24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зачем нужен расширительный бак в системе отопления

Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

Водяное отопление было и остается у нас самым популярным. Чтобы эта система работала как следует, нужно поддерживать в сети стабильное давление. Эту задачу решает расширительный бак

Создание отопительной системы — дело дорогостоящее, и каждый ее элемент влечет за собой новые расходы. Является ли расширительный бак обязательным? Быть может, без него можно обойтись? Для ответа на этот вопрос вспомним азы физики. Как известно, нагретая жидкость имеет меньшую плотность, нежели холодная. Благодаря разнице этих значений возникает гидростатический напор, продвигающий горячую воду к радиаторам. Но уменьшение плотности приводит к увеличению объема. А значит, в сети образуются излишки теплоносителя, из-за которых давление в трубах будет возрастать вплоть до критических величин. Куда же их девать? Ответ очевиден — в отдельную емкость, а именно в расширительный бак. Вода или антифриз остаются в нем до остывания (и уменьшения объема). После этого жидкость вновь возвращается в трубопровод. Понятно, что расширительный бак — необходимый компонент системы отопления.

Схема отопления открытого типа

На что же следует обращать внимание при его выборе? Прежде всего — на тип отопительной системы. Их всего два. Открытая (самоточная) предполагает, что теплоносителем служит вода, циркулирующая по трубопроводам естественным образом, без использования каких-либо принуждающих механизмов. В данных системах используют баки без крышки, устанавливают их в самой верхней точке контура. Так как вода из такой емкости неизбежно испаряется, ее уровень нужно постоянно контролировать. Если пренебрегать этим, в трубах будет скапливаться воздух, мешающий работе обогревательных устройств.

В системах открытого типа нельзя использовать антифриз, так как он будет быстро испаряться из бака

В закрытой (автономной) отопительной системе есть насос, побуждающий жидкость к движению. Вся система герметична, а потому испарение теплоносителя исключено. Это, в свою очередь, позволяет использовать не только воду, но и антифриз. Очевидно, что и бак в такой схеме используют закрытый.

Конструкция закрытого расширительно бака

Механизм действия расширительного бака зависит от конструктивных особенностей установленной в нем мембраны. Устройство с мембраной в виде диафрагмы представляет собой стальную бочку или плоский прямоугольный бак, разделенный пополам резиновой перегородкой. Еще на заводе в его верхнюю камеру закачивают воздух, создающий начальное давление. А после установки на объекте в нижнюю часть емкости поступает теплоноситель, приводя гибкую мембрану в движение. Когда она ложится на зеркало воды/антифриза, систему можно запускать.

Во время работы излишки разогретого теплоносителя сбрасываются в бак, сжимая содержащийся в нем воздух. Это заставляет мембрану сместиться в воздушную камеру, и таким образом освобождается больше места для избытка жидкости. Когда вода/антифриз остывает, уменьшаясь в объеме, давление на диафрагму снижается, и она принимает начальное положение. Так регулируется давление в системе.

В баках с мембраной баллонного типа установлена резиновая емкость для теплоносителя, окруженная по периметру резервуара воздухом. При поступлении нагретой жидкости она растягивается, как надуваемый воздушный шарик, и возвращается к исходному размеру, когда теплоноситель остывает.

У баков такого рода есть два заметных преимущества. Во-первых, они позволяют точно контролировать давление в системе. Во-вторых, их мембраны можно заменять по мере износа, чего нельзя сказать о диафрагменных баках.

Многие производители снабжают свои изделия предохранительным клапаном. Он открывается и сбрасывает излишки воды, когда давление в трубах поднимается выше допустимого. Если у выбранной модели клапана нет, его стоит докупить отдельно.

Надо знать: расширительные баки синего цвета оснащены мембранами из пищевой резины. Они предназначены для систем водоснабжения. Красные используют только для отопления

Давление в системе отопления

Система отопления закрытого типа

До заполнения водой давление в трубах равно 1 атм. При заливке теплоносителя этот показатель сразу же меняется, даже если жидкость пока холодная. Причиной тому служит различное расположение элементов системы: при увеличении высоты на 1 м добавляется 0,1 атм. Это воздействие называется статическим. На него ориентируются, когда проектируют сети с естественной циркуляцией теплоносителя. Одно из основных преимуществ данной системы в том, что можно быстро стабилизировать отклонения в давлении, если таковые возникают.

В закрытой же системе образуется избыточное давление, возникающее при нагреве и расширении теплоносителя в трубах. Оно может меняться на разных участках магистрали, поэтому важно еще на этапе разработки проекта предусмотреть стабилизирующие устройства. Иначе велик риск того, что система выйдет из строя.

Отметим, что для автономных отопительных систем нет строго зафиксированного уровня давления. Его рассчитывают индивидуально, исходя из технических характеристик оборудования, этажности дома и других факторов. Как правило, цифры варьируются в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм.

Монтаж

Обычно расширительный бак ставят рядом с котлом на обратной магистрали, чтобы облегчить техническое обслуживание. Один из важных моментов, на который следует обратить внимание — направление впускного клапана. Если он смотрит вниз, это позволяет слить теплоноситель, даже когда мембрана повреждена. Это очевидное преимущество. С другой стороны, многие специалисты считают, что, если клапан направлен вверх, следовательно, теплоноситель поступает сверху, а значит, исключается проникновение воздуха в емкость, где должна быть только жидкость.

Слишком частое срабатывание предохранительного клапана говорит о том, что неверно определен объем бака. Заменять емкость необязательно — можно просто подключить еще одну

Во избежание резких скачков в напоре бак лучше всего ставить перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «закипел», его соединяют с обратным трубопроводом. Для большей безопасности желательно установить манометр и клапан ручной регулировки давления. После монтажа необходимо проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо для эффективной работы отопительной сети. Если нет, придется сбросить воздух и прокачивать емкость до тех пор, пока показатель не придет к нужному значению.

Читать еще:  Можно ли использовать незамерзайку в системе отопления?

Распространенные ошибки при монтаже:

— неверно определенный объем расширительного бака;

— непродуманное место установки, при котором доступ к баку затруднен;

— применение уплотнителей, не рассчитанных на использование в системах водоснабжения.

Скачки давления

Скачки давления — верный признак неисправности отопительной системы. Почему они происходят и как решить проблему? Рассмотрим основные причины.

Давление снижается. Следует выключить насос и проверить статическое давление. Если оно остается прежним, значит, неисправны циркуляционные насосы. Если продолжает падать, где-то в трубах или теплообменнике котла происходит утечка. Найти ее можно, отключая различные участки. Там, где ситуация нормализуется, и нужно искать повреждение.

Давление растет. Приведем список наиболее распространенных причин:

  1. Терморегулятор полностью закрыл клапаны и заблокировал подачу теплоносителя от котельной, чтобы снизить температуру обогревательных устройств. Решение очевидно — перенастроить прибор.
  2. В системе слишком много теплоносителя. Нужно перекрыть линию питания и наладить автоматику.
  3. Неправильно подобран диаметр труб — они слишком узкие, что приводит к возрастанию давления. Чем меньше диаметр — тем больше давление. У выходного патрубка котла этот показатель должен быть самым большим.
  4. Увеличена мощность циркуляционного насоса, либо в нем есть неисправности.
  5. Забитые фильтры или грязевик мешают движению теплоносителя. Нужна очистка этих компонентов.
  6. В трубах возникла воздушная пробка. Ее следует найти и спустить.
  7. Где-то закрыт кран или задвижка, что блокирует движение теплоносителя.

Назначение расширительного бачка в системе отопления

Объём жидких веществ увеличивается при нагревании. Поскольку вода несжимаемая жидкость, то даже незначительный нагрев приводит к нарастанию давления в герметичной системе отопления.

Чтобы компенсировать избыток теплоносителя в сети теплоснабжения монтируют расширительные баки. Они выполняют следующие функции:

  • удаление излишков воды при нагреве;
  • возврат жидкости в контур при охлаждении;
  • поддержание стабильного давления в сети отопления при помощи регулировки объёма теплоносителя;
  • защита всех элементов системы отопления от гидравлических ударов;
  • накопление и вывод паров воздуха, появляющихся при нагревании водного теплоносителя.

Справка! Вода содержит растворённые газы, которые при подогреве принимают вид пузырьков, попадают в закрытый отопительный контур, вызывая образование воздушных пробок.

Для чего нужен

Объём килограмма воды при 20°C — 1,002 дм 3 (л), при нагреве до 90°C он увеличивается на 3,4% и достигает 1,036 л.

При циркуляции 200 л жидкости разница может составлять 6,8 литров. Для замкнутой сети отопления, это немалое количество и распределить по трубам его не получится.

Для решения проблемы устанавливают расширительный бак — специальный резервуар, подключённый одним выходом к системе.

Во время нагрева давление внутри контура компенсируется объёмом бачка: в него направляется избыточная вода, а при остывании устремляется обратно в систему.

Расчёт объёма

Процесс расчёта объёма расширительных баков открытого и закрытого типа несколько отличается. Резервуар для открытой отопительной системы делают из листового металла. В ёмкости присутствует отверстие для подачи теплоносителя в систему.

Подобные приборы могут иметь и другое отверстие, которое располагается в верхней части и служит для отвода лишней жидкости в канализацию. В некоторых случаях к открытому расширительному баку теплоноситель (вода) подаётся в автоматичном режиме, по мере убывания.

При проектировании отопительной системы важно рассчитать объём компенсационного бачка. Основным значением, от которого отталкиваются все расчёты, считается общий объём воды в системе, например, 100 литров.

Данная система расчёта, так называемый народный метод, может применяться и для компенсационных ёмкостей закрытого типа. Кроме этого существует более точный метод подсчёта объёма резервуара. Нам понадобятся следующие данные:

  • ОВ – объём увеличения теплоносителя при нагревании. Для воды это значение не превышает 5%, у антифриза в пределах 6%;
  • ВК – общий объём теплоносителя в контуре отопительной системы. Количество воды можно измерить вёдрами или при помощи специального счётчика, который устанавливается на сливной трубе;
  • ДС – максимальное давление в контуре и котле (такая информация предоставлена в инструкции к отопительному прибору);
  • ДБ – давление в расширительном баке.

Для точного подсчёта объёма компенсационного бака закрытого типа применяется следующая формула:

Если сравнить результат объёма расширительной ёмкости подсчитанного по народному методу со значением, полученным из формулы, то второй результат будет меньшим. При небольшом превышении величины резервуара от требуемого значения необходима правильная настройка, что будет способствовать эффективной работе прибора.

Конструкция расширительного бака

Баки могут быть как с возможностью замены мембраны на новую, так и вообще неразборными. Чтобы закрепить бак на стене, в комплект к нему могут идти кронштейны и хомуты, для установки бака на пол – специальные ножки. Мембрана бака, в свою очередь, тоже может быть различной конструкции.

Неразборные модели оснащены мембраной в форме диафрагмы, реже встречается мембрана в виде баллона. Она растягивается под действием давления, поэтому её можно считать самостоятельной водяной камерой. Для замены мембраны такого типа используется специальный фланец.

Конструкция расширительного бака

Расчет объема

Для того, чтоб ответить, какой объем расширительного бака нужен для отопления, следует прибегнуть к расчету. Для этого нужно высчитать 10 % от объема теплоносителя в системе. Эти данные обычно рассчитываются на этапе разработки проекта.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Если они отсутствуют, то значение объема можно получить следующим образом: необходимо слить теплоноситель, а затем заполнить бак новым, при этом произвести его замеры (пустить через счетчик). Другой вариант — можно просто высчитать объем труб в системе и приплюсовать объем радиаторов, полученный результат и будет объем системы отопления. И уже от этой цифры рассчитать 10 %.

Читать еще:  Какой насос лучше поставить на систему отопления?

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Еще один способ вычисления объема расширительного бака для отопления — воспользоваться формулой.

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

Вам понадобятся данные:

p, blockquote 20,1,0,0,0 —>

  • объем системы — С;
  • максимальное рабочее давление системы — Pмакс;
  • начальное давление, с которого система начинает функционировать (этот показатель указан в паспорте) — Pмин;
  • коэффициент расширения теплоносителя (для воды 0,4, для антифризов показатель указывается на этикетке, чаще всего в пределах 01,-0,13) — Е.

Зная все вышеописанные показатели, можно произвести расчет объема расширительного бака по формуле:

p, blockquote 21,0,0,0,0 —> V= E*C* (Pмакс + 1) / (Pмакс + Pмин) Объём расширительного бака

Расчеты не сложные, но если вы имеете дело с системой отопления открытого типа, вы и без этих значений можете подобрать расширительный бак, поскольку объем подобных емкостей практически не влияет на стоимость.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

А вот расчет объема расширительного бака для закрытых отопительных системы лучше произвести, т.к. цена напрямую зависит ото объема.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Выбирайте бак с запасом объема, т.к. из-за недостаточного количества, система может быстро износиться или вовсе перестать функционировать.

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Расчет объёма расширительного бака отопления

Определить объём расширительного бака можно несколькими способами. Во-первых, свои услуги предлагают многочисленные проектировочные бюро и отдельные специалисты. Они для расчётов используют специальное программное обеспечение, которое позволяет учесть все факторы, влияющие на стабильную работу системы отопления. Это всё, конечно, замечательно, но дорого.

Во-вторых, можно самостоятельно выполнить расчет расширительного бака по формулам. Здесь нужно быть особенно внимательным, так как малейшая ошибка может существенно исказить итоговые значения. Учитывается всё: объём системы отопления, вид теплоносителя и его физические характеристики, давление.

В-третьих, можно воспользоваться он-лайн калькуляторами для выполнения расчётов. Правда, в этом случае, лучше перепроверить результаты на нескольких ресурсах, дабы исключить вероятность некорректной работы страницы.

В-четвёртых, можно прикинуть на глаз – удельную ёмкость системы отопления приравнять к 15 л/кВт. Это ориентировочные цифры. Такой способ годится только на стадии технико-экономического обоснования. Уже непосредственно перед покупкой обязательно проводят более точные расчёты.

Способ #1 — расчёт по формулам

Основная формула для расчёта выглядит следующим образом:

где С – общий объём теплоносителя в отопительной системе, л;
Pa min – настроечное (первоначальное) абсолютное давление в расширительном баке, бар;
Pa max – максимальное (предельное) абсолютное давление, которое возможно в расширительном баке, бар.

При расчёте общего объёма отопительной системы учитываются все трубы и радиаторы, тёплые полы и котёл, а также другие элементы. Примерные значения указаны в таблице:

Примечание:
* без учёта объёма аккумулирующих жидкостей;
** усреднённая величина.

В таблице приведены значения коэффициента βt – показателя температурного расширения теплоносителя, которые соответствуют максимальной разнице температур в работающей и неработающей системе.

Теперь рассчитываем Pa min и Pa max по формулам:

По первой формуле рассчитывается абсолютное настроечное давление (h2 подставляется со знаком «минус» при расположении бака ниже точки врезки). По второй формуле определяется абсолютное максимально возможное давление в расширительном баке.

Способ #2 — онлайн калькулятор для расчёта

Для расчёта объёма расширительного бака можно воспользоваться он-лайн калькулятором. Их существует много (http://www.ktto.com.ua/calculation/brh, http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_rasshiritelnogo_baka_online и другие). Разберём механизм работы на примере калькулятора, предложенного на сайте http://teplo-as.ru/text/podbor/bak.

* — лучше брать максимально точную цифру. Если данных нет, тогда 1 кВт мощности равен 15 л;
** — должно равняться статическому давлению системы отопления (0,5 бар = 5 м);
*** — это давление, при котором срабатывает клапан безопасности.

Эта методика значительно упрощена и годится только для расчёта индивидуальных систем отопления. Поэтапно разберём схему на конкретном примере:

  1. определяем тип теплоносителя: в данном случае это вода. Коэффициент её температурного расширения составляет 0,034 при температуре 85С;
  2. рассчитываем объём теплоносителя в системе. Например, для котла мощностью 40 кВт объём воды составит 600 литров (15 литров на 1 Квт мощности). Можно, и это будет более точная цифра, суммировать объём теплоносителя в котле, трубах и радиаторах (если такие данные есть);
  3. максимально допустимое давление в системе задаётся пороговым значением, при котором срабатывает клапан безопасности;
  4. давление зарядки (начальное) расширительного бака может быть больше либо равно (но ни в коем случае не меньше) гидростатическому давлению отопительной системы в точке врезки мембранника;
  5. объём расширения (V) рассчитывается по формуле V = (C* βt)/(1-(Pmin/Pmax));
  6. расчётный объём округляем в большую сторону (это никак не скажется на работе системы).

Расширительный бак подбирается так, чтобы компенсировать этот самый расчетный объём (см. таблицу):

Коэффициент заполнения теплоносителем расширительного бака определяется по таблице исходя из комбинации значений максимального и начального давления. Далее расчётный объём умножается на коэффициент и полученная цифра является рекомендуемым объёмом мембранника

Мембранные расширительные баки могут быть использованы при монтаже закрытой системы отопления. Об этом читайте в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Определение объема расширительного бака и его выбор

Для нормальной работы отопления расширительный бак должен иметь достаточный объем. Есть два способа его определения: можно рассчитать по формуле, можно воспользоваться эмпирическими данными.

Объем расширительного бака для отопления выбирается под каждую из систем

Эмпирический путь

Начнем с эмпирического способа. По опыту эксплуатации сделан вывод, что если объем расширительного бака для отопления составляет около 10% от общего объема системы отопления, этого достаточно. Вопрос в том, как определить объем системы. Способов как минимум два:

  • Посчитать при заполнении (если заполняется водой и стоит счетчик или при заполнении теплоносителем из канистр — вы точно будете знать, сколько закачали жидкости).
  • Высчитать по объему элементов системы. Потребуется найти информацию о том, сколько литров помещается в одном метре трубы, в одной секции радиатора. С этими данными уже можно узнать объем системы отопления.
Читать еще:  Почему закипает вода в расширительном бачке отопления?

Объем теплоносителя в трубах разного диаметра

Зная, сколько литров теплоносителя в вашем отоплении, легко рассчитать требуемый объем мембранного бака — он должен быть не менее 10% от этой цифры. В случае с баком открытого типа, реальный объем можно хоть удвоить — меньше вероятность того, что бачок опустеет. По минимуму, стоит добавить половину — вы все равно недольете его, минимум, на 1/3.

Мембранный расширительный бак для отопления берут обычно не слишком завышая расчетную цифру. Дело в том, что чем больше емкость, тем дороже стоит расширитель. И рост цены значительный. Тем не менее, брать меньший не стоит — давление будет «скакать», что приведет к раннему износу компонентов или вообще, останову системы. Наиболее вероятно, что отопление засбоит в морозы, потому что в холодную погоду теплоноситель более горячий, значит — его объем больше. И именно в эти моменты, объема расширительного бака может не хватить. Если вы заметили такие симптомы и расчет подтвердил, что мембранный бачок у вас недостаточного размера, не обязательно менять его на больший. Можно поставить второй. Важно чтобы суммарная емкость их была не менее расчетного значения.

Если в системе антифриз

Антифриз для отопления имеет большее тепловое расширение, чем вода. Причем разные марки имеют различные характеристики. Поэтому, для теплоносителя этого вида, желательно объем расширительного бака предварительно рассчитать.

Тут есть два пути: определить как для воды, сделать поправку на большее тепловое расширение. Оно зависит от процентного содержания этиленгликоля (тосола). На каждые 10% гликоля добавляем 10% объема. То есть:

  • 10% этиленгликоля — должны добавить 10% от найденного объема бака для воды;
  • 20% этиленгликоля — 20% добавляем и т.д.

Этот расчет обычно оправдан, но можно найти более точные цифры, используя формулу (на рисунке).

Формула расчета объема расширительного бака для системы отопления

После того как вы определились с объемом, пора покупать расширительный бак. Но в магазине они есть разных цветов. Как минимум, есть синие (голубые) и красные. Так вот, мембранный расширительный бак для отопления всегда красного цвета. Синие — для водопровода, причем для холодной воды. Они значительно дешевле, но мембрана там сделана из резины не приспособленной к высоким температурам. Так что в системе отопления прослужит он совсем недолго.

Как выбрать

Определиться с типом расширительного бачка на отопление нужно еще при планировании системы отопления. В этот же момент необходимо выбрать требуемый объем. Но обычно, выбор размера аппарата откладывается до того, как вся отопительная система уже смонтирована и объем известен. При выборе объема расширительного резервуара закрытого типа нужно принять во внимание некоторые тонкости:

  • Выбирая, нужно смотреть на размещение крепежных элементов, форму емкости, а также диаметр резьбовых соединений.
  • Объем бака необходимо определять, ориентируясь на температурное расширение жидкости в контуре отопления.
  • Перед покупкой желательно детально просмотреть инструкцию по монтажу и эксплуатации оборудования, что поможет избежать возможных ошибок при покупке.
  • Кроме того, при выборе стоит обратить на марку модели, ее производителя.

Расчет объема резервуара

Расчет необходимого объема емкости осуществляется по формуле. Произведя самостоятельные расчеты, можно обойтись без привлечения помощи специалистов и определиться с необходимым объемом.

Одна из простых формул для расчета объема является следующая:

Vn = (Ve + Vv) × ((Pe+1)/(Pe-Po))

Vn — это требуемый параметр емкости бака

Ve — это получающийся при тепловозом разрешении объем. Для проведения расчетов количество жидкости в литрах необходимо произвести умножение на температурный коэффициент. При заливке, как теплоносителя, антифриза для 10 и 20 процентного изменения необходимо 4%*1,1 и 4%*1,2.Изменение будет находиться в зависимости от части в объеме.

Vv — это объем жидкости в расширительном бачке, образовавшийся благодаря давлению. Также этот параметр называется водяным затором.

Pe — давление, установившееся благодаря действию предохранительного клапана. Если в документах на оборудование не установлены другие значения, то они равны: для менее 5 атм. от номинала вычитается 0,5 атм.; для более 5 атм. определяется произведением данного параметра на коэффициент 0,9.

Po — статическое давление в отопительном контуре. Показатели здесь одинаковы (водяной столб на 10 м.= 1 атм).

Есть много сервисов, где расчет нужной вместимости емкости можно произвести онлайн.

Выводы и полезное видео по теме

Первый ролик поможет разобраться в особенностях современных расширительных баков, их правильного выбора:

Следующий видеоматериал даст возможность понять то, как правильно осуществить монтаж купленного расширительного бака:

Бачок закрытого типа является практичным, долговечным, эффективным и безопасным решением для системы отопления. Но, чтобы получить ожидаемый результат необходимо сделать правильный выбор и монтаж изделия в систему отопления и его настройку.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, делитесь полезной информацией и фото по теме статьи. Расскажите о том, как подбирали закрытый бачок для системы отопления в загородном доме. Откройте ваши технологические секреты, которые будут полезны посетителям сайта.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector