка не потребует больших финансовых затрат.

Каким образом устанавливать в закрытой

Выбрать ёмкость для закрытой системы несколько сложнее, потому что тут придётся опираться на расчёты и объём отопительного контура. В данном случае правильное место выбирают относительно отрезка самого спокойного течения жидкости внутри контура, без смешивания потоков или завихрений. Оптимальный участок для этого — перед насосом циркуляции. Здесь бачок выполняет функцию компенсатора теплового расширения и гасит гидроудары.

Устанавливая расширительную ёмкость в закрытом контуре, необходимо обязательно монтировать предохранительный клапан, который будет сбрасывать избыточное давление. Если при покупке котла в комплекте шёл расширительный бачок, но после монтажа оказалось, что его объёма недостаточно (он должен составлять не меньше 10% общего объёма вода), на это обычно указывает слишком частое срабатывание клапана для сброса давления, можно приобрести дополнительный бак и подсоединить его параллельно первому.

Для закрытой системы предназначены мембранные расширительные резервуары, которые лучше расположить вертикально. При этом теплоноситель поступает в ёмкость сверху, вытесняя из отделения для воды весь воздух.

Фото 2. Схема устройства расширительного бака мембранного типа. Стрелками показаны составные части конструкции.

Устройство мембранного бака следующее: внутри пространство поделено на два отсека, разделённых эластичной мембраной. Когда в баке накапливается жидкость и повышается давление, вода давит на мембрану и воздух в верхнем отделе сжимается. Вертикальное положение в таком случае считается оптимальным, оно позволяет легче компенсировать избыточное давление и продлить срок службы мембраны.

Виды — Открытые баки

Открытые расширительные баки характеризуются тем, что устанавливать их необходимо исключительно в самой высокой точке отопительной системы. Таким местом может быть, к примеру, чердак. Но вот препятствие расширению теплоносителя – это не единственная функция такого вида устройств, поскольку они также препятствуют закипанию воды в трубах и восполняют ее запасы в тех случаях, когда по какой-либо причине произошла утечка.

Бак может быть использован как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

• Если циркуляция естественная, то бак необходимо подсоединять к магистрали, по причине чего он «по совместительству» будет еще и воздухосборником.
• Если же теплоноситель движется по системе принудительно, то бак подсоединяется уже к обратной трубе, дабы вода в системе не закипала.

В целом, открытый бак представляет собой резервуар, из которого выходят четыре трубки:

1. Расширительная.
2. Циркуляционная.
3. Переливная.
4. Сигнальная.

К отопительной системе ведет расширительная трубка, которая располагается вверху емкости. Также есть переливная трубка, необходимая в тех случаях, когда емкость переполняется и нужно увести воду в канализацию. Снизу, соответственно, есть сигнальная трубка, оснащенная запором, а циркуляционная нужна для того, чтобы теплоноситель в баке не замерзал, да и общая температура чтоб поддерживалась перманентно. При желании можно принять еще одну дополнительную меру, которая «подстраховывала» бы циркуляционную трубу – утеплить бак термоизолирующим материалом.

Важно! На сегодняшний день подобные баки практически не используются в отопительных системах ввиду большого количества недостатков. Среди таких недостатков хотелось бы выделить следующие:. Среди таких недостатков хотелось бы выделить следующие:

Среди таких недостатков хотелось бы выделить следующие:

1. Такие системы не приспособлены к высокому давлению.
2. Их конструкция весьма громоздка и габаритна.
3. По причине того что система открытая, в трубопровод наряду с водой попадает еще и воздух, оказывающий самое негативное влияние на поверхность труб – в скором времени на них образуется коррозия. Это же касается и прочих металлических элементов.
4. Такие баки следует устанавливать только в самой высокой точке, а это, согласитесь, дополнительные расходы.

Как правильно подобрать и устанавливать расширительный бак

При выборе модели расширительного бака учитывается ряд параметров:

Начальное настроечное и максимальное давление в системе в свою очередь рассчитываются по формулам:

Pmin =Ратм+Рст.max-0,1(H+h2+1),Pmaх= Ратм+Pпк+ Рст.Б- Рст.пк-0,1h2,

где Ратм — атмосферное давление, Рст.max – статическое давление в нижней точке системы, Н – разница в высоте между точкой расположения бака и нижним уровнем системы, h2- разница между центром бака и точкой врезки, Pпк — настроечное давление предохранительного клапана, Рст.Б и Рст.пк – статическое давление на уровне монтажа клапана и установки бака, соответственно. Все показатели давления измеряются в барах, высоты – в м., при расположении бака ниже основной линии h2 ставится в формулу со знаком «-».

Последнее значение определяется опытным (сливом воды с системы) или расчетным путем (сложением объема котла, всех радиаторов и трубопровода или навскидку, от 15 л на 1 кВт тепловой мощности системы).

При использовании антифризов с большим чем у воды коэффициентом расширения объем бака увеличивают на этот процент. Отклонения в меньшую сторону (3-6% от объема циркуляции) допускаются лишь в контролируемых низкотемпературных системах.

Как и где ставится расширительный бак

Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Есть ли инструкция по установке расширительного бачка?

Открытая система

В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.

Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными конвекционными потоками в нем.

Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:

1. Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком;
2. Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они устремятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.

1. Установка расширительного бачка отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке . Чаще всего — вверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хоть вам и едва ли придется их проектировать) — в верхней точке розлива на чердаке.
2. Сам бачок для открытой системы не нуждается в запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора) . Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся. Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.

Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.

Закрытая система

Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.

Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.

Монтаж расширительного бака системы отопления оптимален в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, где в отопительной системе минимум завихрений. Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке розлива перед циркуляционным насосом. При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и гасить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравим через воздушные краны.

Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.

• Баки в заводской комплектации иногда снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление. Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
• Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
• Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве. В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
• Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
• Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, не так уж редка.
• Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.
• Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с нее на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.

Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном.

Устройство резервуара

Если система отопления не включает в себя дополнительное устройство, в которое может перейти лишний объем жидкости, то она может выйти из строя. Роль запасной емкости как раз и выполняет мембранный бак, который необходим для бесперебойной работы индивидуального отопления.

Мембрана

В корпусе резервуара имеется эластичная мембрана, которая разделяет его внутреннюю камеру на две части. Одна часть содержит теплоноситель, а вторая заполнена воздухом. Вместо него может использоваться азот.

В зависимости от модели, в комплектацию устройства может входить сменная или несменная мембрана. В первом случае теплоноситель размещается в эластичной полости и не контактирует с металлическими внутренними поверхностями.

Монтаж (или снятие) мембраны выполняется через фланец, для крепления которого использованы болты. Такие манипуляции выполняют, когда производят текущий ремонт оборудования.

Если прибор имеет несменную мембрану, то он снабжен внутренней полостью из двух секций. Демонтаж в таком случае не предусмотрен.

Для защиты системы от превышения давления мембранные баки оснащаются предохранительными клапанами.

Ошибки, возникающие при установке

Так как владельцы частных домов стараются выполнять большинство работ самостоятельно, никто не застрахован от ошибок при установке и наладке оборудования:

• Плохое качество требуемых инструментов или их отсутствие.
• Применение некачественных уплотнителей или дешёвых герметиков в местах соединений. Использование веществ, не предназначенных для высоких температур, приведёт к образованию течи во время нагревания жидкости в контуре.
• Установка расширителя в недоступном месте.
• Выбор резервуара без предварительного расчёта объёма приводит к поломке котла или некорректной работе системы.
• Невыполнение норм и правил безопасности при монтаже ёмкости приводит к аварийной ситуации и несёт угрозу жизни.

Частые проблемы

Расширительные бачки, как и любые другие отопительные агрегаты, подвержены возникновению ряда определенных проблем. Ознакомимся с ними.

Самой частой поломкой таких агрегатов является разрыв мембранной детали. Как правило, это происходит из-за слишком высокого давления (выше нормы) либо неравномерных нагрузок. Учтите, что сменные элементы рвутся гораздо чаще спрессованных, так как для последних применяются более крепкие материалы, потому что их можно менять в любой удобный момент.

Проблема поврежденной мембраны может повлечь за собой множество неприятных последствий. Например, из-за этого нередко течет вода из воздушного клапана.

Если вовремя не заменить мембрану, ее разрыв приведет к тому, что с течением времени бачок просто выйдет из строя. Это обусловлено тем, что жидкость попадает на внутреннюю поверхность бачка, после чего он может покрыться ржавчиной и прийти в негодность.

Также пользователи довольно часто сталкиваются с повреждением корпуса бачка. Если с вашим оборудованием приключилась такая проблема, вам лучше обратиться за помощью к специалисту. Не беритесь за ремонт поврежденных корпусных элементов самостоятельно, особенно если раньше ни разу не сталкивались с такими работами.

Бывают и такие случаи, когда расширитель кипит. Чаще всего такая проблема настигает самодельные конструкции открытого типа. Основной сутью этой неполадки является отсутствие циркуляционной скорости (либо ее полное отсутствие).

Вот основные причины подобных поломок.

• Сниженный диаметр разводки. Главный контур однотрубного отопления обычно устанавливается с трубой, которая является не менее тонкой, чем ДУ 32.
• Отсутствие уклона. После отопительного котла нужно сделать так называемый разгонный коллектор. Для этого трубу надо поднять до верхнего участка контура, где как раз устанавливается расширитель. Оставшаяся часть контура должна быть проложена с уклоном вниз.

Многие пользователи задаются вопросом, как же исправить такую серьезную проблему, не приступая к полному демонтажу и переустановке отопительной системы. Ответ прост – необходимо установить циркуляционную помпу. Эта деталь замечательно функционирует во многих системах (особенно открытого типа). Насос надо ставить на обратке прямо перед котлом.

Еще одной проблемой расширительных бачков является воздушная закупорка контура отопительной системы. Чтобы с ней не столкнуться, нужно следить за объемом воды.

Особенности монтажа

1. Подготовительные мероприятия. До начала работ, котёл отключают от электросети. А также перекрывают подачу воды и сливают из системы всю жидкость.

   Обычно для соединения частей системы используют полипропиленовые трубы, их сваривают специальным паяльником с дополнительной фурнитурой в виде муфт и уголков для фитинга.

   Предпочтительнее всего взять «американку», её преимущество в том, что можно будет легко снять бак в случае необходимости. «Американка» состоит из двух частей: одна крепится к резьбе на расширительном баке, вторая — к первой. Затем ко второй части припаивают трубу. Для обеспечения надёжности соединения фитинга с баком, на резьбу наносят уплотнитель в виде пасты или льна, фитинг закрепляют на резьбе газовым ключом.

2. Монтаж труб. После удаления воды из сети, паяют и укладывают трубы, обязательно добавляя запорный кран, который позволит в будущем провести профилактические или иные работы с баком без полного слива жидкости.
3. Подключение резервуара. После присоединения «американки» к бачку, его помещают в заранее выбранное место так, чтобы к расширительной ёмкости всегда был открыт свободный доступ.
4. Прежде чем запускать систему, обязательно проверяют водяной фильтр, моют его, если необходимо выполняют замену. Меняют картридж магистрального фильтра.
5. Запуск. После фиксации всех элементов пробуют запустить систему, для этого её заполняют водой и включают котёл.

При монтаже следует придерживаться некоторых правил:

• не ставить бачок вплотную к стенам или в труднодоступных местах;
• высота крепления такая, чтобы легко можно было дотянуться до золотника или отсекающего крана;
• на патрубок резервуара не должны давить трубы или арматура;
• нельзя помещать подводящую трубу в проходе на полу или над головой;
• если ёмкость будет находиться на чердаке, её рекомендуют обернуть утеплителем;
• организуют перелив, иначе вода может залить потолок в случае поломки.

Несколько слов касательно того, как необходимо устанавливать расширительный

По способу подключения принято разделять горизонтальные и вертикальные баки. Выбор в данном случае (касательно только этого параметра) основывается на том, какое устройство проще будет разместить в отведенном для него помещении.

Большинство современных частных домов и коттеджей оснащено автономными системами отопления, одним из важных элементом которых является расширительный бак. Данный конструктивный элемент служит для предотвращения избыточного давления в системе, которое может возникнуть за счет расширения теплоносителя при повышении его температуры. Они являются обязательным атрибутом систем отопления, пожаротушения, широко используют расширительный бак для водоснабжения.

На рынке представлен широкий ассортимент всевозможных расширительных баков различного объема, которые отличаются конструктивными особенностями, но принцип действия у них схож.

На рынке представлен широкий ассортимент расширительных баков под любую скважину или систему отопления

Расширительные баки для систем отопления и водоснабжения встречаются двух типов: закрытые (мембранные) и открытые.

Расширительный бак открытого типа

Расширительный бак открытого типа представляет собой емкость, в дне которой имеется резьбовой соединитель с системой отопления. Размещают этот бак в самой высокой точке системы отопления. В современных системах отопления его используют редко, поскольку он обладает довольно внушительным перечнем недостатков:

• негерметичен, что приводит к коррозии;
• громоздкий, большой бак даже может быть шире дверного проема;
• не может работать при высоком давлении системы;
• уровень воды в таком баке зависит от объема жидкости в системе.

Мембранный бак закрытого типа

В отличие от открытого, мембранный расширительный бак является закрытым и лишен перечисленных недостатков. Он представляет собой герметичную емкость, баллонного или плоского типа, чаще всего овальной или шарообразной формы, полость которой разделена резиновой термостойкой мембранной. Мембрана бывает баллонного или диафрагменного типа. Диафрагменные мембраны используют в расширительных баках небольшого объема. Баки с мембранной баллонного типа являются более долговечными, поскольку вода находится внутри мембраны, не соприкасаясь со стенками бака. К тому же мембрану баллонного типа можно заменить, если она выйдет из строя.

Принцип работы расширительного бака в случае включения в систему отопления

Внутри бака образовываются две камеры – воздушная и жидкостная. Воздух (или газ) сжат и находится под определенным давлением. В воздушной камере – устанавливают специальный клапан для стравливания воздуха при избыточном давлении в системе.

Принцип работы расширительного бака мембранного (закрытого) типа заключается в том, что теплоноситель, нагретый в замкнутом контуре, расширяется. В то время, когда прирост объема достигает бака, мембрана растягивается, доля воздушного пространства уменьшается. Давление в баке и всей системе увеличивается. Обязательным требованием при его установке является наличие предохранительного клапана и манометра.