Каким должно быть давление в расширительном бачке отопления?

Расширительный бак для отопления открытого типа: характеристика устройства

Открытый расширительный бак для отопления имеет простую конструкцию в виде прямоугольной или цилиндрической емкости, оснащенной крышкой, которая предотвращает попадание частиц грязи в систему. Расширитель должен иметь патрубок, к которому будет подводиться труба от системы отопления. Емкость также должна быть оснащена сливным краном, который понадобиться для отведения жидкости в канализацию, в случае накопления ее в больших объемах.

Для безопасной эксплуатации расширительный бак должен иметь переливную трубу для отведения лишней воды в сливную сеть в случае переполнения бака. Также к нему должна быть подведена труба водоснабжения для пополнения системы отопления водой.

Расширительные баки для отопления открытого типа могут быть изготовлены из любого материала. Это может быть листовая сталь, нержавейка или пластик. Главным условием является то, что он должен быть термостойким, поскольку теплоноситель нагревается до высоких температур.

Строение расширительного бака мембранного типа: 1 – металлический корпус, 2 – патрубок, 3 – мембрана между двумя камерами бака, 4 – камера, заполняемая теплоносителем, 5 – воздушная камера, 6 – ниппель

Принцип работы расширительного бачка системы отопления

Принцип работы бака заключается в следующем. Разогретая до значительной температуры жидкость начинает увеличиваться в объеме, тем самым способствуя повышению давления в системе. Излишки жидкости выдавливаются в расширительный бак, где она будет находиться до момента остывания, после чего самотеком возвратится обратно с систему отопления. Данный процесс выполняется циклично.

Расширительный бак для системы отопления открытого типа оснащен несколькими патрубками:

для соединения расширительной трубы, через которую поступает теплоноситель;
для циркуляционной трубы, что отводит воду из системы;
контрольной трубы, предназначенной для регулировки наполненности системы и
ликвидации из нее воздуха;
переливной трубы, для удаления излишков жидкости.

Также конструкцией предусматривается запасной патрубок с краном, через который вода сбрасывается при ремонте системы.

Принцип работы расширительного бака системы отопления

В случае достижения жидкостью максимального уровня, вода будет поступать через переливную трубу в канализацию, в случае подключения к ней. Если на переливе установлен патрубок с краном, необходимо периодически проверять уровень воды в баке простым открытием запорной арматуры. При установке расширительного бака для отопления, его можно оснастить реле верхнего и нижнего уровней, которые могут подавать звуковой или световой сигнал, когда жидкость доходит до максимального уровня в точке перелива, или минимального.

Поскольку расширительный бак не является герметичным, часть жидкости, прибывая в контакте с воздухом, испаряется, что требует ее компенсации для нормальной работы системы. Это происходит при непосредственном участии человека, который должен контролировать объем воды в системе и, при необходимости, пополнять его.

Достоинства и недостатки открытого расширителя

Главными преимуществами расширительного бака системы отопления открытого типа является простота конструкции и полная автономность устройства, работа которого не зависит от работоспособности системы. Все процессы в нем происходят согласно естественному круговороту, без использования насосного и прочего оборудования. Также радует доступная цена расширительного бака для отопления открытого типа, которая стартует от 1500 руб.

К недостаткам такой емкости можно отнести:

необходимость теплоизоляции бака для снижения потерь тепла;
монтаж дополнительных трубопроводов, что портит эстетичный вид;

Расширительный бак имеет довольно простую конструкцию

не герметичность резервуара;
необходимость периодического пополнения воды в системе в результате испарения жидкости. Поскольку вода непосредственно контактирует с воздухом, это может стать причиной возникновения коррозии стальной емкости, что приведет к уменьшению теплоотдачи, появлению шума и снижению периода ее эксплуатации.

В частном доме расширительный бак отопления открытого типа устанавливается в чердачном помещении, лестничном проеме или специально оборудованном боксе, который устанавливается на крыше дома. При достаточной высоте здания его можно расположить внутри жилого помещения в санузле или хозкомнате.

Расширительную емкость устанавливают рядом с котлом отопления

Выбор мембранного расширителя

Какую разновидность выбрать (открытого или закрытого типа)

Есть два типа расширительных баков: мембранные (закрытые) и открытые баки.

Рассмотрим отличия и определимся с рациональным выбором.

Расширительный бак с мембраной (закрытый)

При установке этого оборудования требуется манометр, ниппель и предохранительный клапан.

Чтобы избежать вскипания воды, располагайте бак ближе к котлу на обратке. Тщательно закрепите бак. Вес устройства в процессе эксплуатации может меняться в большую сторону.

Открытый расширительный бак

Устанавливают такой бак на самом высоком уровне установки. Часто пользуются чердаком. Бак снабжен переливной трубой для сброса излишков теплоносителя. В случае утечки воды из системы вода из бака автоматически позволяет восстановить прежний объем. Расширитель оборудуют циркуляционной трубой, чтобы исключить замерзание теплоносителя.

Открытые баки используют редко из-за недостатков:

массивная конструкция;
создаются благоприятные условия для процесса коррозии;
нельзя использовать при высоком давлении.

Как определить необходимый объем расширительного бака

Основная характеристика при выборе и установке расширительного мембранного бака – объем. Рассмотрим разные методы, которые используют для определения этого показателя.

Способ 1

Объем бака должен составлять 10% от объема воды используемой в качестве теплоносителя. Метод основан на том, что коэффициент расширения у воды при температуре 100 градусов не переходит границу 0,08. Неточность состоит в том, что не берется в расчет давление в отопительной системе.

Способ 2

Относится к достаточно точным и рекомендуется при выборе расширительного мембранного бака. Формула для расчета:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax))/ Кзап.

Где:

V – количество жидкости в системе;

Bt – коэффициент, учитывающий расширение воды при изменении температуры;

P min – исходное значение давления;

P max – разрешенное давление. Используется при расчете предохранительного клапана;

Кзап. – коэффициент наполнения бака водой. Отражает максимальный объем теплоносителя, который может поместиться в бачке. Для расчета используют таблицу:

Образец расчета:

Количество воды в установке 800 литров;

Bt для воды с температурой 85 градусов составляет 0,034;

Исходное давление – 1,5;

Предельное давление – 5.0;

Величину коэффициента заполнения находим по таблице – 0.58

Объем бака: 0,034*800/ (1 — 1,5/5,0)/0,58 = 67 литров.

Полученный результат умножают на коэффициент резерва равный 1,25.

Полный объем: 67*1,25 = 83,75 л.

Выбираем бак, который по объему близок этому значению.

Допускается пользоваться таблицами. В качестве теплоносителя – вода.

В расчете принимают во внимание все узлы гидросистемы. Параметры берутся из документации по проектированию систем теплоснабжения объекта

Если такая возможность отсутствует, воспользуйтесь следующим способом определения необходимого объема

Читайте еще: Схемы подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения: особенности подсоединения гидробака

Способ 3

Расчет приблизительный, основанный на связи мощности отопительной системы с объемом воды – теплоносителя установки. Один кВт соответствует 15 литрам воды, циркулирующей по трубопроводам установки. Что касается Bt –коэффициента расширения, то он находится по специальным таблицам с учетом состава жидкости. Сейчас в систему вводят теплоноситель состоящий из смеси воды с гликолями. Это повышает эффективность теплоотдачи.

Показатель давления определяют в каждом узле тепловой установки. Допустимое давление принимается по самому большому значению. Именно на это давление настраивается предохранительный клапан.

Мембранные компенсационные баки снабжаются устройствами для контроля и регулирования давления. Для контроля используют манометры.

Как определить диаметр трубы, идущей к расширительному баку

Чтобы не загружать вас излишними формулами, посмотрите видео, где подробно рассказано о том, какие диаметры труб должны быть при установке мембранного расширительного бака в системе отопления:

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.

Причины падения давления

Несмотря на то, что давление в бачке должно иметь постоянную величину, оно нередко падает при эксплуатации отопительной системы.

Есть ряд причин, почему понижается давление:

Протечка теплоносителя. Такие проблемы обычно появляются в отопительных системах, функционирующих на антифризе, который способен проникнуть даже в мелкие трещинки. В итоге возникают протечки. Их следует устранить до того, как накачать расширительный бак в системе отопления воздухом.
Снижение давления в котле. В случае его значительного падения следует обратиться к мастерам. Если давление понизилось не критично и выровнялось после запуска системы, то ею можно пользоваться, поскольку подобные сбои ей не могут причинить вред.

Подбираем объем бака.

Подобрать расширительный бак поможет понимание основных функций, которые он выполняет.

Основная задача экспанзомата (как еще его называют от англ. «expanse» — расширять) — забирать на себя избыточный объем теплоносителя, который образуется в результате теплового расширения.

На сколько же увеличивается в объем воды, как основного теплоносителя при нагревании?

При нагревании воды с 10 о С до 80 о С ее объем увеличивается примерно на 4%. Нельзя также забывать, что закрытый расширительный бак состоит из двух частей, в одну из которых поступает избыток расширяющегося теплоносителя, а в другую под давлением закачан газ или воздух.

Учитывая устройство расширительного бака, его объем рекомендуется подбирать как 10 — 12% от объема всей воды в отопительной системе дома:

в трубах;
в отопительных приборах;
в теплообменнике котла;
небольшой начальный объем воды, которая с начальной температурой под давлением попадает в сам бак (статическое давление в системе обычно выше, чем давление воздуха в экспанзомате).

Рост давления в отопительном контуре

Теперь вы знаете, как поднять давление в системе отопления, предварительно избавившись от причин падения. Далее мы будем разбираться с его повышением. Если оно постоянно скачет, значит, оборудование работает в неправильном режиме. Возможны и другие проблемы, которые будут рассмотрены в данном обзоре.

Иногда показатель давления скачет просто так – такое возникает при работе некоторых отопительных котлов с неисправными датчиками. Но рассчитывать на их некорректную работу всё-таки не стоит, так как бездействие может привести к повреждению отопительного оборудования. Чаще всего из-за гидравлических перегрузок страдают котлы – не выдерживают и лопаются теплообменники и прочие внутренние узлы.

Предотвратить повреждение системы отопления из-за высоких гидродинамических нагрузок поможет группа безопасности. Она является обязательным элементом каждого замкнутого контура. Состоит группа из следующих частей:

Максимальное давление для большинства котлов составляет 3 атмосферы. Поэтому необходимо создать условия для их безопасной работы. За это и отвечает предохранительный клапан. Открывшись, он выпустит часть теплоносителя и тут же закроется.

Манометр (или термоманометр) – используется для снятия контрольной информации.
Воздухоотводчик – убирает воздух из контура.
Предохранительный клапан – защищает контур от гидравлических перегрузок.

Самым важным звеном здесь является предохранительный клапан. Он автоматически сбросит давление, если оно выйдет за опасные пределы. Обычно пользователи не обращают на манометры никакого внимания. Ведь не будешь же контролировать показатели каждый час из-за страха возникновения аварийной ситуации. Поэтому предохранительный клапан является обязательным – это простой и эффективный узел безопасности.

Устраняем причины роста

Наличие воздушных пробок может вызвать постепенный рост давления в отопительном контуре. Их необходимо своевременно удалять. Самый простой вариант – с помощью ручного спускника воздуха, который устанавливается рядом с группой безопасности. Также для этого используются краны Маевского, располагающиеся на радиаторах. Иногда для полного удаления воздуха меняется теплоноситель с повторным заполнением системы.

Слишком высокая температура – ещё одна причина роста давления. Обычно температура теплоносителя в системах отопления варьируется в пределах +70-80 градусов, иногда чуть больше, иногда чуть меньше. Если по каким-то причинам она поднимется до более высоких отметок, это спровоцирует расширение теплоносителя. Он начнёт давить на трубы и радиаторы, из-за чего стрелка на манометре поползёт вверх. Чтобы предотвратить аварию, необходимо дать теплоносителю остыть. После этого разбираемся в изначальных причинах роста температуры.

Засор отопительного контура тоже может стать причиной повышения давления в системе. Отопление засоряется не очень часто, но исключать этого нельзя. Причиной засоров чаще всего становится загрязнённый теплоноситель – это характерно для систем с металлическими трубами, подвергающимися коррозии.

Одной из причин поломки может стать накипь в трубах. Обычно участки труб после засоров более холодные – именно так и вычисляем загрязнившийся участок.

Прочие причины повышения давления в системе отопления:

Пользователи «начудили» с вентилями и задвижками – это становится причиной холодных радиаторов.
Постоянная подпитка контура водой – это нужно для первоначального наполнения системы или при падении давления, в остальное время подача воды должна быть перекрыта.
Поломка циркуляционного насоса или его неправильная настройка – создаётся чрезмерный напор вместе с ростом давления.
Засорение того или иного контура – засоры отдельных «направлений» могут спровоцировать подъём давления во всей системе отопления.

Всех этих знаний более чем достаточно для поддержания правильного давления теплоносителя в системе отопления.

Оптимальные показатели

Существуют общепризнанные среднестатистические нормы:

Для небольшого частного дома или квартиры с индивидуальным отоплением достаточно давления в пределах от 0,7 до 1,5 атмосфер.
Для частного домовладения в 2—3 этажа — от 1,5 до 2 атмосфер.
Для здания в 4 этажа и выше рекомендуются от 2,5 до 4 атмосфер с установкой дополнительных манометров на этажах для контроля.

Внимание! Для проведения расчётов важно понять, какая из двух видов систем устанавливается. Открытая — система отопления, в которой расширительный бак для избыточной жидкости взаимодействует с атмосферой

Открытая — система отопления, в которой расширительный бак для избыточной жидкости взаимодействует с атмосферой.

Закрытая — герметичная система отопления. В ней расположен закрытый расширительный сосуд особой формы с мембраной внутри, которая делит его на 2 части. Одна из них заполнена воздухом, а вторая — подсоединена к контуру.

Фото 1. Схема закрытой отопительной системы с мембранным расширительным баком и циркуляционным насосом.

Расширительный сосуд вбирает избыточную воду, когда её объем увеличивается при нагревании. Когда вода остывает и уменьшается в объёме — сосуд восполняет недостаток в системе, предотвращая её разрыв при нагревании энергоносителя.

В открытой системе бак расширения обязательно устанавливают в самой высокой части контура и соединяют, с одной стороны с трубой-стояком, а с другой — с трубой-сливом. Сливная труба страхует бак расширения от переполнения.

В закрытой системе расширительный сосуд можно установить в любой части контура. При нагревании вода поступает в сосуд, а воздух во второй его половине сжимается. В процессе остывания воды давление снижается, а вода под напором сжатого воздуха или другого газа возвращается обратно в сеть.

В открытой системе

Чтобы избыточное давление на открытую систему составило всего 1 атмосферу, необходима установка бака на высоте 10 метров от самой нижней точки контура.

А чтобы разрушился котёл, выдерживающий мощность 3 атмосферы (мощность среднестатистического котла), нужно установить открытый бак на высоту больше 30 метров.

Поэтому открытую систему чаще используют в одноэтажных домах.

А давление в ней редко превышает обычное гидростатическое, даже когда вода нагревается.

Потому и дополнительные предохранительные устройства, кроме описанной сливной трубы, не нужны.

Важно! Для нормальной работы открытой системы котёл устанавливают в самой низкой точке, а бак расширения — в самой верхней. Диаметр трубы на входе в котёл должен быть уже, а на выходе — шире

В закрытой

Поскольку давление значительно выше и меняется при нагревании, она обязательно должна быть оборудована предохранительным клапаном, который обычно для 2-этажного здания ставится на показатель 2,5 атмосферы. В небольших домах давление может оставаться в пределах 1,5—2 атмосфер. Если же этажность — от 3-х и выше, пограничные показатели до 4—5 атмосфер, но тогда требуется установка соответствующего котла, дополнительных насосов и манометров.

Наличие насоса даёт преимущества:

Длина трубопровода может быть сколько угодно большой.
Подсоединение любого количества радиаторов.
Используют как последовательную, так и параллельную схему подключения радиаторов.
Система работает при минимальных температурах, что экономно в межсезонье.
Котёл работает в щадящем режиме, так как принудительная циркуляция быстро двигает воду по трубам, и она не успевает остыть, доходя до крайних точек.

Фото 2. Измерение давления в отопительной системе закрытого типа при помощи манометра. Прибор устанавливается рядом с насосом.

Настраиваем бак для работы в системе отопления.

Для настройки экспанзомата воспользуемся рекомендациями известного немецкого производителя подобного оборудования компании Reflex.

Здесь же мы приведем основные принципы настройки бака.

Настраивая бак, мы имеем дело с разными видами давлениями, которые нужно согласовать друг с другом:

P_ст— статическое давление системы (равно высоте столба воды, обусловленное, в свою очередь, высотой системы отопления от точки подсоединения бака до верха последнего самого верхнего элемента);

P— давление воздуха в воздушной камере бака;

P_нач — начальное давление подпитки;

P_расш— давление, создаваемое в системе в результате расширяющейся в объеме воды;

P_кон— давление, которое создается в результате дополнительной подпитки во время выведения системы отопления на верхний рабочий режим по температуре. (Когда в системе участвует давление расширения);

P_кл— давление предохранительного клапана (для частных домов 3 бара);

P_макс— максимальное рабочее давление, на которое рассчитан самый чувствительный элемент системы (обычно теплообменник котла).

Заключение

Расширительный бачок — важнейший дополнительный элемент в любой системе отопления. Если для открытых систем с гравитационной циркуляцией достаточно установить в верхней точке простой открытый резервуар, то для сложных закрытых систем требуется установка промышленных моделей.

Такие бачки отличаются герметичностью. В процессе производства в корпус закачивается воздух, поддерживающий давление, необходимое для нормального функционирования систем с принудительной циркуляцией. Настроить нужные показатели давления можно самостоятельно с помощью манометра и обычного автомобильного компрессора.

Как вам статья?

Мне нравится4Не нравится