Расширительные баки в системах отопления

Иногда в системе отопления повышается давление за счет увеличения температуры теплоносителя, что может привести к образованию воздушных пробок в трубопроводах. Чтобы этого избежать, необходимо обеспечить установку расширительного бака для отопления – устройства, благодаря которому можно стабилизировать работу всей системы в целом.

Как они работают

При повышении температуры теплоносителя, когда в доме постоянно работает отопление, в системе увеличивается давление на стенки труб, что может привести не только к образованию воздушных пробок, но и нарушению циркуляции всего отопления, вследствие чего возникают аварийные ситуации. Поэтому расширительный бак предназначен для решения таких задач, как:

• прием «лишних» объемов теплоносителя, которые образуются в результате повышения температуры;
• восстановление требуемых параметров давления в системе и необходимого количества теплоносителя, теряемого при падении температуры или в результате утечек.

Как их подбирают

По объему размер одного такого устройства будет напрямую зависеть от изначального общего объема теплоносителя в системе. При этом необходимо принимать во внимание и само устройство отопительного оборудования, и теплотехнические характеристики, например, такие, как коэффициент расширения жидкости. Главный же принцип, которого следует придерживаться при подборе расширительного бака – его объем должен составлять десятую часть от общего объема теплоносителя (суммируются значения объемов котла, нагревательных приборов и подводки).

Поскольку в больших системах и расход теплоносителя будет больше, то производители рекомендуют дополнительно устанавливать компрессор – оборудование, при помощи которого давление системы отопления будет постоянным.

Во время эксплуатации расширительный бак следует периодически осматривать с целью своевременного выявления утечек теплоносителя и образования воздушных пробок (это особенно характерно для открытой конструкции), что негативно сказывается на работе системы отопления.

Типы баков и их особенности

Устройство может быть закрытого (мембранный) и открытого типа; основное различие их заключается в месте установки, конструктивном исполнении и наличии дополнительного оснащения (к примеру, расширительный бак мембранного типа обязательно должен быть оборудован предохранительным клапаном).

Расширительный бак открытого типа

Он устанавливается в самой высшей точке системы отопления (это либо чердак дома, либо крыша многоэтажного здания) и имеет открытый вид. Его основными функциями являются предотвращение теплового расширения в трубах и вскипания теплоносителя в трубах. Также расширительный бачок открытого типа служит своего рода резервным источником при утечке воды.

Конструктивно для систем отопления он представляет собой емкость с несколькими выходами для подключения труб: расширительной, сливной, циркуляционной, сигнальной.

Подключение производится с помощью расширительной трубы небольших размеров. Вверху (с боковой стороны) находится труба для слива воды в канализацию – при переполненности устройства. Переливную трубу запорной арматурой не снабжают.

Если система отопления – с естественной циркуляцией теплоносителя, то расширительный бак подключается к подающей магистрали. В этом случае он является своего рода воздухосборником.

Если же отопление – с принудительной циркуляцией теплоносителя, то бачок следует подключать к «обратке» во избежание вскипания воды в трубопроводах.

В самой нижней точке корпуса устройства для отопления имеется сигнальная труба, снабженная запорным вентилем. Чтобы вода в емкости не замерзла в холодное время года, к нему следует подключить циркуляционную трубу. А еще лучше – сделать хорошую теплоизоляцию.

Недостатки:

• большие габариты и громоздкость;
• обязательная установка в самой высшей точке отопительной системы, что влечет за собой увеличение теплопотерь;
• высокая скорость коррозии металла корпуса вследствие его открытой конструкции: с водой в трубы попадает воздух, который и вызывает коррозию внутренних поверхностей трубопроводов и нагревательных приборов;
• невозможность работы в системах с высокими давлениями.

Расширительный бак мембранного типа

Поскольку мембранный расширительный бак является закрытым, то все вышеперечисленные недостатки для системы отопления отсутствуют. Обязательные требования к установке данного типа устройства – необходимость оснащения его предохранительным клапаном и манометром для поддержания постоянного давления.

Такой расширительный бачок устанавливается непосредственно рядом с водонагревательным котлом, и подключается на обратный трубопровод перед циркуляционным насосом, чтобы избежать вскипания воды в трубах. Пожалуй, первое, на что следует обращать внимание при монтаже – надежность креплений для системы отопления.

Конструктивно бачок представляет собой следующее устройство: корпус плоской или баллоннообразной формы, внутри которого имеется перегородка из мембраны. Перегородка должна быть герметичной, т.к. в одной части емкости находится сжатый газ (или воздух).

Перед тем, как запускать отопление, следует убедиться в правильности установленного значения давления (из расчета 0,1 МПа/1м вод. ст.). Как только температура теплоносителя начинает расти, объем воды в системе увеличивается, и вода поступает в отделение водяной камеры бака, тем самым увеличивая значение давления сжатого газа до установленного значения в отопительной системе. Манометр с предохранительным клапаном необходим для того, чтобы держать контролировать значение давления сжатого газа.

Как правило, при отоплении с такой конструкцией расширителя нужно позаботиться об установке компрессора – он обеспечивает постоянное давление в воздушном отделении камеры.

Главным элементом является мембрана – баллонная или диафрагменная. Первый тип применяется для больших объемов теплоносителя; такая мембрана может быть заменена в случае выхода из строя. Особенностью ее конструкции является то, что корпус емкости не контактирует с теплоносителем, находящимся как бы внутри мембраны, а это снижает риск коррозии поверхностей метала бака и повышает его эксплуатационный период. Второй тип используется в баках малого размера при отоплении с небольшим объемом воды в трубах.

Общие рекомендации по подключению мембранных расширительных баков

1. Устройство следует располагать в месте, обеспечивающем беспрепятственный доступ к остальному оборудованию. Это необходимо предусмотреть для случаев возникновения аварийной ситуации или во время замены/ремонта бака и подключаемых труб. Также понадобится и запорная/отключающая арматура – она исключает случайные закрытия емкости;
2. Размер подключений трубопроводов не должен превышать размер патрубка;
3. На линии подключения между запорной арматурой и патрубком бака следует установить дренажный вентиль для слива воды;
4. Необходим постоянный контроль за изменениями температурных перепадов, поэтому всю систему желательно оснастить дополнительными температурными датчиками, манометрами, а также предохранительным клапаном.

Важно: обратные клапаны и фильтры-сетевики не устанавливаются на линии подключения бака к системе отопления, однако в этом месте необходимо поставить предохранительный клапан.

[nggallery id=45]

Бак следует устанавливать с той стороны, где находится циркуляционный насос, однако следует учесть, что этот участок должен быть «пустым», т.е. не иметь препятствий, вызывающих гидравлическое сопротивление в системе (открытой или закрытой).

Как рассчитать необходимый объем расширительного бака мембранного типа?

Как и в случае с баком, имеющим открытый тип, основным показателем для определения объема расширительного бака мембранного типа является общий объем теплоносителя в системе. Если вы знаете его, то просто берете 10% от значения – это и будет объем емкости.

Если же объем неизвестен, то его легко рассчитать, исходя из мощности котла и типа нагревательных приборов. Так, для радиаторов объем воды составляет 10,5 л на 1 кВт, для конвекторов – 7 л на 1 кВт, теплых полов – 17 л на 1 кВт. Следовательно, объем расширительного бака будет рассчитываться по формуле:

Vбака= (Vсумм* k)/D, где
Vсумм – суммарный объем системы отопления, включающий в себя суммарные объемы радиаторов, трубопроводов и котла – Vсумм.рад+Vсумм.труб+Vкотла, л
k – коэффициент теплового расширения жидкости (справочно, в %). Для воды k=4% (принимается для Тmax=95 С)
D – эффективность расширителя – (Pmax-Pнач)/ (Pmax+1), где
Pmax – максимальное давление в трубах (для частного дома достаточно 2,5 МПа)
Pнач – начальное давление в воздушной полости бака.

Краткий обзор производителей расширительных баков

При выборе бака необходимо в первую очередь обращать внимание на вместительность: так, 100-литровый мембранный бак обойдется вам примерно в 5000 рублей, а 50-литровый будет стоить наполовину дешевле.

[nggallery id=46]

К наиболее известным европейским производителям относятся Aquasystem, Reflex (Германия), Elbi, среди отечественных можно выделить расширительные баки компании «Джилекс». Первые могут предложить на выбор автоматизированную установку, вторые – изделия из нержавеющей стали, а вот компания Elbi славится тем, что может производить баки для систем отопления нестандартных конфигураций под заказ. Отечественных производителей отличает более приемлемая цена данного продукта.

Если вы приобретаете бачок у того или иного производителя, обязательно уточняйте возможность замены комплектующих, а также их цену.