Правильно выбранный и установленный расширительный бак для системы отопления предупреждает ее поломку и поддерживает нужный уровень давления. Этот элемент необходим для компенсации расширяющейся воды при нагреве. В зависимости от типа отопительной системы, расширитель может быть как открытым, так и закрытым.
В данной статье мы поделимся советами по выбору резервуара, основываясь на планировке системы отопления. Будут разобраны конструктивные аспекты и особенности монтажа различных видов расширителей. Также мы предложим рекомендации, которые обеспечат бесперебойную работу обогревательной системы любого типа.
Краткое содержание статьи
Расширительные бачки открытого типа
Характерной чертой расширителей открытого типа является контакт жидкости с атмосферным воздухом. В таких системах имеется конвективная циркуляция. По мере нагрева, увеличивается объем жидкости, и излишек попадает в резервуар.
Когда температура понижается, жидкость возвращается в систему под действием гравитации самотечным способом.
Из-за отсутсвия давления внутри бака, устройство не нуждается в прочной металлической конструкции, что позволяет:
- использовать любой металл для изготовления корпуса;
- применять готовые емкости из термостойкого пластика;
- игнорировать форму резервуара.
На даче такой бак можно собрать из доступных материалов. В качестве контейнера подойдут пластиковая канистра или бочка с приемным патрубком и выходом для лишней жидкости.
Расширители данного типа могут быть представлены в виде прямоугольного бака с неплотной крышкой на верхней части.
Внешний вид напоминает обыкновенный металлический бак, где верх оснащен отверстием для обслуживания и добавления жидкости. Защиту от загрязнений обеспечивает неплотная крышка. Внизу или сбоку имеются крепежные элементы.
Галерея изображений
Расширительная емкость как открытого, так и закрытого типа предназначена для резервирования воды, которая расширяется при повышении температуры.
При расширении излишки теплоносителя сливаются в свободный резервуар, что позволяет избежать избыточного давления на компонентов системы, что может привести к повреждениям.
В простейших открытых бачках отсутствует патрубок, через который вода может сбрасываться в канализацию или наружу, поэтому такие баки нужно периодически опорожнять.
Недостатком открытых бачков считается испарение не только излишков теплоносителя при нагреве, но и всей рабочей жидкости. Это требует периодического пополнения.
Расширительный бак в отопительной схеме
Открытый сосуд для сбора излишков теплоносителя
Простейший вариант расширителя
Емкость со свободной возможностью испарения
Открытые системы отопления чаще применяются в малоквартирных строениях, где объем теплоносителя и длина трубопроводов сравнительно небольшие.
Требования к установке достаточно просты:
- расширитель устанавливается на максимальной высоте на линии подачи;
- подача соединяется с баком через патрубок;
- для отвода излишков жидкости выполняется перелив выше расчетного уровня.
Для обеспечения самотечной циркуляции, рекомендуются трубы большего диаметра.
Стандартно бак монтируется в отапливаемом помещении, на утепленном чердаке, а в случае невозможности, его следует утеплить, чтобы избежать замерзания жидкости и обеспечения работоспособности системы.
Расширительные бачки закрытого типа
Закрытые расширительные баки обладают принципом полной герметичности, что способствует поддержанию необходимого давления для циркуляции в любой части системы.
Внутри резервуара мембрана разделяет пространство на воздушное и жидкостное, и оба отсека герметичны – воздух не смешивается с теплоносителем.
Работа закрытого расширительного бачка основана на том, что нагретая вода выталкивается в жидкостный отсек, оказывая давление на мембрану, которая деформируется, сжимая воздушную камеру.
Галерея изображений
Расширительный бак закрытого типа называется экспаномат. Это замкнутая капсула, которая герметично соединяется с отопительной сетью.
Закрытый расширительный бак не только защищает систему от избытка давления, но и предотвращает воздействие кислорода из внешней среды.
Экспаномат подбирается с учетом объема, достаточного для компенсации максимального расширения теплоносителя при нагреве.
Для установки в системы отопления производятся красные экспанзоматы. В редких случаях можно встретить белые и серые модели. Необходимо приобретать устройства с мембраной, пригодной для работы с горячей водой.
Закрытые расширительные бачки обязательны для использования с напольными газовыми котлами, а также с теплогенераторами на жидком и твердом топливе.
Если систему, работающую по природному принципу, преобразуют в насосную, открытый расширительный бак обычно заменяют на экспаномат, чтобы избежать потерь теплоносителя.
Владельцы небольших домов и квартир, которые отапливаются настенным газовым котлом, могут обойтись без установки расширительного бачка, поскольку он уже предусмотрен в системе.
Если помимо настенного котла используются другие устройства для отопления, дополнительный расширительный бак устанавливается для обеспечения увеличения объема теплоносителя в дополнительных контурах.
Расширительный бак в схеме отопления
Устройство для защиты системы
Принцип подбора экспанзомата
Расширительный бак белого цвета
Использование с твердотопливным котлом
Переделка гравитационного отопления
Расширительная емкость в настенном котле
Дополнительный расширитель по необходимости
В результате объем воздушного отсека бака уменьшается, а газ в нем сжимается, что приводит к росту давления в системе. При нормализации давления, теплоноситель возвращается назад из жидкостного отсека.
Если давление возрастает слишком быстро, при достижении критической отметки, сработает предохранительный клапан, который удалит излишек теплоносителя из резервуара.
Закрытая конструкция полностью герметична, с фланцем и патрубком в нижней части и ниппелем для наполнения газом сверху.
Существуют различные типы закрытых расширителей, классифицируемые по форме:
- Шарообразные – мембранные конструкции с эластичной перегородкой, которая растягивается при поступлении жидкости, позволяя резервуару принимать избыточный объем. Бак имеет форму капсулы.
- Овальные – еще один вид мембранных гидрокомпенсаторов, разделенных гибкой мембраной на газовую и жидкостную камеры, но имеющих вытянутую форму.
Овальные расширители выглядят как цилиндрические баллоны красного цвета. Одна сторона снабжена ниппелем для создания давления, другая – патрубком для подключения к системе.
На корпусе установлены крепежные элементы, позволяющие надежно монтировать оборудование и поддерживать его вес. Шарообразный бак отличается от овального лишь формой.
В зависимости от типа, мембранные закрытые расширители делятся на диафрагменные и баллонные варианты.
В системах закрытого типа самотечная циркуляция не может обеспечить нужный уровень давления, поэтому требуется установка циркуляционного насоса.
Расширитель может быть установлен в любой части системы, но при монтаже следует учитывать некоторые рекомендации:
- лучшим местом является обратная линия, до места врезки насоса;
- подачу теплоносителя рекомендуется проводить сверху, чтобы снизить вероятность попадания воздуха и обеспечить работоспособность при повреждении мембраны;
- недостаток главного объема можно компенсировать установкой дополнительного расширителя меньшего объема.
При установке можно также учитывать интерьер помещения. Для контроля уровня давления расширитель должен быть оснащен манометром.
Закрытый расширитель обычно располагается перед котлом, до подключения циркуляционного насоса.
Размещение рядом с котлом устраняет необходимость в утеплении резервуара, так как оборудование будет находиться в теплом помещении, что упрощает его эксплуатацию.
Какая конструкция лучше?
Системы отличаются в зависимости от конструкции и материала расширительного бака, что отражается на их преимуществах и недостатках. Однако, согласно мнению специалистов и опытных пользователей, закрытые варианты имеют больше функциональных достоинств.
Преимущества и недостатки открытого бака
Для функционирования самотечной системы требуются трубы большего диаметра, что приводит к увеличению затрат. Хотя бюджет на организацию открытой отопительной системы с негерметичным расширителем незначительно возрастает, он остается сравнительно низким.
Основные плюсы подобного варианта – это простота, низкая стоимость материалов и невысокие расходы на установку. Также положительным моментом является отсутствие необходимости следить за уровнем давления.
Расширитель открытого типа можно легко собрать из доступных подручных материалов, а монтаж будет несложным.
Тем не менее, недостатков у открытых систем значительно больше:
- использование незамерзающей жидкости сопряжено с риском Toxic
- монтажные возможности системы ограничены лишь верхней частью;
- непрерывный контакт с атмосферой увеличивает вероятность появления воздушных пробок и коррозии;
- долговременный процесс нагрева;
- колебания температур, связанные с конвекционным движением, ускоряют износ оборудования;
- можно использовать только в малоэтажных зданиях, не превышающих два этажа;
- существенные теплопотери и затраты энергии на нагрев.
Еще одна проблема открытой системы заключается в потерях из-за испарения и переполнения, поэтому необходимо обеспечить доступ к доливному отверстию при установке бака.
Галерея изображений
Для систем обогрева дачных домиков, гаражей и теплиц возможно восстановление старого расширительного бака или изготовление нового из доступных материалов.
Создание расширительного элемента легче всего провести с помощью гидробака подходящего объема. На его стенках нужно просверлить три отверстия и установить трубы: для входа и выхода, а также для слива излишков теплоносителя.
Мастера, которые владеют сварочным делом, могут самостоятельно изготовить бак из листового металла.
Чтобы можно было контролировать уровень жидкости в открытом бачке, на самодельные конструкции устанавливается прозрачная трубка с поплавком, который можно сделать из пластикового шарика или аналогичного элемента от рыбацкой удочки.
Форма расширительного бачка не играет принципиальной роли. Главное – рассчитать так, чтобы при полном расширении теплоноситель не занимал более двух третьих объема.
Самодельные решения для отопительных систем в гаражах и складских помещениях часто изготавливаются из газовых баллонов, которые предварительно отжигаются безопасным методом вдали от жилых районов.
Пластиковые емкости также удобно использовать для создания расширительного бака, но важно надежно зафиксировать патрубки для подключения трубопровода.
Интересным решением является использование обычной канистры в качестве бака. Она может быть выполнена из пластика или алюминия.
Плюсы и минусы закрытого бака
Хотя открытые расширители выигрывают по стоимости и легкости установки, закрытые баки, известные также как экспанзоматы, предлагают функциональные преимущества. Их применяют для создания закрытых отопительных систем, не имеющих контакта с атмосферным воздухом.
Экспанзоматы обладают рядом преимуществ:
- полная герметичность позволяет безопасно использовать антифриз;
- местоположение расширителя не влияет на эффективность работы системы;
- изолированное внутреннее пространство минимизирует риск образования воздушных пробок и коррозии;
- после запуска система прогревается быстрее и лучше поддается регулировке температур;
- меньшая разница между температурами в подающей и обратной трубах повышает срок службы оборудования;
- не требует использования труб большого диаметра, что помогает сэкономить на установке;
- не нуждается в постоянном мониторинге уровня и состояния жидкости;
- возможно использование в многоэтажных системах;
- небольшие теплопотери, что приводит к снижению эксплуатационных затрат.
При выборе закрытых расширителей можно столкнуться с герметичными баллонами, которые имеют неразборную конструкцию. Если диафрагма выходит из строя, придется заменять весь баллон.
Для контроля уровня рабочего давления к баллону устанавливается манометр, а для удаления лишнего воздуха — воздухоотводчик автоматического или механического типа.
К недостаткам стоит отнести сложность конструкции, специфические требования к материалам, что повышает стоимость оборудования. Кроме того, требуется постоянный контроль за давлением и его восстановление при необходимости.
Правила расчета емкости резервуара
Эффективность расширителя любого типа во многом зависит от правильного выбора его объема. Необходимо учитывать, что жидкость при нагревании способна расширяться. Вода в отопительных системах увеличивается примерно на 3% от общего объема, антифриз — почти на 5%.
Поскольку жидкости относятся к несжимаемым средам, бачок должен предоставить достаточный запас для теплового расширения с учетом некоторого резерва. При полном заполнении контура теплоносителем даже математические расчеты по объемам могут привести к сбросу жидкости через предохранительный клапан и проливу теплоносителя.
Чтобы избежать дальнейших проблем, закрытые бачки для небольших систем в частных домах должны иметь объем, равный 10% от полного объема теплоносителя в циркуляции. Это правило актуально для систем с объемом до 150 литров.
Если в системе обходится более 150 литров теплоносителя, объем закрытого бака рассчитывается как произведение общего объема жидкости и коэффициента температурного расширения при заданных рабочих температурах.
К рассчитанному объему добавляется значение водяного затвора, которое определяется по стандартному статическому давлению жидкости. Для крупных отопительных систем этот показатель составляет около 0,5% от общего объема, тогда как для маленьких, до 150 литров, – 20%.
Полученная сумма умножается на поправочный коэффициент, который определяют по данным предварительного и окончательного давления в системе отопления. Предварительное давление рассчитывается на основе того, что на каждые 10 метров высоты приходится 1 бар, а окончательное давление — результат работы системы.
Расчет объема закрытого бачка для крупных отопительных систем будет выглядеть следующим образом:
Обозначим: Vn – номинальный объем закрытого бака; Ve – объем теплоносителя с учетом теплового расширения (вычисляется по формуле Vсистемы × n%, где n – коэффициент температурного расширения); Vv – водяной затвор; po – предварительное давление; pe – окончательное давление, равное предельному значению предохранительного клапана минус 0,5 бар.
Для открытых бачков существуют рекомендации, но четких норм нет. Объем открытого бачка перед переливным трубопроводом должен составлять около 3,5% — 4% от общего объема теплоносителя в системе.
Такая оценка достаточно для небольших дач, тогда как для жилых строений потребуется более точный расчет общего объема системы отопления.
Методы расчета общей емкости для отопления
Этот параметр можно определить с различной степенью точности тремя основными способами. В первом варианте используются паспортные данные котла. На единицу мощности котельного оборудования требуется примерно 15 литров жидкости. Необходимо умножить 15 на мощность котла, указанную в техпаспорте.
Во втором варианте можно узнать объем системы с помощью водомера во время наполнения. Учитывается количество заполненной жидкости, что более точно, но требует дополнительных усилий.
Третий способ подразумевает подсчет общего объема всех компонентов системы отопления. Это наиболее точный метод. Емкость теплообменников котла, радиаторов, конвекторов и измерительных приборов можно узнать из паспортных данных. Для расчета объема труб применяются данные из таблиц.
В таблице указаны диаметр труб в дюймах и их объем в литрах на метр, что позволяет вычислить общий объем.
В таблице приведены объемы труб на метр длины, которые выполнены из самых популярных современных материалов. Внутренний диаметр указан в дюймах от 0,5 до 1,5.
Другой способ, также предполагающий высокую точность, это расчет по формуле:
Vобщ = π × D² × L/4,
- π = 3,14;
- D – внутренний диаметр труб;
- L – длина трубопровода системы.
После получения необходимых данных их нужно суммировать для получения общего объема системы, который станет основой для дальнейших расчетов.
Шаги и формулы полного цикла расчетов для проектирования и организации отопления частного дома представлены здесь. Рекомендуем ознакомиться с данной полезной информацией.
Подбор расширительного бака по таблице
Имея необходимые данные, оптимальный выбор расширителя можно сделать с помощью таблицы объемов и расчетного давления.
Общий объем системы рассчитывается по зафиксированной методике, параметры давления актуальны только для закрытых моделей и указаны в паспорте оборудования.
Табличные данные позволяют выбрать расширитель с объемом от 4 до 300 литров.
Этот метод не требует сложных расчетов, кроме нахождения общего объема системы. Использование таблицы значительно упрощает и ускоряет процесс выбора расширителя с требуемой емкостью.
Применение формул для расчета
Если данных таблицы недостаточно, можно выполнить расчет необходимого объема самостоятельно.
Для этого используется следующая формула:
Vb = Vc × k/D,
- Vb – искомый объем расширителя;
- Vc – общий объем системы;
- k – коэффициент расширения жидкости при нагреве;
- D – коэффициент эффективности расширителя.
Из необходимых для расчетов значений неизвестными остаются коэффициенты k и D. Первый является табличным, а второй вычисляется по отдельной формуле.
Существует таблица, которая позволяет определить коэффициент температурного расширения, используемая для систем с водой и антифризом. Этот коэффициент не имеет постоянного значения и изменяется при нагревании, в зависимости от концентрации гликоля в жидкости.
Используя эти сведения, можно вычислить коэффициент расширения жидкости при нагревании, обозначаемый как (k), что необходимо для определения объема расширительного резервуара.
Для воды концентрацию этиленгликоля принимают за «0», а для антифриза она устанавливается на основании данных, предоставленных производителем. Температурные условия нагрева основываются на эксплуатационных характеристиках конкретной системы.
Чтобы самостоятельно определить эффективность расширительного бака, используется следующая формула:
(Qm – Qb) : (Qm + 1),
- Qm — максимальное давление системы, соответствующее паспортному значению срабатывания предохранительного клапана;
- Qb – предварительное давление в воздушной камере расширительного устройства, указанное в технической документации.
Если последнее значение неизвестно, его можно измерить во время накачки или стравить через ниппель расширительного бака.
Альтернативные методы вычислений
Кроме самостоятельных расчетов с применением формул и таблиц, существуют другие альтернативные способы. Один из самых доступных вариантов – использование онлайн калькулятора для вычислений.
В интернете легко найти множество ресурсов, предоставляющих возможность онлайн подсчета нужного значения, достаточно ввести подходящий поисковый запрос.
Другой способ – обратиться к профессиональным проектировщикам, что является самым надежным, но такой вариант может потребовать значительных затрат.
С правилами установки и подключения расширительных баков различных типов можно ознакомиться в следующей статье, посвященной данной теме.
Как правильно выбирать расширительный бачок?
Определиться с видом отопительной системы следовало бы еще на стадии проектирования. Выбор расширительного бачка обычно откладывают до завершения строительства, когда система уже установлена и известен ее объем.
При выборе подходящего варианта расширительного бачка рекомендуем:
- основываться на объеме закрытого бачка, который должен превышать значение температурного расширения теплоносителя;
- при покупке стоит обратить внимание на тип подключения, форму емкости и расположение крепежных элементов, чтобы избежать проблем при установке;
- также важно внимательно изучить инструкцию, размещенную на корпусе, содержащую важную информацию о установке и технические характеристики.
Приобретается лучше у проверенного производителя, даже если его резервуары стоят дороже. Это станет гарантией долголетия отопительной системы, но только при условии правильной эксплуатации и регулярного обслуживания.
Перед установкой нужно установить предварительное давление в газовом отсеке мембранного бачка, равное статическому давлению теплоносителя в системе отопления. Настройка осуществляется с помощью стандартного автомобильного насоса и контролируется манометром.
Важно не путать расширители для отопительных систем с бойлерными емкостями — это совершенно разные устройства с различными техническими характеристиками.
Также следует различать расширительные баки для отопительных систем и гидроаккумуляторы для систем холодного водоснабжения. Они отличаются как внешним видом, так и конструкцией: первые обычно красного цвета и неразборные, а вторые — голубыми, с возможностью замены фланца для ремонта мембраны.
Выводы и полезное видео по теме
Видео может помочь понять характеристики расширителей закрытого типа, а также осветить отличия между жилетами для отопления и бойлерными системами:
В видео ролике рассмотрены принципы работы и нюансы выбора емкости:
Отопительная система частного дома может быть построена как по открытой, так и по закрытой схеме, что обуславливает необходимость монтажа соответствующего расширителя. Ключевым аспектом его функциональности является объем, расчёт которого можно выполнить самостоятельно или доверить профессиональным проектировщикам.
Правильно подобранное оборудование поможет оптимально сохранить объем жидкости в открытой системе, а в замкнутом отоплении — поддерживать необходимый уровень рабочего давления.
Пожалуйста, оставляйте комментарии в блоке ниже. Делитесь собственным опытом установки контуров отопления с расширительным бачком и полезной информацией для пользователей сайта. Задавайте вопросы и публикуйте фотографии по теме статьи.
