Расширительный бак: секреты выбора для отопления дома или квартиры

Для чего нужен расширительный бак?

В процессе нагрева вода имеет свойство расширяться – при повышении температуры увеличивается объем жидкости. В контуре отопительной системы начинает расти давление, которое разрушительно может воздействовать на газовое оборудование и целостность труб.

Расширительный бак (экспанзомат) выполняет функцию дополнительного резервуара, в который давлением выдавливает образовавшиеся в результате нагрева излишки воды. Когда жидкость остывает и давление стабилизируется, она по трубам возвращается обратно в систему.

Расширительный бак выполняет функцию защитного буфера, он гасит гидроудары, которые постоянно образуются в системе отопления из-за частого включения и выключения насоса, а также исключает вероятность возникновения воздушных пробок.

Чтобы уменьшить вероятность образования воздушных пробок и не допустить повреждения газового котла гидроударом, расширительный бачок следует монтировать перед теплогенератором, на обратке

Существует два разных варианта исполнения демпферных емкостей: открытые и закрытые типы. Они отличаются не только конструкцией, но и способом, а также местом монтажа. Рассмотрим особенности каждого из этих типов подробнее.

Расширительный бак открытого исполнения

Бачок открытого типа монтируют в верхней точке системы отопления. Изготавливаются емкости из стали. Чаще всего они имеют прямоугольную или цилиндрическую форму исполнения.

Обычно устанавливают такие расширительные баки на чердаке или мансарде. Возможен монтаж под крышей

Обязательно нужно уделить внимание теплоизоляции конструкции

В структуре емкости открытого типа имеется несколько отводов: для ввода воды, отвода остывшей жидкости, подвод контрольной трубы, а также выводная трубка для отвода теплоносителя в канализацию. Подробнее об устройстве и видах бака открытого типа мы писали в другой нашей статье.

Функции бака открытого типа:

• контролирует уровень теплоносителя в контуре отопления;
• если в системе температурный режим понизился, он компенсирует объем теплоносителя;
• когда меняется давление в системе, бак выполняет функцию буферной зоны;
• излишки теплоносителя удаляет из системы в канализацию;
• выводит воздух из контура.

Несмотря на функциональность открытых расширительных баков, они уже практически не используются. Поскольку имеют множество недостатков, например, большой размер емкости, склонность к коррозии. Их установка производится в системы отопления, которые работают только с естественной циркуляцией воды.

Экспанзомат закрытого типа

В системах отопления с закрытым контуром обычно монтируется расширительный бак мембранного типа, он оптимально подходит для любого типа газового котла и обладает большим количеством преимуществ.

Экспанзомат – это герметическая емкость, которая посредине разделена эластичной мембраной. В первой половине будут размещаться излишки воды, а во второй – обычный воздух или азот.

Закрытые расширительные баки для отопления, как правило, окрашены в красный цвет. Внутри бачка расположена мембрана, она выполнена из резины. Необходимый элемент для поддержания давления в расширительном бачке

Компенсационные баки с мембраной могут выпускаться в виде полусферы или в форме баллона. Что вполне подходит для использования в системе отопления с газовым котлом. Рекомендуем детальнее ознакомиться с особенностями монтажа баков закрытого типа.

Достоинства мембранных типов бачков:

• простота самостоятельной установки;
• устойчивость к коррозии;
• работа без регулярной доливки теплоносителя;
• отсутствие контакта воды с воздушной средой;
• работоспособность в условиях повышенной нагрузки;
• герметичность.

Газовое навесное оборудование обычно комплектуется расширительным баком. Но не всегда дополнительный резервуар с завода настроен правильно и может сразу же включатся в работу отопления.

Как правильно выбирать

Правильный выбор расширительного бака является одной из задач, решение которой обеспечит безопасность эксплуатации системы отопления, в целом.

При выборе мембранного расширительного бака
следует обращать внимание на следующие характеристики:

Главной характеристикой, по которой производится выбор бака, является его объем.

Расчет оптимального объема

В некоторых источниках встречается совет по выбору объема расширительного бака в пределах 10% общего объема теплоносителя в системе отопления.

Такой метод определения вместимости расширительного бака () базируется на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве до 100 градусов не превышают величины 0,08.

Однако, этот вариант расчетов не учитывает давления
в системе и может давать значительные погрешности.

Более точный метод расчета необходимого объема мембранного бака использует соотношение:

V = C * Bt / (1 — (Pmin / Pmax)).

В этом выражении:

Объем теплоносителя в системе определяется
с учетом всех ее узлов. Этот параметр может быть получен из проектной документации на отопление.

Если же она недоступна, и определить точную величину показателя затруднительно, можно прибегнуть к ориентировочному расчету.

Суть его состоит в том, что объем теплоносителя в отопительных системах, напрямую, связан с отопительной мощностью – на каждый кВт приходится порядка 15 л жидкости.

Коэффициент теплового расширения
жидкости определяется ее составом — чаще всего, в системах отопления частных домов и квартир используется вода, но не исключено и добавление в нее гликолей для улучшения характеристик.

Кроме того, этот коэффициент зависит от температуры теплоносителя.

Найти необходимые величины можно в , которые приводятся в специальной литературе или на соответствующих интернет-ресурсах.

Максимальное давление в системе
определяется минимальной из величин, допустимых для различных узлов. Именно на нее настраивается предохранительный клапан.

Настроечное (минимальное) давление бака соответствует первоначальному давлению в системе отопления при холодном теплоносителе.

Для большинства устройств существует возможность его точной регулировки штатными средствами (стравливания воздуха из бака или его накачкой обычным насосом).

Давление в баке
можно контролировать при установке на него манометра.

Полученные в результате расчета значения дают увеличение объема теплоносителя в системе при его нагреве.

Бак выбирают по расчетному значению, с учетом коэффициента заполнения, округляя его в большую сторону.

Коэффициент заполнения бака зависит от начального и максимального давления и может быть найден по таблицам, которые предоставляют производители устройств или по таблицам в справочной литературе.

Подключение расширительного бачка

Место для монтажа такого бака выбирают там, где забор избыточного теплоносителя будет максимально эффективным.

Выясняя, как правильно установить расширительный бак в открытую систему отопления, нужно обратить внимание на три важных момента:

• выбрать самую высокую точку контура;
• поместить бак непосредственно над котлом отопления, чтобы их можно было соединить вертикальной трубой;
• обеспечить перелив на случай аварии.

Требования объясняются особенностями функционирования самотечных систем отопления. Горячий теплоноситель перемещается от котла по трубам и достигает расширительного бака, потеряв значительную часть тепловой энергии.

Открытый расширительный бак нужно ставить в самой высокой точке отопительного контура, а также непосредственно над котлом отопления

Остывшая вода естественным образом перетекает по трубам в теплообменник для нового нагрева. Расположение бака в наиболее высокой точке позволяет удалять из теплоносителя пузырьки воздуха, попавшие в систему.

Рассчитать вместительность бака для открытой системы просто. Измеряют общий объем теплоносителя в контуре, 10% от этого показателя составит искомую цифру. Чаще всего расширительный резервуар устанавливают на чердаке.

Это особенно удобно, если нужна большая емкость, ведь для нормальной работы самотечной системы может понадобиться значительное количество теплоносителя. А расширительный бак малого размера можно поставить даже на кухне под потолком, если это позволяет правильным образом связать его с отопительным котлом.

Если расширительный бак установлен на неотапливаемом чердаке, его следует утеплить, чтобы максимально сохранить тепловую энергию в доме

Если же устройство пришлось поставить на чердаке, нужно позаботиться о его утеплении

Это особенно важно, если чердак не отапливается. Хотя теплоноситель и поступает в бак уже остывшим, не стоит пренебрегать возможностью сохранить часть тепловой энергии

В дальнейшем для нагрева понадобится меньше времени и топлива, что заметно сократит расходы на отопление.

Для подключения расширительного бака и перелива нужно провести в котельную две трубы. Перелив обычно подключают к канализации, но иногда владельцы дома решают просто вывести трубу наружу, аварийный сброс производится наружу.

Конфигурация расширительного бака может быть любой, такие устройства изготавливают из листового железа, пластиковых баков и других материалов, которые хорошо переносят нагрев

После того, как место для установки расширительного бачка выбрано и рассчитан его объем, нужно найти и установить подходящую емкость. Небольшие баки крепят на стене с помощью кронштейнов или хомутов.

Вместительные емкости нужно устанавливать на полу. Герметично закрывать такой бак не нужно, но крышка все же понадобится. Она необходима, чтобы защитить теплоноситель от мусора.

Часть воды из открытой системы испаряется, потерянный объем необходимо восполнять. Теплоноситель обычно доливают в открытый контур именно через расширительный бак.

Этот момент нужно учесть при выборе места для монтажа устройства. Не всегда удобно носить воду ведром на чердак. Проще заранее предусмотреть установку подающей трубы, которая ведет к расширительному баку.

Особенности конструкции

Для начала стоит упомянуть о том, что все аппараты подобного типа имеют существенные конструктивные различия, поэтому путать их между собой не стоит. А вот принцип функционирования мембранного бачка одинаков, в не зависимости от его конструктивных особенностей. Внутри устройства обязательно будет находиться грушевидная прорезиненная мембрана (может иметь цилиндрическую форму). Может встречаться как в виде груши, основание которой будет прикреплено к патрубку входа воды, так и в виде диафрагмы (условно деля имеющееся пространство на две равные части).

Основные отличия между емкостями заключается в том, что мембранные заполняются теплоносителями, которые контактируют со стенками резервуара. А вот для тех бачков, которые используются для водоснабжения, теплоноситель никогда не будет соприкасаться со стенками. Особенно дорогостоящие модели даже оснащены автоматическими устройствами, которые будут регулярно проводить промывку груши. Столько необычное устройство является неотъемлемой частью оборудования, которое отвечают за поставку питьевой воды. Также к отличительным особенностям можно отнести и материал, который используется для изготовления бачков для воды:

• они могут быть изготовлены из привычной пищевой резины;
• способные выдержать давление большее, нежели в устройствах, которые предназначены для отопления.

Лучше остальных адаптированы под высокие температуры груш. Принцип функционирования достаточно прост – под воздействием внешних факторов емкость будет наполняться водой, что приведет к растяжению мембраны до установленных пределов. Другая сторона груши не допустит того, чтобы воздух попал во втору половину, которая будет находиться под определенным давлением. Для того, чтобы в бачке присутствовало оптимальное давление, дополнительно устанавливается золотник. В момент, когда прекращается воздействие внешних факторов  давление трубопровода снижается (теплоноситель остывает), мембрана начинает потихоньку выталкивать жидкость обратно.

Как и где ставится расширительный бак

Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Есть ли инструкция по установке расширительного бачка?

Открытая система

В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.

Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными конвекционными потоками в нем.

Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:

1. Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком;
2. Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они устремятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.

1. Установка расширительного бачка отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке . Чаще всего — вверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хоть вам и едва ли придется их проектировать) — в верхней точке розлива на чердаке.
2. Сам бачок для открытой системы не нуждается в запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора) . Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся. Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.

Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.

Закрытая система

Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.

Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.

Монтаж расширительного бака системы отопления оптимален в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, где в отопительной системе минимум завихрений. Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке розлива перед циркуляционным насосом. При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и гасить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравим через воздушные краны.

Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.

• Баки в заводской комплектации иногда снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление. Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
• Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
• Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве. В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
• Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
• Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, не так уж редка.
• Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.
• Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с нее на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.

Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном.

Зачем он нужен

Практически, все теплоносители для систем отопления представляют собой слабосжимающиеся жидкости.

Оборудование такого типа может использоваться в домах, спортивных сооружениях, небольших мастерских, купальных заведениях и во всех ситуациях, где основным требованием является производство горячей воды. Анодированная алюминиевая рама, на которую нельзя воздействовать выветриванием. Антиотражающий избирательный солнечный кристалл повышает эффективность на 15%. Пластины с покрытием из титанового покрытия увеличивают выход на 16%. Изоляция из пенополиуретана высокой плотности для поддержания горячей воды в течение длительного времени Наружное покрытие из анодированного алюминия.

Соответственно, возникает необходимость в использовании стабилизирующих устройств — мембранных расширительных баков для системы отопления (), способных принять часть жидкости при увеличении объема и давления, и вернуть ее в контур циркуляции при снижении этих показателей.

Для компенсации объема теплоносителя
в системе при изменении температуры применяют расширительные баки.

Магний-анод для сохранения чайника из блуждающих токов. Вынужденные циркуляционные системы являются более сложными системами, которые в дополнение к горячей воды для санитарного использования могут соединяться с нагревом строительной системы. Таким образом достигается более высокая эффективность использования энергии и эксплуатирует солнечную энергию в наиболее полном виде.

Идеальное решение объединяет солнечные коллекторы, конденсационные котлы и высокоэффективную систему распределения тепла, все в сильно изолированном здании. Чаще всего система солнечных коллекторов интегрирована в существующую систему отопления, обеспечивая большую экономию на расходе топлива и выбросе вредных элементов в атмосферу.

Среди них различают 2 вида устройств:

1. открытые;
2. закрытые (герметичные);

Открытые расширительные баки
получили широкое распространение, но, постепенно, уступают место в системах отопления герметичным, поскольку, имеют ряд недостатков:

• дополнительные расходы на установку, поскольку, они монтируются в верхней точке системы, чтобы создать необходимый уровень избыточного давления;
• потери теплоносителя из-за естественного испарения, и, как следствие, необходимость постоянного контроля уровня жидкости и ее доливки;
• опасность развития коррозионных процессов в системе за счет постоянного контакта нагретого теплоносителя с кислородом воздуха.

Герметичные расширительные баки таких недостатков лишены
.

Где поставить в системе

Расширительный бак в закрытой системе ставится после котла до насоса, то есть так, чтобы он создавал поток в противоположном направлении. Так система работает надежнее. Так что конкретное место установки зависит от того, где у вас стоит циркуляционный насос.

Схема установки расширительного бака для отопления

В систему он подключается через тройник. В трубу врезаете тройник, перпендикулярный выход направляете вверх, на него накручивается бак. Если стенка не дает поставить емкость, придется сделать колено, но бачок повернут вверх. Теперь можно считать, что расширительный бак установлен.

Пример установки с краном

Но для удобства проверки, желательно после бака поставить еще один тройник, на свободный выход которого установить запорный кран. Это дает возможность проверять мембранный бак без слива всей системы — он отсекает бак. Кран перекрываете, с котла стравливаете воду. Проверяете давление на отключенной ветке (в котле). Оно должно быть нулевым. После можно проводить все остальные работы по настройке.

Расчет

Чтобы определить объем расширителя, можно опираться на несколько разных способов. Для этого советуют обратиться к мастерам в специальных бюро. Как правило, для проведения всех необходимых расчетов они используют особые программы, позволяющие учитывать все особенности и нюансы, которые оказывают влияние на работу отопительной системы. Однако нужно учесть, что услуги таких специалистов в большинстве случаев являются дорогими.

Расчет объема бачка можно произвести и самостоятельно. Для этого следует использовать общепринятую формулу. В данном случае надо быть максимально внимательным, поскольку даже маленькая ошибка может привести к получению неверных значений

При расчете важно учитывать абсолютно все нюансы: и объем отопительной системы, и конкретный тип теплового носителя, и даже его физические свойства

В приведенной формуле:

• С – это общий объем теплового носителя в системе;
• Pa min – показатель изначального абсолютного давления в резервуаре;
• Pa max – самый большой параметр давления, который может иметь место в агрегате.

Если же вы боитесь ошибиться либо у вас нет времени на проведение всех требуемых расчетов, то стоит обратиться к помощи специальных онлайн-калькуляторов. Правда, в таком случае рекомендуется перепроверить полученные результаты на нескольких сайтах, чтобы не столкнуться с неправильной работой того или иного портала.

Некоторые люди делают проще – прикидывают нужные параметры на глаз. При этом удельную емкость отопительной системы приравнивают к 15 л/кВт. В результате получатся примерные значения. Но учтите, что обращаться к этому способу разрешено только в процессе технико-экономического обоснования.

Мембранный расширительный бак в системах отопления

Известно, что вода при нагревании увеличивается в объёме (примерно на 4% при нагреве до 90 градусов), поэтому в замкнутых системах отопления необходимо использовать расширительные баки, которые будут компенсировать расширение воды. Размер расширительного бака должен соответствовать отопительной системе: объем бака должен быть таким, чтобы «погасить» расширение всей воды, находящейся в системе отопления. Если не использовать расширительный бак, то при нагреве воды давление в трубах возрастёт слишком сильно, это может привести к повреждению труб и отопительного оборудования.

Монтаж мембранного устройства

Гидроаккумулятор этого типа устанавливают там, где имеется минимальная вероятность завихрений теплоносителя, поскольку для нормальной циркуляции водяного потока по контуру используется насос.

Правильное положение емкости

При подключении расширительного бака к закрытой системе отопления обязательно нужно учесть расположение воздушной камеры устройства.

Резиновая мембрана периодически растягивается и затем сокращается. Из-за такого воздействия со временем на ней появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются. После этого мембрану приходится заменять новой.

Если воздушная камера такого бака при установке останется внизу, то давление на мембрану усилится за счет гравитационного воздействия. Трещины появятся быстрее, ремонт понадобится раньше.

Разумнее устанавливать расширительный бачок таким образом, чтобы отсек, заполненный воздухом, оставался сверху. Это позволит продлить срок службы устройства.

Особенности выбора места установки

Существует ряд требований, которые нужно учитывать при установке мембранного расширительного бака:

1. Его нельзя ставить вплотную к стене.
2. Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
3. Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
4. Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
5. Трубы, подведенные к расширительной емкости, при настенной установке также нужно прикрепить к стене, чтобы снять возможную дополнительную нагрузку с патрубка бака.

Для мембранного устройства наиболее подходящим местом подключения считается обратный отрезок магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Теоретически можно поставить расширительный бачок и на подающей трубе, но высокая температура воды отрицательно скажется на целостности мембраны и сроке ее службы.

При использовании твердотопливного оборудование такое размещение опасно еще и тем, что из-за перегрева в емкость может попасть пар. Это серьезно нарушит работу мембраны и даже может ее повредить.

Помимо запорного крана и “американки” рекомендуется при подключении устанавливать дополнительно тройник и кран, который позволит опустошить расширительный бачок перед отключением.

Настройка прибора перед использованием

Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.

Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,2-0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.

В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.

Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.

Бак как дополнительная емкость

Современные модели отопительных котлов нередко уже снабжены встроенным расширительным баком. Однако его характеристики далеко не всегда соответствуют требованиям конкретной отопительной системы. Если встроенная емкость слишком мала, нужно установить дополнительный резервуар.

Он обеспечит нормальное давление теплоносителя в системе. Такое дополнение будет актуальным и в случае изменения конфигурации отопительного контура. Например, когда самотечную систему переделывают под циркуляционный насос и оставляют старые трубы.

Это верно и для любых систем со значительным объемом теплоносителя, например, в двух-трехэтажном коттедже или там, где помимо радиаторов имеется теплый пол. Если используется котел со встроенным мембранным баком небольшого размера, установка еще одной емкости практически неизбежна.

Расширительный бак будет уместен и при использовании бойлера косвенного нагрева. Клапан сброса, подобный тому, что устанавливают на электрокотлах, здесь не будет эффективным, экспанзомат – адекватный выход из положения.