Расширительный бак для отопления; схема установки в открытой и закрытой системах

Расширительный бак для отопления — схема установки в открытой и закрытой системах

Давайте постараемся разобраться, для чего нужна и как выполняется установка расширительного бака в системе отопления.

Мы рассмотрим варианты для открытой системы с естественной циркуляцией и для закрытой системы отопления, использующей циркуляционный насос. Начнем, однако, с определений.

Наша задача — выбрать бак, подходящий нам по объему, и правильно смонтировать его.

Общая информация

Что такое расширительный бачок и для чего он нужен?

Само его название дает подсказку: для расширения. При фиксированной массе теплоносителя в контуре отопления и трубах, эластичность которых стремится к нулю, с изменением температуры теплоносителя неизбежно будет меняться давление в системе. Тепловое расширение, помните? Вода или любой другой теплоноситель, нагреваясь, расширяются.

Как только усилие превысит прочность трубы или радиатора на разрыв… Бум!

Причина возможной аварии — в том, что вода, меняя свой объем при нагреве, остается практически несжимаемой. Отсюда же и такое понятие, как гидроудар: упругие взаимодействия в жидкой среде, упрощенно говоря, отсутствуют.

Очевидное решение — создать в системе резервуар с легкосжимаемой субстанцией — воздухом. При увеличении объема воды при наличии такого резервуара давление вырастет незначительно.

Полезно: чтобы кислород из воздушного резервуара не способствовал коррозии труб, растворяясь в воде, в бачках для закрытых систем он отделен от воды резиновой мембраной.

Так выглядит это несложное устройство в разрезе.

Однако мы описали лишь одну из функций расширительного бачка.

Помимо закрытых систем отопления частных домов с фиксированными объемами и контура, и теплоносителя в нем, расширительный бачок можно обнаружить:

• В открытых системах, контактирующих с атмосферным воздухом;
• В системах централизованного отопления с верхним розливом. Там расширительный бак находится на чердаке и соединяется непосредственно с подающим трубопроводом домовой системы отопления.

В обоих описанных случаях монтаж расширительного бака отопления нужен для того, чтобы избавиться от воздушных пробок. Перепад между двумя нитками в случае центрального отопления — всего-то около двух метров. В системах отопления частных домов с естественной циркуляцией — и того меньше.

Уточнение: автору так и слышатся возгласы мало-мальски сведущих людей, которые в разгар отопительного сезона видели в элеваторном узле в 10 раз больший перепад.
Типично 6 кгс/см2 на подающем трубопроводе и 4 — на обратном (1 атмосфера избыточного давления соответствует водяному столбу в 10 метров).
Не путайте теплое с мягким: в отопительную систему поступает не вода с подачи, а смесь.
Элеватор вовлекает в повторный круг по отопительной системе воду обратки, впрыскивая в нее через сопло струю более горячей воды с более высоким давлением с подающего трубопровода.
В результате, как и сказано, перепад между смесью и обраткой не превышает 2 метров, или 0,2 кгс/см2.

При таком перепаде напор воды никак не сможет выдавить воздушную пробку из верхней части отопительной системы. Отсюда простое решение: поставить некую емкость для сбора воздуха там, где он будет накапливаться, и при запуске системы стравливать его. В случае открытой системы, понятное дело, какие-то активные действия не нужны.

Весь воздух в системе будет вытеснен вверх и попадет в расширительный бак. В открытой системе он тут же воссоединится с атмосферой. В закрытой — будет ждать, пока владелец дома откроет воздушный кран.

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.

Заключение

Как обычно, дополнительную информацию о выборе и установке расширительных бачков в системах разных типов вы обнаружите в видео в конце статьи. Теплых зим!

Монтаж расширительного бака отопления закрытого типа

Для эффективной работы отопительной системы важно создать условия для бесперебойной циркуляции теплоносителя и обеспечить его оптимальную температуру и давление. Это возможно только при точном расчёте и правильном монтаже каждого элемента в отдельности. Правильность выбора и установки расширительного бачка влияет на экономичность и надёжность всех контуров системы отопления. Поскольку этот элемент отвечает за сохранность и однородность теплоносителя, разбираемся в конструкциях современных расширительных баков и особенностях монтажа устройств в отопительных системах всех типов.

Функции в системе отопления

Из школьного курса физики все мы прекрасно знаем, что любая жидкость имеет свойство расширяться при нагревании. Поскольку в качестве теплоносителей современных систем отопления выступает вода, при увеличении её температуры значительно растёт давление во всех ветках системы обогрева. Если отопительный контур представляет собой открытую систему, то она попросту потеряет часть теплоносителя. В закрытых контурах дальнейшее нагревание приведёт к аварии и разгерметизации.

Расширительные баки для систем отопления

Проблема лишнего объёма решается просто – в отопительную систему вводят полый резервуар, названный расширительным бачком. Именно он принимает излишки воды при нагревании, а затем возвращает их обратно, исключая образование воздушных пробок. Поскольку от этого элемента зависит надёжность функционирования всех контуров, важно не только правильно подобрать его конструкцию, но и установить бачок согласно всем правилам и рекомендациям.

Второй, не менее важной функцией расширительной ёмкости является защита инженерных коммуникаций от гидроударов. Системы, оборудованные циркуляционными насосами, подвергаются гидравлическому удару каждый раз, когда происходит включение помпы. Компенсировать резкие скачки давления помогает расширительный бак, являясь своего рода буферной ёмкостью.

В отопительных системах открытого типа бачок устроен просто – это сообщающаяся с атмосферой ёмкость, в которую отводят тонкую трубу от самой высокой точки контура обогрева. Бак заливают водой с таким расчётом, чтобы при минимальной температуре трубка была погружена в жидкость не менее чем на 10 см. Такой водяной затвор препятствует проникновению воздуха в систему отопления.

Ещё более распространённая конструкция открытой системы отопления – с бачком в самой верхней точке. Контур обогрева подключается в нижней части ёмкости, что позволяет эффективно удалять воздух из труб.

В закрытых отопительных системах применяются компенсационные ёмкости усложнённой конструкции, к тому же их монтаж и эксплуатация имеет отличительные особенности. Конструктивно такой бачок представляет собой герметичную капсулу с резиновым разделителем, который образует в его внутреннем пространстве две камеры. В одну камеру поступает расширяющийся теплоноситель. В другую закачан инертный газ или воздух.

Конструкция расширительного бачка для закрытых отопительных систем

Во время нагрева рабочая жидкость заполняет одну часть бака, сжимая воздух, который находится в другой её части. При снижении температуры теплоноситель выдавливается из ёмкости обратно в систему отопления. В зависимости от конфигурации разделителя компенсационные ёмкости отопительных систем делятся на два вида:

• расширительные бачки диафрагменного (мембранного) типа;
• баллонные (фланцевые) расширительные баки.

Применение резинового барьера позволяет отделить теплоноситель от воздушной среды, при этом позволяя ему беспрепятственно изменять свой объём.

Конструктивно такой расширительный бачок выполнен из двух полусфер, между которыми установлена резиновая мембрана. В одну полусферу врезан патрубок для подключения к отопительной системе, в другой установлен вентиль для нагнетания воздуха. Крепление мембраны выполнено жёстко, поскольку обе ёмкости между собой соединяются методом развальцовывания. Под воздействием закачанного воздуха диафрагма изначально прижата к стенке камеры теплоносителя. В процессе нагрева объем заполняется жидкостью, и давление в воздушной камере увеличивается. Несмотря на высокую надёжность баков такого типа существует риск разрыва мембраны во время включения насоса, при резком скачке давления в системе. Вторым недостатком мембранных ёмкостей является их низкая ремонтопригодность – заменить диафрагму в домашних условиях не представляется возможным. И третий минус – в силу особенностей конструкции такие бачки имеют небольшой объем, что значительно сужает возможности их использования.

Расширительные бачки баллонного типа

Конструкция фланцевой компенсационной ёмкости позволяет устранить все недостатки, присущие мембранным бакам. Во-первых, использование резинового баллона (груши) в качестве разделителя позволяет не волноваться о его повреждении во время включений циркуляционного насоса, так как рабочее давление баллонного бака значительно выше, чем у диафрагменного компенсатора. Во-вторых, при необходимости грушу можно легко заменить через съёмный фланец. В-третьих, линейка разделительных бачков с баллоном внутри представлена в очень широком диапазоне объёмов. Однако в этой бочке мёда есть и та самая ложка дёгтя – стоимость фланцевых расширительных баков значительно выше цены мембранных устройств.

Монтаж компенсационных ёмкостей

Установка расширительных баков проводится в соответствии с правилами монтажа и зависит от типа отопительной системы.

Главное требование, которое предъявляется к системе обогрева открытого типа – быстрый подъем расширяющегося теплоносителя в верхнюю точку системы и возможность его движения по трубам самотёком. При этом воздух из контура также поднимается вверх. Устанавливая расширительный бак в верхней точке системы, успешно решают оба условия.

Сама компенсационная ёмкость для этого случая представляет собой водяной бак с открытым верхом, в дно которого врезан патрубок для подключения напорной ветки отопления. Монтаж устройства выполняется как сваркой стальных труб, так и соединением полипропиленовых элементов при помощи паяльника. Важно только обеспечить необходимое проходное сечение трубопровода.

В отоплении с закрытым контуром монтаж расширительного бака требует соблюдения определённых правил:

• монтаж допускается проводить только при плюсовой температуре;
• подключение расширительного бачка выполняют на прямом участке магистрали перед циркуляционным насосом;
• обязательна установка предохранительного клапана в параллель с компенсационной ёмкостью;
• при выборе места установки необходимо обеспечить доступ к вентилю бака, предохранительному клапану и запорной арматуре;
• минимальный объем расширительного бачка принимают равным 10% объёма теплоносителя.

Современные газовые котлы часто оснащаются расширительными бачками небольшого объёма (6-8 л), поэтому при необходимости подключения отопительного контура большой протяжённости устанавливают дополнительную ёмкость.

Если при работе отопления сброс давления из системы через предохранительный клапан происходит слишком часто, то это значит, что объём расширительного бака недостаточен.

Перед началом работ расширительный бачок надо отрегулировать. Для этого снимают пластиковую крышку с его вентиля, подключают компрессор или насос и по манометру накачивают в устройство воздух, пока давление не поднимется до 1.1 кПа. В процессе эксплуатации придётся провести дополнительную регулировку этого параметра. Давление в напорной магистрали должно быть на 0.1-0.2 кПа выше, чем в компенсационной ёмкости.

Инструкция по установке

Как и в открытых системах, подключение расширительного бачка можно выполнить сваркой металлических или полипропиленовых элементов или металлопластиковыми трубами. Следует сказать, что последний вариант является наименее предпочтительным. Сварка стальных труб, конечно, самое надёжное соединение, но, скорее всего, такой монтаж будет доверен специалисту, следовательно, описывать здесь технологию сварочных работ нет необходимости. А вот соединение полипропиленовыми трубами является достаточно надёжным и доступным для повторения своими руками. О нем и расскажем подробнее.

1. Котёл отключают от сети, закрывают краны подачи воды к агрегату.
2. Сливают жидкость из отопительной системы.
3. Выполняют обвязку бачка. Для этого отрезают трубу необходимой длины, к которой с одной стороны припаивают фитинг «американку». К другому её концу присоединяют фитинг «тройник».
4. В выбранном месте обратной магистрали врезают тройник с обвязкой.
5. На патрубок бачка устанавливают предохранительный клапан, а ниже — запорный кран. Такое расположение позволит слить воду для проверки давления в воздушной камере устройства. Места соединений герметизируют паклей или фум-лентой.
6. Подключают собранную конструкцию к системе.
7. Отопительную систему заполняют водой, предварительно открыв краны Маевского на радиаторах.
8. Систему считают заполненной жидкостью при достижении давления 1.2-1.3 кПа.

Установка запорного крана на участке между расширительным баком и отопительным контуром позволит снять устройство для ремонта или замены, не сливая воду из системы отопления.

Возможные ошибки монтажа

Расширительные бачки мембранного типа должны устанавливаться с верхней подачей теплоносителя, тогда как баллонные устройства нетребовательны к расположению в пространстве.

Устанавливая расширительный бак, позаботьтесь о том, чтобы он не мешал во время обслуживания котла и других инженерных коммуникаций. Лучше всего поставить ёмкость на пол в углу помещения.

От того, насколько правильно вы выберете и установите расширительный бак, зависит работоспособность отопительной системы. Поэтому ещё на этапе проектирования рассчитайте необходимый объем, определитесь с конструкцией и изучите существующие предложения. А залогом надёжной и эффективной работы устройства будет правильный монтаж с учётом существующих правил и рекомендаций.

Источник https://otoplenie-gid.ru/elementy/baki/135-rasshiritelnyj-bak-dlya-otopleniya-shema-ustanovki

Источник https://lucheeotoplenie.ru/montazh-sistem-otopleniya/montazh-rasshiritelnogo-baka-otopleniya-zakrytogo-tipa.html

Источник

Источник