В современных условиях традиционный расширительный бак открытого типа уступил позиции более современным и эффективным закрытым резервуарам.
Тем не менее, устаревшее оборудование по-прежнему активно применяется и в некоторых случаях даже обладает определенными преимуществами по сравнению с мембранными резервуарами.
В данной статье мы рассмотрим назначения и конструктивные особенности такого оборудования, а также разберем принцип его работы и параметры для расчета.
Расширительный бак открытого типа является важным элементом системы отопления, предназначенный для компенсации изменений объема охлаждающей жидкости в процессе ее нагрева и остывания. Он обеспечивает предотвращение чрезмерного давления в системе, что может привести к повреждениям трубопроводов и радиаторов.
Устройство открытого расширительного бака обычно включает стенки из металла или высококачественной пластмассы, а также крышку для защиты от загрязнений и испарений. В отличие от закрытых систем, в открытых баках предусмотрен уровень жидкости, который должен находиться на определенной отметке для корректной работы. Это предотвращает возможность «пустых» участков в системе.
Существуют разные виды расширительных баков: горизонтальные, вертикальные, а также различные варианты по материалу и конструкции. Выбор конкретного типа зависит от особенностей системы отопления и требований к отоплению помещения.
При расчете объема расширительного бака важно учитывать тепловую мощность котла, объем всей системы отопления, а также тип теплоносителя. Общим правилом является необходимость минимального объема бака, равного 10% от объема всего контура отопления. Также стоит учитывать темп нагрева воды и возможность ее расширения.
Чтобы правильно выбрать и рассчитать расширительный бак открытого типа, рекомендуется обратиться к специалистам, которые помогут учесть все нюансы системы и предложить оптимальное решение.
Краткое содержание статьи
Назначение бака в системах открытого типа
Данный агрегат используется в отопительных системах для предотвращения повреждений, возникающих из-за увеличения объема и давления теплоносителя в результате нагрева.
При повышении температуры воды, которая циркулирует в системе, с 5 до 100 °C ее объем увеличивается на 4%. Это довольно существенно, и в трубах и радиаторах нет запаса для дополнительного объема.
Излишки теплоносителя выталкиваются в расширительный бак открытого типа, что позволяет избежать поломки компонентов системы из-за избыточного давления. Это давление возникает, так как воду невозможно сжать, а при нагреве она значительно увеличивается в объеме. Когда теплоноситель остывает, лишняя жидкость возвращается в отопительную систему.
Даже несколько сотен граммов в небольшой системе или несколько литров в большей могут привести к критическому повышению давления, вызвав сильные гидроудары.
Эти гидроудары могут стать причиной выдавливания прокладок, повреждения фитингов и радиаторов, а также дорогостоящего ремонта — особенно в самый неподходящий момент.
Когда температура теплоносителя снова понижается, его излишки становятся необходимыми для правильной работы системы, поэтому их нужно вернуть, причем в полном объеме, а при испарении запас жидкости необходимо восстанавливать.
Кроме того, расширительные баки открытого типа имеют еще одно важное назначение — это поддержание постоянного уровня жидкости в системе. Они помогают компенсировать испарение воды, которое может происходить в процессе эксплуатации системы отопления, что также способствует долговечности и надежности оборудования.
Важно правильно подбирать объем расширительного бака в зависимости от размеров отопительной системы и ее мощности. Недостаточный объем может привести к недостаточной компенсации изменения объема теплоносителя, тогда как чрезмерный может вызвать дополнительные проблемы с размещением и установкой оборудования.
Также следует учитывать, что открытые расширительные баки должны располагаться на достаточной высоте относительно отопительной системы, чтобы обеспечить эффективное возвращение жидкости. Это способствовало бы оптимизации работы системы и снизило риск возникновения аварийных ситуаций.
Характерные черты открытого бака
Расширительные резервуары отличаются своей простотой — в роли расширительного бака может выступать любое ведро, самодельная емкость из подручных материалов или канистра.
Конструктивные особенности бака
К основным требованиям к конструкции относятся:
- достаточный объем;
- открытость, то есть отсутствие герметичности.
Отсутствие крышки допускается, хотя она и желательно, так как защищает систему от загрязнений.
Резервуар, предназначенный для использования в качестве расширительного бака, должен иметь патрубок для подключения трубы от системы отопления. Это единственное обязательное требование.
Конструкция расширительного бака довольно проста — это обычная емкость с одним или несколькими входами и выходами, что позволяет жидкости накапливаться и сливаться. Более сложные резервуары могут быть дополнены подводом для воды и сливным краном, который позволяет удалять излишки жидкости в канализацию.
Чтобы повысить комфорт и минимизировать мелкие проблемы, желательно использовать следующие аксессуары:
- Переливной шланг или трубу — этот элемент конструкции необходим, чтобы избежать затопления при переполнении расширительного бака, отводя лишнюю жидкость наружу.
- Трубу для водоснабжения — она необходима для пополнения системы отопления водой. Хотя можно обойтись и без нее, в этом случае придется выполнять эту процедуру вручную, используя ведро, что делает конструкцию более дешевой.
Поскольку многие расширительные емкости устанавливаются на чердаках, важно позаботиться о их теплоизоляции, чтобы избежать замерзания жидкости и выхода системы из строя.
В качестве теплоносителя рекомендуется использовать только обычную воду, поскольку современные эффективные антифризы быстро испаряются в открытых резервуарах, что значительно увеличивает стоимость отопления.
Кроме того, испарения антифризов потенциально токсичны, что негативно сказывается на здоровье жильцов. Более подробно о типах теплоносителей и их характеристиках мы рассказали в этом материале.
Форма и материал конструкции
Форма бака не имеет принципиального значения, поэтому она может быть любой:
- круглой;
- прямоугольной;
- трапециевидной и др.
Для изготовления можно использовать любой металл или даже пластик, однако, поскольку теплоноситель может достигать высоких температур, важно, чтобы материал был термостойким.
На приведенном рисунке можно увидеть работы расширительного бака. На изображении слева видно, как теплоноситель находится в холодном состоянии, и заполняет имеющийся объем. Однако при нагревании (на рисунке справа) образуется избыток воды. Хотя объем лишней жидкости небольшой, этого вполне достаточно, чтобы вызвать повреждение системы.
На рынке доступны разные модели открытых расширительных баков, среди которых легко можно подобрать подходящий вариант. Кроме того, возможно изготовление самодельной емкости из подручных материалов.
Также стоит обратить внимание на местоположение установки расширительного бака. Он должен быть установлен в удобном для обслуживания месте, а также не подвержен воздействию прямых солнечных лучей и механическим повреждениям. Кроме того, правильная установка на уровне системы отопления поможет избежать излишних затруднений при доступе к жидкости для регулировки и обслуживания.
Регулярное обслуживание расширительного бака является обязательным. Необходимо проверять уровень жидкости и следить за состоянием системы на предмет утечек. Это поможет избежать серьезных проблем и продлить срок службы всего отопительного оборудования.
Принцип работы приспособления
Расширительный бак является частью простейших отопительных систем, функционирующих на основе физических законов. Циркуляция жидкости в трубах и радиаторах осуществляется за счет гравитации, где переход энергии обеспечивается за счет разницы давления.
Чтобы сохранить естественный теплообмен и циркуляцию воды, расширительный бак необходимо размещать в самой верхней части отопительной системы, в то время как котел должен находиться внизу. Более подробно о установке и подключении бака мы описали в этой статье.
Если бак будет установлен неправильно, это не даст нужного эффекта и не защитит от повышения давления, гидроударов и последующих ремонтных работ.
Одним из ключевых достоинств открытых расширительных резервуаров является их доступность. Например, бак можно создать даже из материалов, которые имеются на даче или в подсобных помещениях частного дома. Любая металлическая или пластиковая емкость подходящего размера может стать расширительным резервуаром, как видно на фото.
В своем холодном состоянии расширительный бак не участвует в работе отопительной системы. Однако, когда теплоноситель нагревается до высоких температур и создаёт избыточное давление в трубах и радиаторах, его излишек активно выталкивается в расширительный бак, где остается до тех пор, пока теплоноситель не остынет, после чего он возвращается обратно в трубы и радиаторы.
Этот процесс цикличен и продолжается на протяжении всей эксплуатации резервуара.
Поскольку система отопления открытая, как и сам бак, компенсация последствий расширения не может происходить без вмешательства человека.
Это связано с тем, что теплоноситель находится в непосредственном контакте с воздухом, что приводит к его испарению, причём, с увеличением температуры скорость испарения также возрастает.
Таким образом, пользователю приходится регулярно контролировать уровень воды и добавлять её по мере необходимости.
Эта операция выполняется с помощью ведра или другого контейнера, что крайне неудобно. Поэтому можно автоматизировать процесс, организовав подачу воды от системы водоснабжения, будь то локальная или централизованная.
Важно отметить, что форма и точные расчеты для открытой расширительной емкости не имеют критического значения. Главное условие для эффективной работы — размещение в верхней точке системы и наличие достаточного объема до переливного патрубка.
Дополнительно, с использованием дополнительного оборудования можно сделать процесс абсолютно автономным.
Однако в этом случае теряются ключевые преимущества открытых резервуаров и систем отопления:
- низкая стоимость;
- полная автономность, то есть независимость от функционирования инженерных систем.
Все процессы в открытом баке происходят естественным образом, без применения насосов и других устройств.
Таким образом, чтобы расширительный резервуар был действительно полезным, размеры отопительной системы должны быть умеренными, и не следует использовать его для обогрева коттеджей и зданий площадью свыше 100 м².
Наилучшим местом для установки расширительных баков являются теплые чердаки, так как это гарантирует самую высокую точку системы, а также позволяет скрыть конструкцию с низкими эстетическими качествами от глаз.
Тем не менее, важно учитывать, что не все чердаки подходят для установки таких резервуаров. Необходимо, чтобы пространство было достаточно вентиляционным и защищенным от переохлаждения, чтобы избежать негативных последствий, таких как конденсация влаги.
Игнорирование этого правила может привести к значительным финансовым потерям из-за необходимости переделывать систему для обеспечения эффективной работы бака и всего отопления.
Кроме того, следует ограничить высоту, так как сложнее достичь ожидаемого результата при обогреве более чем двухэтажного здания.
Рекомендуется периодически проверять состояние расширительного бака на наличие повреждений, коррозии или утечек, что позволит избежать непредвиденных остановок в работе отопительной системы в холодное время года.
Также стоит задуматься о возможности использования дополнительных теплоизолирующих материалов для защиты отопительных компонентов, что поможет повысить энергоэффективность всей системы.
Как произвести расчет?
Как уже упоминалось, любой расширительный бак для систем отопления открытого типа отличается простотой своей конструкции и изготовления. Расчет размеров такого резервуара не представляет особой сложности.
Для этого можно воспользоваться формулами или приблизительным расчетом рабочего объема резервуара.
Рассмотрим пример, как использовать формулы для расчета необходимого объема резервуара. На основании реального объема воды, которая циркулирует в системе, вычисляется его увеличение при нагревании до определенной температуры, округляя это значение в большую сторону. Затем суммируется полученный результат с объемом теплоносителя в системе отопления и добавляется запас литров для дополнительной надежности.
На практике, чтобы определить, какого объема должен быть бак, владельцы малых дач редко пользуются формулами. Они чаще всего ориентируются на приблизительный объем расширительной емкости, к которому для подстраховки можно добавить несколько литров.
Это связано с тем, что в случае открытых баков излишества в объеме слабо влияют на общую стоимость, а в некоторых случаях вообще не увеличивают расходы.
Таким образом, весь процесс расчета сводится к нахождению 10% от общего объема теплоносителя, что считается минимально допустимым значением для расширительного бака.
Наиболее удобно выполнять такие вычисления в момент проектирования и сборки системы отопления, когда известны все параметры радиаторов, труб и других элементов конструкции, которые легко измерить. Затем достаточно просто сложить объемы всех элементов системы.
Хотя открытые резервуары и системы с их использованием уже устарели, их доступность и, прежде всего, высокая автономность делают их актуальными в условиях, далеких от идеальных. Например, когда существуют проблемы со стабильно поставляемой электроэнергией или когда владельцы помещений не являются их постоянными жителями.
Если изначальные параметры неизвестны, то наилучшим практическим способом для расчета будет опытный метод. Для этого необходимо удалить всю воду из системы и снова заполнить её теплоносителем.
В процессе этого нужно производить замеры, что можно сделать с помощью счетчика или с использованием емкости известного объема. После замеров остается лишь вычислить нужные 10% от объема теплоносителя, которые послужат ориентиром при создании или покупке бака.
Выводы и полезное видео по теме
Ниже представленный видеоматериал поможет лучше понять открытые расширительные резервуары: их конструкции, изготовление и установку.
Также следующий видеоролик посвящён созданию самодельных баков для отопительных систем:
Открытые расширительные резервуары считаются устаревшей конструкцией, как и отопительные системы, с которых они используют. Это оборудование малорентабельно, так как его работа связана с значительными теплопотерями и медленным прогревом.
Тем не менее, высокая степень автономности, независимость, легкость в обслуживании и приемлемая цена делают открытые баки актуальными в удаленных от стабильных условий больших городов — на дачах, в деревнях и т.д.
Если у вас есть вопросы по расчету объема бачка или вам нужно уточнить какие-то моменты, которые не были затронуты в этой статье, не стесняйтесь спрашивать. Задавайте свои вопросы в комментариях ниже — наши специалисты и другие пользователи сайта с удовольствием помогут вам разобраться.
Если вы недавно занимались изготовлением или установкой открытого бака, поделитесь своим опытом в комментариях — вашему опыту будет полезно многим новичкам. Также добавляйте интересные фотографии вашего расширительного резервуара.
