Принцип действия расширительного бачка в системе отопления: Расширительный бак отопления. Принцип работы. Давление мембранного бака.

Содержание

функции, устройство и возможные неполадки

Отопительная система любого здания представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных элементов, от слаженной работы которых зависит эффективность функционирования всей системы.

Вследствие особенностей процесса теплоснабжения, кроме узлов, отвечающих непосредственно за выработку и распределение тепла, в конструкции также предусмотрены элементы, регулирующие внутренние процессы самой системы.

Физические свойства воды (как самого распространенного теплоносителя) подразумевают увеличение рабочего объема при нагревании. В среднем, при повышении температуры теплоносителя на 10°C, его объем увеличивается на 0,3%.

Важно: расширение воды происходит в температурном диапазоне от 20°C до 90°C.

Среди прочих узлов и агрегатов отопительной системы требуется наличие емкостей, задачей которых будет нивелирование объема теплоносителя в зависимости от его температурных и физических характеристик в течение всего цикла работы системы.

Выполнение данной функции в системах отопления обеспечивается за счет наличия расширительных баков.

Содержание

  • 1 Устройство и функции расширительного бака в отопительной системе
    • 1.1 Центральное отопление
    • 1.2 Автономное отопление открытого типа
    • 1.3 Автономная система закрытого типа
  • 2 Место установки расширительного бачка
  • 3 Изготовление расширительного бака для открытой отопительной системы
  • 4 Закипание расширительного бака

Устройство и функции расширительного бака в отопительной системе

Независимо от типа отопительной системы, расширительный бак представляет собой полую емкость, подключенную к отопительному контуру.

Общий принцип действия заключается в следующем: в зависимости от увеличения объема, излишки теплоносителя, или имеющегося в системе воздуха, поступают в расширительный бак. За счет этого осуществляется регулирования давления в отопительной системе.

Реализация данного принципа различается в зависимости от особенностей конструкции и разновидности отопительной системы.

Центральное отопление

Конструкция отопительной системы многоквартирного дома подразумевает установку расширительного бака в верхней точке системы, как правило, на чердаке. При этом функция расширительного бака заключается в приеме воздуха, вытесненного в ходе циркуляции теплоносителя.

В данном случае расширительный бак — это герметичная емкость, оборудованная водоразборным краном или сбросным вентилем.

Автономное отопление открытого типа

Автономное отопление открытого типа подразумевает постоянный контакт теплоносителя с атмосферным воздухом как результат естественной циркуляции. В данном случае расширительный бак является точкой контакта и принимает излишки теплоносителя (вследствие теплового расширения) и вытесненный воздух.

Расширительный бак системы открытого типа – это не герметичный резервуар произвольного объема. Естественное испарение жидкости компенсируется посредством периодического долива.

Автономная система закрытого типа

Функция расширительного бака в автономных системах закрытого типа заключается в компенсации увеличения объема нагретого теплоносителя, и, как следствие, в снижении давления теплоносителя на трубы.

В подобных системах применяются расширительные баки мембранного типа. Воздушная и водяная камеры разделены резиновой мембраной, препятствующей насыщению теплоносителя кислородом. Мембрана выполняет функцию компенсации повышения давления в системе.

Также функция регулирования давления в отопительной системе выполняется предохранительным клапаном, позволяющим устранить избыток давления.

Место установки расширительного бачка

Установка расширительного бака в системе центрального отопления и в автономной системе открытого типа производится на верхней точке системы.

При этом, вытеснение воздуха из трубопроводов обеспечивается посредством создания небольшого уклона разводки и розлива.

В случае, если обеспечение уклона отопительного контура невозможно, целесообразна установка дополнительного бачка в месте воздушного кармана. Дополнительный бачок должен находится на том же уровне, что и основной расширительный бак. Если объем воздушного кармана не превышает объема трех радиаторов, целесообразно ограничиться установкой воздушного сбросника.

Установка расширительного бака в системе закрытого типа возможна в любом месте системы. Единственное условие — водный поток на отрезке установки не должен образовывать значительных завихрений. Пример места установки — отрезок трубопровода перед циркуляционным насосом.

Важные аспекты выбора и установки:

  • Объем расширительного бака должен соответствовать десятой части объема теплоносителя в системе. В случае, если объем теплоносителя неизвестен, расчет производится в соответствие с показателем мощности теплового котла — на 1 кВт в среднем приходится 15 л теплоносителя. Нехватка объема устраняется посредством установки дополнительного бака.
  • Расширительные баки мембранного типа позволяют регулировать давление воздушной камеры для достижения оптимальных показателей в соответствие с состоянием отопительной системы.
  • Цвет расширительного бака (красный или синий) определяет возможности его применения. Красные баки устанавливаются в отопительные системы, синие — в системы водоснабжения. Различие заключается в материале мембраны — в синих баках используется пищевая резина, однако они также могут применяться и в отопительных системах.
  • Поступление теплоносителя сверху обеспечит отсутствие воздуха в камере для жидкости. Данный аспект важно учесть при монтаже расширительного бака.

Важно: как правило, современные модели электрических котлов оснащаются встроенными расширительными бачками, если мощность котла не превышает 30 кВт.

Изготовление расширительного бака для открытой отопительной системы

Собственноручное изготовление расширительного бака для автономной системы отопления открытого типа не требует знания инженерной специфики и конструкторских навыков.

Обязательные условия — опыт проведения сварочных работ, а также необходимое оборудование и материалы. Размер и форма заготовок зависит от требуемого объема бака, расчет производится заранее.

Порядок действий:

  1. Изготовление пяти прямоугольных заготовок необходимого размера. Материал — листовая нержавеющая сталь толщиной 2-3 мм. Можно использовать болгарку или ацетиленовый резак. Из того же материала можно изготовить крышку для будущего бака.
  2. Сваривание заготовок, установленных под прямым углом по отношению к днищу. В зависимости от толщины заготовок (2 мм, 3 мм) используется газовая или электрическая сварка, соответственно.
  3. Подключение готового расширительного бака к отопительной системе.

Закипание расширительного бака

Закипание теплоносителя, находящегося в расширительном баке, является одной из самых распространенных неполадок отопительных систем открытого типа. Данная неисправность является следствием недостаточной скорости либо остановки циркуляции теплоносителя.

Причинами нарушения циркуляции теплоносителя могут быть недостаточный диаметр трубопровода или отсутствие необходимого уклона отопительного контура. Решение данных проблем обеспечивается посредством установки циркуляционного насоса на обратку, перед отопительным котлом.

Расширительный бак является важной составляющей любой отопительной системы. Функционал расширительного бака позволяет регулировать объем теплоносителя и уровень давления в системе.

Для открытой системы отопления возможно изготовление расширительного бака собственными силами. Для прочих типов отопительных систем целесообразно приобретение готового расширительного бака.

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа

Автор Монтажник На чтение 10 мин Просмотров 10.4к.
Обновлено

В подавляющем числе индивидуальных домов собственникам приходится самостоятельно решать проблемы выбора вида и монтажа автономной отопительной системы. Большинство хозяев отдают предпочтение варианту с принудительной циркуляцией теплоносящей жидкости, в котором нашли применение специальные расширительные бачки для системы отопления закрытого типа.

Перед выбором расширительного (накопительного, мембранного) гидробака полезно изучить его принцип действия, правила подбора объема и настройки. Также важно исполнять рекомендации специалистов по монтажу расширительного резервуара, установить его правильно и в нужном месте отопительного контура.

Рис. 1 Примеры применения расширительных бачков

Содержание

  1. Разновидности бытовых отопительных систем с жидким теплоносителем
  2. Самотечная
  3. Закрытого типа
  4. Зачем нужен расширительный бак
  5. Устройство расширительного бака и принцип его работы
  6. Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа — правила выбора
  7. Как установить расширительный бак в системе отопления

Разновидности бытовых отопительных систем с жидким теплоносителем

Существует множество различных вариантов отопления индивидуальных домов. Помещения можно обогревать электрическими конвекторами, тепловыми насосами, нагревательными электрокабелями, плитами, пленками, получать тепловую энергию при помощи солнечных батарей.

Однако в повседневной реальности в силу ряда причин большинство потребителей используют водонагревательные котлы, теплоноситель от которых направляют в контуры теплых полов или на радиаторные теплообменники. При этом различают следующие два основных вида гидравлических отопительных систем.

Рис. 2 Схема гравитационной системы

Самотечная

В самотечных (гравитационных) системах, как следует из названия, циркуляция отопительной жидкости по контуру происходит естественным путем.

Связано это с простым физическим законом, согласно которому нагретая вода имеет более низкую плотность, чем холодная. В итоге, после подогрева в котле, она выталкивается холодными водными массами и поднимается вверх.

Нагретый тепловой носитель заполняет расширительный бачок и растекается вниз по контуру с теплообменными радиаторами. Самотечная система имеет следующие особенности:

  • Накопительный бак для поддержки напора делают с открытой крышкой. В итоге наблюдается постоянное испарение жидкости и ее приходится регулярно пополнять, что создает значительные эксплуатационные неудобства.
  • В открытой системе отопления нельзя использовать недорогую ядовитую незамерзающую жидкость этиленгликоль. В качестве незамерзайки придется применять пропиленгликоль, стоимость которого в два раза выше, или обходиться обычной дистиллированной водой.
  • Рабочий напор в самотечных системах редко превышает показатель в 1 бар и требует для его получения поднятого на высоту в 10 м от котла гидробака. Этого явно недостаточно для длинных отопительных контуров с радиаторными теплообменниками и тем более теплых полов. В итоге в самотечную систему отопления часто устанавливают дополнительный циркуляционный электронасос.
  • Скорость движения теплоносителя в гравитационных контурах невелика, поэтому для обеспечения хорошей теплопередачи требуется использование трубопроводов больших диаметров в 32 или 40 мм.

Рис. 3 Бачки гравитационных систем

Статья по теме:

Отопление в частном доме из полипропиленовых труб – нюансы, расчет. Возможно будет интересно подробнее почитать про организацию системы отопления из полипропиленовых труб в частном доме.

  • Трубопровод в гравитационных системах отходит к теплообменным приборам сверху вдоль стен, что не способствует повышению эстетичного внешнего вида помещений.
  • Если расширительный бак в системе отопления открытого типа находится на чердаке, и он не отапливается, его придется хорошо утеплять для снижения тепловых потерь.
  • Также процесс нагрева воды сопровождается некоторым шумом, что ухудшает комфортность проживания в жилых комнатах.
  • Так как тепловой носитель контактирует с воздухом, он насыщается кислородом. Это приводит к ускоренной коррозии металлических элементов котла, запускает процессы разложения незамерзающих жидкостей.
  • Весомым преимуществом гравитационной системы можно считать возможность ее работы при отсутствии электроэнергии, однако и это утверждение является не совсем корректным, так как большинство нагревательных котлов не могут нормально функционировать при отсутствии электричества.
  • Более важное достоинство заключается в верхнем расположении расширительного бака в открытой системе. Благодаря этому эффективно решается проблема отвода воздуха и можно обойтись без ряда воздухоотводчиков. Это позволяет сэкономить некоторые финансовые средства.

Рис. 4 Закрытая схема

Закрытого типа

При рассмотрении открытой системы отопления были приведено довольно много недостатков, которые имеет такая схема подключения. Это привело к широкому использованию другой схемы с закрытым гидробаком и принудительной подачей рабочего тела.

В закрытой системе отопления тепловой носитель не имеет контакта с окружающей средой, что позволило получить следующие ее особенности:

  • Теплоносителем может являться вода или любой вид ядовитых незамерзаек — они не могут покинуть пределы контура.
  • Применение для перемещения теплового носителя циркуляционного насоса позволило регулировать скорость потока и соответственно варьировать время обогрева помещений. Связано это с тем, что практически каждый циркуляционник имеет 3 положения переключения скоростей.
  • Получение любого давления в системе не вызывает каких-либо сложностей. В контур просто нагнетают жидкость с рабочим напором, который контролируют манометром.
  • Закрытый гидробак имеет гибкую и эластичную мембрану, что существенно снижает последствия гидравлических ударов.
  • Нагрев теплоносящей жидкости в контуре не сопровождается повышенными шумами.
  • Так как трубопровод отходит от котла снизу и не поднимается вверх, его можно прокладывать под полом или снизу вдоль стен. Это не портит внешний эстетичный вид помещений в отличие от гравитационных систем.
  • Считается, что система с принудительной циркуляцией не может работать при отсутствии электроэнергии. Однако выходом из положения может быть использование бензиновых генераторов, которые способны длительное время вырабатывать электроток при его отсутствии, потребляемый в основном работающими электронасосами.

Рис. 5 Конструкция и материалы изготовления отопительных гидробаков

Зачем нужен расширительный бак

Не стоит путать бак для системы отопления с гидравлическим аккумулятором, который нашел применение в системах индивидуального водоснабжения, невзирая на то, что они выполняют примерно одинаковые функции. Разница между этими приборами заключается и в их названии: первый вид собирает расширившуюся в объеме рабочую среду, а второй ее аккумулирует (накапливает) в своем резервуаре.

Расширительный бак для систем отопления играет следующую роль:

  • Общеизвестно, что при нагревании вода становится менее плотной, что при сохранении той же массы приводит к ее увеличению в объеме. Если нагреть 100 литров воды с температурой в 20 °С до 90 °C, то ее объем вырастет на 3,5 литра. Именно сбор увеличившейся в объеме жидкости — главное назначение расширительного бака.
  • Как и гидравлический аккумулятор в водопроводной магистрали, расширительный бак препятствует повреждению оборудования, трубопроводов, арматуры от гидроударов.
  • Закрытый расширительный гидробак стабилизирует давление во всем контуре при различных температурных параметрах рабочего тела, препятствует его резким перепадам.

Рис. 6 Устройство и функционирование мембранного бачка

Устройство расширительного бака и принцип его работы

Чтобы не вводить покупателя в заблуждение, расширительные баки выпускают красного цвета. Приборы от некоторых производителей и зарубежных поставщиков иногда имеют другие цвета — белый, серый, черный.

Типовой расширительный бак конструктивно выполнен в виде двух запрессованных друг с другом половинок, основной материал изготовления которых — углеродистая сталь, покрытая эпоксиполиэфиром или иными лакокрасочными материалами.

Между ними расположено эластичное полотно (мембрана), выдерживающая температурные нагрузки до 100 °С. Материалом изготовления большинства мембран выступает EPDM (этилен-пропилен-диеновый термополимерный каучук).

Конструкция бака может быть разборной или не разборной в зависимости от производителя. Поэтому у не разборных моделей при повреждении мембраны резервуар придется менять.

В зависимости от емкости, гидробаки имеют конструктивное исполнение для подвешивания на стену или установки в напольное положение на ножки. Их объем может колебаться в довольно широких пределах от нескольких единиц до многих сотен литров.

Спереди типового резервуара находится резьбовой штуцер (обычно размером 3/4 дюйма), посредством которого производят подключение расширительного бака к системе отопления. Сзади емкости расположен ниппель, из которого производится закачка или спуск воздуха.

Также на рынке можно встретить конструкции в виде двух приплюснутых половинок, их подсоединительный штуцер и ниппель размещаются сбоку на одной стороне.

Принцип работы расширительного бака довольно прост. Увеличившаяся в объеме, как результат нагревания, жидкость затекает в бак и давит на мембрану. Она прогибается внутрь и обеспечивает таким образом постоянный напор в системе. Охлаждаясь, теплоноситель уменьшается в объеме и выдавливается мембраной обратно в контур.

Рис. 7 Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа бренда Valtec их характеристики и размеры

Статья по теме:

Каким должно быть давление в системе отопления, как поднять или снизить. Чтобы было тепло в доме теплоноситель должен постоянно циркулировать по системе отопления, а если в системе низкое давление, то батареи будут холодными. Почитайте в отдельной статье про давление в системе отопления, и способы его увеличить!

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа — правила выбора

При покупке мембранного расширительного бака руководствуются следующими соображениями.

Главным критерием его выбора служит объем резервуара. Так как нагретая вода расширяется примерно на 3,5%, при заполнении измеряют количество залитой в контур жидкости и из этих данных находят требуемую емкость гидробака.

Следует учитывать и то, что расширительный бачок для увеличения срока службы мембраны не должен заполняться в полном объеме. Также при использовании незамерзаек их тепловое расширение немного выше, чем у обычной дистиллированной воды.

Поэтому общепринято подбирать объем гидробака в 10% от количества теплового носителя.

Не стоит забывать и о том, что некоторые котлы оснащены внутренним небольшим расширительным бачком. В этом случае внешний мембранный бак выбирают чуть меньшей емкости с учетом внутреннего котлового.

Рис. 8 Схема правильного монтажа мембранного гидробака

Как установить расширительный бак в системе отопления

Перед тем, как подключить расширительный бак, необходимо выставить правильное давление воздуха внутри его емкости относительно напора в отопительном контуре.

Для этих целей руководствуются следующим алгоритмом действий:

  • По паспортным данным находят максимум давления отопительной жидкости в котле. К примеру, если оно равно 3 бара, то в системе отопления закрытого типа должен поддерживаться напор приблизительно в 2 раза ниже, то есть 1,5 бара. Соответственно в гидробаке внутреннее давление воздуха на мембрану должно быть на 10 — 15% ниже, то есть необходима его настройка примерно на 1,3 бара.
  • Давление воздуха внутри бака проверяют измерительным прибором, для чего откручивают защитную крышку с заднего ниппеля и приставляют к нему манометр. Если нужно, воздух спускают или подкачивают его ручными автомобильным, велосипедным насосом.

Установка расширительного бака в системе отопления должна осуществляться по следующим правилам:

  • Резервуар располагают в месте, удобном для его демонтажа, техобслуживания и проведения ремонтных работ.
  • Основной вариант, куда крепить бачок — близлежащая стена, вдоль которой проложен трубопровод.
  • Напольные приборы не должны располагаться вплотную к стене.

Правильное месторасположение мембранного бака — непосредственно перед циркуляционным электронасосом и как можно ближе к нему.

  • Сам циркуляционник следует подключать в линию обратки. Таким образом, насос непосредственно всасывает жидкость из накопительного резервуара и проталкивает ее далее по контуру.
    Преимущества такого расположения — одинаковое давление на любых участках отопительного контура, а также более высокий эксплуатационный срок оборудования из-за пониженной температуры рабочей среды. Стоит отметить, что если монтаж расширительного бака системы отопления произведен после циркуляционного электронасоса, напор теплового носителя на разных участках отопительной магистрали может отличаться.
  • Расположение расширительного бачка строго по вертикали резьбовым подсоединительным патрубком вниз наиболее предпочтительно. Это предотвратит собирание в нем жидкости и увеличит эксплуатационный срок, снизит вероятность засорения проходного канала грязью.
  • Для ремонта и обслуживания мембранного бака с возможностью его снятия, прибор в систему отопления подключают через отсечной шаровой вентиль.

Рис. 9 Стоимость и разновидности баков

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа играют важную роль в любой закрытой отопительной системе. На рынке реализуют широкий ряд подобных приборов различных объемов, нужные параметры которых довольно просто рассчитать самостоятельно. При монтаже следует установить давление воздуха внутри расширительного резервуара чуть ниже напора в контуре отопления и соблюдать пару простых правил при расположении прибора на трубопроводе и в пространстве.

Конструкция расширительного бака системы теплоносителя

Автор webfoot . Размещено в ХТФ.

Роберт А. Дамиани, технический директор Radco Industries

Важным компонентом тепловых систем, использующих жидкофазные теплоносители, является расширительный бак. Этот тип тепловой системы требует расширительного бака по двум причинам. Во-первых, расширительный бак служит безопасным выходом для увеличения объема теплоносителя из-за теплового расширения. Во-вторых, расширительный бак представляет собой механизм для удаления воды, неконденсируемых углеводородов, побочных продуктов разложения и захваченного воздуха во время запуска и работы. Не меньшее беспокойство в тепловых системах, работающих при температуре 300°F или выше, представляет конструкция, которая будет поддерживать температуру границы раздела теплоносителя/атмосферы ниже 300°F, чтобы свести к минимуму окисление жидкости.

В жидкофазных тепловых системах существует три типа конструкций расширительных баков:

1. Танки с перегородками
2. Майки с прямыми ногами
3. Проточные (или «уравнительные» баки) Конструкции уравнительных баков, по сути, представляют собой баки, служащие приемником теплоносителя от пользователя, при этом основной циркуляционный насос откачивает теплоноситель со дна бака для возврата в нагреватель. Эта конструкция не обеспечивает защиты от окисления и фактически увеличивает окисление из-за аэрации теплоносителя в самом баке. Это плохая конструкция для длительного использования теплоносителя, но она обеспечивает отличные возможности вентиляции тепловой системы во время запуска и продолжительной работы. Резервуар с перегородками имеет три камеры или перегородки. По мере нагрева теплоносителя происходит расширение теплоносителя из первой камеры во вторую, а затем в основной бак. В расширительном баке надлежащего размера, когда тепловая система правильно заполнена холодным теплоносителем, в главной перегородке будет значительный уровень жидкости. В этом типе конструкции теплоноситель в основной перегородке редко, если вообще когда-либо, смешивается с горячей жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы из-за внутреннего давления жидкости в системе. Жидкость в основной перегородке значительно холоднее, чем в других перегородках, образуя тепловую оболочку над жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы, что существенно снижает деградацию теплоносителя из-за окисления.

Как правило, в жидкофазных тепловых системах объем расширительного бака должен составлять примерно 26–30 % от общего расчетного объема теплоносителя в тепловой системе. Расширительный бак надлежащего размера должен быть заполнен примерно на 1/4 при температуре запуска и на 3/4 при рабочей температуре. По мере того, как тепловая система доводится до рабочей температуры, конструкция с прямыми патрубками позволяет расширенному теплоносителю поступать непосредственно в дно. основного расширительного бака с помощью трубы малого диаметра в обход проточных клапанов под расширительным баком на стороне всасывания насоса бака. Так как расширительный бак находится в самой высокой точке тепловой системы, основная часть жидкость будет поступать прямо к отопителю. Такое же внутреннее давление жидкости, как и в баке с перегородками, препятствует свободному смешиванию теплоносителя в расширительном баке с жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы. Этот тип конструкции не обеспечивает такой же защиты от окисления, как конструкция с перегородками, и, в зависимости от температуры системы, может потребоваться защитный слой из инертного газа. Превосходная вентиляция тепловой системы может быть обеспечена путем настройки перепускного клапана бака основной линии так, чтобы он проходил через расширительный бак.

перепонка

подпись автора

Что такое терморасширительный бак и как его проверить?

Перейти к содержимому

Не экстренный случай? Не проблема! Мы предлагаем регулярные запланированные встречи.

Оставьте отзыв о нас:  

Запланируйте обслуживание

Мы держим поток воды

и воздух дуем

Следуйте за нами:

Позвоните нам сегодня для БЕСПЛАТНОЙ оценки!:
(740) 217-0450

Главная » Что такое терморасширительный бак и как его проверить?