Какой объем выбрать расширительный бак для отопления: Как выбрать расширительный бак | интернет-магазин Терем

Какой расширительный бак для системы отопления лучше? — Вентиляция, кондиционирование и отопление

Расширительный бак для отопления водяного типа – это обычная емкость, где хранится излишек теплоносителя, увеличившегося в объемах после нагревания в котле. Однако  после доработки конструкции бака этот узел можно превратить в регулятор давления, с помощью которого можно повысить эффективность системы отопления.

Поэтому в данной статье мы рассмотрим разновидности конструкции подобной арматуры и нюансы монтажа баков в разводку. Прочитав этот материал, вы поймете, какой расширительный бак для отопления лучше использовать именно в вашей системе отопления.

Установленный расширительный бак

Разновидности расширительных баков

Ассортимент расширительных баков делится на две группы. В первую входят открытые емкости, а во вторую – закрытые баки.

Открытый расширительный бак предполагает контакт теплоносителя с атмосферой. То есть при расширении объема, спровоцированном нагревом теплоносителя, уровень воды в открытом баке возрастает.

В итоге такой бак можно использовать только в роли хранилища «лишнего» объема жидкости. Поэтому открытые емкости монтируют в системы отопления с естественной или слабонапорной циркуляцией теплоносителя. Такие системы обслуживают только малоэтажные строения. Кроме того, сквозь открытый бак мы можем залить воду (теплоноситель) в разводку системы отопления.

Герметичный расширительный бак не предполагает контакта теплоносителя с атмосферой. Такая емкость состоит из двух отсеков – воздушной (верхней) и водяной (нижней) камеры, разделенных эластичной мембраной. При нагреве теплоносителя объемы нижней камеры увеличиваются за счет растяжения мембраны и уплотнения воздушной среды в верхнем отсеке бака.

Поэтому мембранный расширительный бак используют не только для хранения «лишнего» объема теплоносителя. Регулируя давление в верхней камере, мы можем увеличить напор в разводке системы отопления. В итоге герметичный бак дает возможность «доставить» теплоноситель на самые верхние этажи отапливаемого строения.

Устройство расширительного бака

Кроме того, увеличивая напор, мы повышаем скорость циркуляции теплоносителя. А чем выше скорость, тем меньше разница температур в напорных и обратных трубах. В итоге  котел тратит меньше энергии на разогрев «обратного» потока.

Словом, если ваша система настроена на циркуляцию самотеком или вы собираетесь отапливать малоэтажное строение, то вам необходим открытый бак. Если вам придется отапливать многоэтажное строение или экономить энергию, потребляемую котлом, то лучшим вариантом бака будет герметичная емкость с разделительной мембраной.

Расчет объема расширительного бака

Расширительный бак для открытой системы отопления в расчетах не нуждается. Заливая теплоноситель в систему, вы просто не заполняете емкость «до верха», оставляя бак полупустым. Объем среднего открытого бака – 40-60 литров.

Объем закрытого (герметичного) бака считают по этой формуле:

Где:

• C – это объем теплоносителя, залитого в систему.
• Pmin – это минимальное давление в системе. Оно равно 1 атмосфере или давлению в верхней «половинке» герметичного бака при отключенном котле.
• Pmax – это максимальное давление в системе, которую определяют по манометру при включенном котле или ограничивают конкретным значением.
• E – это коэффициент расширения теплоносителя. Он выбирается из таблиц, исходя из температуры воды в обратке.
• K – это процентный коэффициент заполнения расширительного бака. Он определяется соотношением объемов емкости и поступившей в бак воды. Причем для вычисления коэффициента нужно использовать особые таблицы.

Установка расширительного бака в системе отопления

Монтаж бака в систему осуществляется по следующим правилам:

• Если в разводку монтируют открытую емкость, то ее соединяют с отводом от напорной трубы, который располагается в наивысшей точке этой ветви.

• Если в разводку монтируют мембранный бак, то его соединяют, с помощью того же отвода, с обратной ветвью, врезая емкость за насосом.

Расширительный бак установлен перед насосом

На практике обе операции реализуются следующим образом:

• В нужный участок разводки монтируется тройник.
• Над тройником крепят расширительный бак, используя в качестве опорной поверхности кронштейн или стену. Очень большие баки монтируют на цокольное или чердачное перекрытие, усиленное дополнительными балками. Причем габаритная емкость покоится на особой подставке, открывающей доступ к штуцеру в нижней точке корпуса.
• На штуцер бака или вертикальный отвод тройника крепят шатровый вентиль. Эта деталь облегчит демонтаж бака в случае обнаружения протечки корпуса.
• Бак и тройник соединяют коротким отрезком трубопровода.

Кроме того, после монтажа мембранного бака и заполнения системы теплоносителем (водой) возникает необходимость откалибровать минимальное давление в герметичной разводке. Для этого используют манометр и велосипедный насос, которым закачивают воздух в верхний ниппель бака.

После завершения монтажа расположенные за пределами отапливаемой зоны баки придется утеплить. Обычно эту операцию проделывают после монтажа открытого бака, выведенного на чердак.

Такую емкость помещают в деревянный или картонный ящик, засыпая в  пространство между стенками и корпусом бака опилки. Именно поэтому большинство открытых баков имеют квадратную форму. Впрочем, плиты из пенопласта или экструдированного пенополистирола будут куда эффективнее тирсы или опилок. К тому же их можно просто наклеить на корпус бака.

Расширительный бак своими руками

Мембранный бак, монтируемый в герметичную разводку лучше купить в магазине. А вот открытую емкость можно изготовить своими руками, используя для этого дешевые и доступные «стройматериалы».

Для открытых систем отопления, обслуживающих большие строения, расширительный бак можно изготовить из газового баллона, срезав болгаркой днище этой емкости. Только перед этим не забудьте опорожнить баллон, слить «отдушку», выкрутить вентиль и промыть емкость щелоком. Иначе «запах газа» будет преследовать вас долгие годы.

Расширительный бак своими руками

Если вы умеете обращаться со сварочным аппаратом, то вы можете собрать квадратный бак из листовой стали и уголков. Причем вначале «варится» кубический каркас, а затем на внешнюю часть каркаса «наваривают» пластины-грани. В финале в нижнюю часть вваривают напорный штуцер, а в верхней части вырезают «окно» для заливки воды и контроля уровня. Ну а более «продвинутые» модели комплектуют штуцером перелива – его «вваривают» в стенку бака, отступив от днища 2/3 высоты емкости, и заливочным штуцером, который соединяют с водопроводом.

Небольшой открытый бак, обслуживающий систему на 25-50 литров, можно изготовить и без сварочного аппарата. Для этого вам понадобится 5 или 10-литровая канистра, резьбовой сгон, пара контргаек и силиконовая прокладка, которую можно «натянуть» а сгон с усилием.

Сам процесс «изготовления» бака выглядит следующим образом:

• Горловина канистры срезается. Она уже не нужна – завинчивать крышку мы не будем.
• В днище канистры высверливается отверстие, диаметр которого совпадает с габаритами штуцера. Если канистра изготовлена из пластика, то дыру можно «прожечь» разогрев на огне сам штуцер.
• Далее на сгон навинчивается первая контргайка и натягивается силиконовая шайба. После чего резьбовой торец вводят в отверстие в днище канистры.
• Изнутри на сгон навинчивается вторая контргайка. Причем над дном канистры должен возвышаться лишь небольшой участок сгона. Поэтому вторую контргайку накручивают на резьбу до тех пор. Пока торец сгона не «вынырнет» с обратной стороны.
• Далее нужно зафиксировать вторую (внутреннюю) гайку и прижать к корпусу силиконовую прокладку, подтягивая ее первой, предварительно накрученной, внешней контргайкой.

В финале вы проверяете герметичность вашего «изделия» и переходите к установке самодельного бака в систему.

Расширительный бак для отопления: как выбрать и установить

Оглавление:
Расширительный бак для отопления: для чего он нужен и как работает
Разновидности и особенности расширительного бака
Как подобрать расширительный бак: несколько нюансов
Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ

Расширительный бак для отопления является неотъемлемой составляющей любой жидкостной системы обогрева дома – без него система не сможет полноценно работать и оберегать вас от холода в зимнее время года. Это устройство служит своего рода демпфером, в задачи которого входит компенсация температурных увеличений объема жидкости в системе. Именно о нем и пойдет речь в этой статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org мы разберемся с принципом работы этого устройства, его разновидностями и решим вопрос выбора расширительного бака и самостоятельной установки.

Расширительный бак для системы отопления фото

Расширительный бак для отопления: для чего он нужен и как работает

Ни для кого не секрет, что при нагревании вода увеличивается в объеме – так случается каждый раз, когда человек запускает отопительную систему, в которой теплоносителем как раз и является обыкновенная вода. Куда, по-вашему, девается этот избыточный объем воды? Он поступает в расширительный бак для системы отопления, где благополучно дожидается того часа, когда остынет и, уменьшившись в объеме, снова вернется в систему трубопроводов.

Спросите, зачем такие сложности? А нельзя ли этот излишек воды просто удалить из системы? Можно, но в таком случае после остывания жидкостного теплоносителя некоторая часть трубопроводов останется пустой, и ее заполнит воздух, тем самым став непреодолимым препятствием на пути теплоносителя. Циркуляция прекратится, и система отопления попросту перестанет работать. А так, по мере остывания и уменьшения объема воды в отопительной системе, она будет заполняться водой из расширительного бака, препятствуя таким способом завоздушиванию трубопроводов.

Принцип работы расширительного бака для отопления

Разновидности и особенности расширительного бака

Существуют три основных типа расширительных баков, предназначенных для использования в системах отопления – это бак открытого типа, закрытого и мембранный расширительный бак. С ними и будем разбираться подробно, изучая их особенности и назначение.

1. Расширительный бак открытого типа – используется в системах с естественной циркуляцией теплоносителя. Этот бак представляет собой обыкновенную емкость с открытым верхом – контроль воды в ней производится визуальным способом. Именно в этом и заключается его основное неудобство – чтобы определить уровень жидкости в нем, приходится подниматься на чердак (этот вид бака устанавливается в самой верхней точке системы отопления, так как в его дополнительные обязанности входит удаление воздуха из системы). Для определения максимального уровня жидкости в системе такие баки, как правило, оборудуются переливным патрубком, выходящим на улицу.

   Расширительный бак открытого типа фото

2. Закрытый расширительный бак – используется как в открытых системах с естественной циркуляцией жидкости, так и в закрытых системах отопления, в которых теплоноситель находится под давлением. Это полностью герметичное устройство, оборудованное ручным или автоматическим клапаном для сброса воздуха. В случае с ручным удалением воздуха, наполнение системы отопления так же, как и в предыдущем случае, осуществляется визуально. В случае с автоматическим сбросом воздуха, контроль может осуществляться посредством манометра, показывающего наличие в системе отопления давления жидкости.
3. Мембранный расширительный бак системы отопления – это оборудование нового поколения, которое работает в полностью автоматическом режиме. Его основное отличие от обычного бака закрытого типа заключается в наличии мембраны, разделяющей бак на две части, в одной из которых находится теплоноситель, а в другой сжатый под давлением воздух. Именно эта мембрана и сжатый воздух позволяют уменьшить объем расширительного бака до разумных пределов – если раньше в системе отопления частного дома площадью до 100кв.м. приходилось использовать емкость на 20-30л, то сегодняшние мембранные технологии позволяют снизить его объем в четыре и более раз. Такие баки могут без проблем поместиться в корпус современного двухконтурного котла, что они благополучно и делают. Работает такой бак достаточно просто – возрастающее при нагревании теплоносителя давление в системе теснит воздух, поднимая его давление – когда теплоноситель остывает, все происходит с точностью до наоборот. Воздух выжимает теплоноситель в систему, тем самым поддерживая стабильное и неизменное давление.

   Бак расширительный мембранный фото

Как подобрать расширительный бак: несколько нюансов

Вообще профессионалы для расчета необходимого объема расширительного бака используют сложную формулу, которая учитывает и изначальный объем жидкости в системе отопления, и объем, образовавшийся в процессе расширения (этот показатель рассчитывается по отдельной формуле), а также предварительное и окончательное давление жидкости в системе. В общем, расчет сложный, и в большинстве случаев к нему прибегают только в случае с большими и разветвленными системами отопления – а так для небольших отопительных контуров используются усредненные значения.

В большинстве случаев подбор расширительного бака осуществляется исходя из того, что вода при нагревании до 80˚C увеличивается в объеме в среднем на 4-5%. К этому добавляют небольшой запас, который также составляет 5%. Получается так, что объем расширительного бака равен 10-12% от общего объема жидкости в системе – имея отопительный контур с объемом воды 100л, понадобится купить 10-12-ти литровый расширительный бачок.

Как подобрать расширительный бак

Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ

Вопрос, как установить расширительный бак, решается очень просто – можно даже сказать, что все остальное, что связано с монтажом отопления, делается намного сложнее. Подсоединяется он к системе отопления всего-навсего одной трубой, которая оборудуется отсекающим краном. Если быть педантичным и разбить весь процесс установки расширительного бака на этапы, то он будет выглядеть следующим образом.

1. Установка и крепление самого бака. Здесь может быть два варианта – существуют настенные и напольные расширительные баки. Выбор той или иной разновидности диктуется объемом бака и условиями, в которых он будет устанавливаться. Не важно, какой из них вы выберете, его все равно нужно надежно закрепить к стене или полу.
2. Дальше делаем врезку в обратном трубопроводе системы отопления. Если расширительный бак предусматривает подключение трубой 3/4″, значит, врезку делаем такой же трубой. Здесь все зависит от материала труб отопления – если полипропилен, значит, впаиваем соответствующий тройник, если металлопластик, то разрезаем трубу и вставляем тройник на фитингах. Если же речь идет о стальных трубах отопления, то либо ввариваем такой же резьбовой патрубок, либо устанавливаем готовую обжимную врезку – лучше, конечно, вварить резьбу.
3. Дальше на врезанную тем или иным способом резьбу навинчиваем отсекающий кран, в него пакуем разъемное соединение (американку).
4. Соединяем американку трубой с расширительным баком.

   Установка расширительного бака фото

Вот и все, бак подключен к системе отопления. Остается только проверить давление в расширительном баке, а вернее в его воздушной части, убедиться в его соответствии паспортным данным и, если все в порядке, то открыть отсекающий кран и добавить в систему воду. Воздух, который был в трубопроводе во время подключения расширительного бака, выйдет сам через автоматический воздушный клапан, которым, как правило, оборудуются все расширительные баки.

И напоследок несколько слов о том, как предусмотреть аварийный слив расширительного бака – он используется редко, но, тем не менее, предусмотрительные монтажники не отказываются от его оборудования. Здесь все просто – после разъемного соединения устанавливается тройник, боковое ответвление которого оборудовано полудюймовым краном и служит для того, чтобы в случае необходимости можно было легко и быстро слить расширительный бак для отопления.

Автор статьи Александр Куликов

Коэффициенты запаса по размеру расширительного бака водонагревателя

В последнем отчете R.L. Deppmann Monday Morning Minutes мы использовали программу подбора Bell & Gossett Systemwize для расчета размера и выбора расширительного бака теплового водонагревателя. Инженер или сантехник всегда думает о коэффициенте безопасности при выборе размера. Где я могу применить коэффициенты безопасности и что произойдет, если емкость меньшего размера? Сегодня мы обращаемся к этим опасениям.

Что делать, если расширительный бак водонагревателя имеет недостаточный размер?

Терморасширительный бак предназначен для ограничения повышения давления при нагреве объема воды в системе горячего водоснабжения от начальной температуры до расчетной температуры при отсутствии забора из системы. На прошлой неделе мы представили формулу:

Дополнительную информацию об этой формуле можно найти в понедельник утром, в разделе «Размер расширительного бака: Bell & Gossett Systemwize».

• Если объем бака (V _T ) фиксируется и мы недооценили объем системы (V _S ), максимальное давление (P _O ) поднимется выше нашего ожидаемого максимума.
• Если объем резервуара (V _T ) фиксирован, а начальное давление (P _F ) больше расчетного, максимальное давление (P _O ) превысит ожидаемый нами максимум.
• Если объем бака (V _T ) фиксирован, а максимальная температура больше, чем мы ожидали, это приведет к увеличению расширения воды (E _W -E _P ) и максимальное давление (P _O ) превысит ожидаемый нами максимум.

Во всех случаях, показанных выше, пропущенный выбор приведет к тому, что давление в системе будет выше расчетного. Если это давление приблизится к настройке сброса давления, предохранительный клапан откроется. Мы никогда не хотим использовать предохранительное устройство в качестве механизма управления. Это работа расширительного бака.

Учет запаса прочности при расчете размера расширительного бака

Давайте посмотрим на таблицу, используя пример из Monday Morning Minute за прошлую неделю.

Мы видим, что отсутствие объема сильно влияет на размер резервуара, поэтому к объему следует применять коэффициенты безопасности. Ваш выбор безопасности зависит от надежности ваших расчетов.

Поиск и устранение неисправностей расширительных баков

Последнее замечание о расширительных баках. Как упоминалось выше, результатом любого занижения является повышенное давление. Если давление становится настолько высоким, что открывается предохранительный клапан, в первую очередь нужно посмотреть в двух местах.

1. Правильно заправленный расширительный бак должен иметь давление наполнения, равное давлению в системе. В баке нет воды, пока вода не нагреется. Если давление наполнения бака слишком низкое, в баке останется определенный объем воды еще до того, как мы начнем нагревать воду. Это приводит к уменьшению размера резервуара и увеличению давления. Прежде чем инженер возьмется за свои расчеты, проверьте давление наполнения бака. Убедитесь, что бак правильно заряжен.
2. Другой проблемой может быть плохой танк. Если бак не может удерживать заряд воздуха, это может означать утечку в клапане Шредера или повреждение бака.

Обратитесь к производителю IOM за инструкциями по правильной заправке терморасширительного бака, а также рекомендациями по устранению неполадок.

Управление подачей воздуха и повышение давления. Часть 4. Размер расширительного бака —

Автор Chad Edmonson

Расширительные баки правильного размера (стандартные или баллонные/мембранные) имеют решающее значение для успешного управления воздухом в гидравлической системе.

У каждого производителя расширительного бака есть письменная форма, в которой указаны шаги и расчеты для определения размера расширительного бака. Большинство, если не все, разработали программное обеспечение, которое делает всю работу за вас. У Bell & Gossett есть отличный ESP-Plus, который можно скачать здесь. Но независимо от того, используете ли вы программное обеспечение или диаграммы и ручные расчеты для определения размера расширительного бака, есть несколько сведений, которые вам понадобятся в любом случае. Эти ключевые значения:

1. Общий объем воды в системе

2. Минимальная и максимальная рабочие температуры системы

3. Максимальное рабочее давление системы

4. Минимальное рабочее давление в резервуаре для поддержания 4 фунта на кв. дюйм в верхней точке системы.

5. Максимальное рабочее давление в резервуаре

Мы хотели бы добавить к списку еще один: Компонент системы с самым низким номинальным давлением. Очевидно, вы не хотите, чтобы давление в системе когда-либо превышало номинальное давление на котле или другом компоненте, чтобы не сдуть предохранительный клапан ASME!

После того, как вы знаете эти значения, выбор расширительного бака для системы, которую вы проектируете, является вопросом заполнения относительно простой таблицы размеров производителя или ввода нескольких чисел в программу расчета. Но прежде чем вы дойдете до этого момента, важно понять логику (и физику), которая диктует размер вашего расширительного бака.

Во-первых, важно помнить о двух основных целях расширительного бака в гидравлической системе:

Размер бака (будь то бак-дозатор или стандартный бак) должен быть таким, чтобы в нем можно было хранить требуемый объем расширенная вода без превышения максимально допустимого давления. Он также должен быть в состоянии поддерживать требуемое давление, когда система холодная, а объем воды минимален. Вот где старый урок химии вступает в игру.

Помните закон Бойля? Закон Бойля и связанное с ним уравнение p1V1=p2V2 утверждают, что абсолютное давление, создаваемое газом (например, воздухом), обратно пропорционально объему, который он занимает в замкнутой системе, при условии, что температура и объем газа остаются неизменными. . В замкнутой гидросистеме объем воды постоянно меняется в результате даже малейшего изменения температуры. По мере увеличения этого объема воды объем воздуха в резервуаре-дозаторе уменьшается, так как свободно плавающие молекулы воздуха сжимаются. С изменением объема воздуха и воды меняется и давление. Когда вы уменьшаете («выжимаете») объем воздуха в расширительном бачке, вы фактически пропорционально увеличиваете давление в системе. Если вы уменьшите объем воздуха наполовину, вы удвоите давление в системе.

Это закон Бойля, и он служит основой для выбора размеров расширительных баков.

Все еще запутались?

Вот еще один способ подумать об этом. При определении размера расширительного бака для гидравлической системы мы фактически прогнозируем объем расширения системы и определяем, какая воздушная подушка необходима для поддержания давления в системе при низких рабочих температурах и обеспечения достаточного пространства для расширения при более высоких рабочих температурах. избегайте избыточного давления и продувки предохранительных клапанов.

Другой потенциальной проблемой при работе с компрессионными баками является заболачивание бака. Через самотек рециркуляционный воздух может реабсорбироваться из компрессионного бака.