Расширительный бак системы отопления: устройство, расчет и подбор лучшего варианта

Обслуживание расширительного бака

Нельзя преуменьшать роль такого устройства, как расширительный бачок системы отопления инструкция этого прибора предоставляет перечень правил его обслуживания. К ним относят:

  • Один раз в полгода необходимо проверять бак на внешние повреждения – коррозию, вмятины, подтеки. Если вдруг такие повреждения найдены, то обязательно нужно устранить их причину.
  • Один раз в полгода нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю.
  • Один раз в полгода проверяется целостность мембраны. В случае обнаружения ее нарушения нужно заменить ее (если такая возможность предусмотрена).
  • Если бак не будет использоваться долгое время, то нужно держать его в сухом месте, слив из него воду.

Далее о том, как проверить расширительный бак отопления – его начальное давление газового пространства. Для этого следует отключить бак от отопительной системы, дренировать с него воду, к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже, чем то, которое было установлено тогда же, когда происходила настройка расширительного бака для отопления – через этот же ниппель бак нужно накачать компрессором.

Показания манометров при правильной работе расширительного бака

Проверка целостности мембраны – это тоже важный момент. Если вдруг во время проверки давления газового пространства после того, как вы дренировали воду, через дренажный кран идет воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного – то мембрана пробита.

Чтобы заменить мембрану, нужно пройти несколько этапов. Первым делом, бак отсоединяется от отопительной системы, затем его нужно дренировать. Далее давление газовой полости сбрасывается через ниппель. Фланец мембраны демонтируется. Находится он в области патрубка для соединения с трубами. Мембрана, входящая в устройство расширительного бака для отопления, извлекается из отверстия внизу корпуса.

Затем нужно проверить внутреннюю часть корпуса, чтобы там не было загрязнений и коррозии, если они есть – нужно их удалить и промыть водой, после чего высушить. Чтобы убрать коррозию, нельзя использовать средства, включающие масла! Держатель мембраны вставляется в отверстие вверху мембраны. Болт вворачивается в держатель мембраны, она ставится в корпус, а держатель отводится в отверстие в дно корпуса. Затем держатель фиксируется гайкой. После этого на корпус ставится фланец мембраны.

Любая современная система отопления не «представляет» своего существования без надежного компенсатора теплового расширения теплоносителя в ней — расширительного бака.

Практический расчет расширительного бака для отопления довольно прост — необходимо «вооружиться» несколькими формулами и определиться с исходными рабочими параметрами системы.

Сейчас эффективно используются расширительные баки закрытого типа. Открытые варианты этих функциональных устройств использовались преимущественно в системах с естественно циркулирующим теплоносителем. Они имеют значительные габариты и низкую эффективность. Поэтому постепенно применение такого типа баков сходит на «нет».

Баки закрытого типа конструкционно представляют собой герметичную емкость цилиндрической или «таблетированной» формы.

Мембранный расширительный бак «таблетка»

Мембранный расширительный бак

Внутри бак разделен мембранной перегородкой на воздушную и жидкостную камеры — это бак диафрагменного типа. Также возможно конструкционно использование внутри бака «балонной» эластичной камеры из термостойкой резины.

Схематическое устройство расширительного бака

Принцип действия основан на расширении объема теплоносителя в жидкостном отсеке, который приводит к деформации эластичной перегородки (баллона). Уменьшение объема воздушной камеры приводит к повышению давления воздуха (газа) в ней. Превышение допустимого давления приводит к срабатыванию предохранительного клапана. Такова упрощенная схема действия этого бака.

Но нормальное и безопасное функционирование системы возможно только при правильном расчете расширительного бака для отопления. Игнорирование или неграмотный расчет объема расширительного бака приведет или к недостаточному давлению в системе, или к превышению давления в ней и аварийному сбросу избытка теплоносителя.

Нормативные требования к расширительным бакам

Норматив СП 41-101-95

Расширительные баки должны быть цилиндрической формы. Для баков с внутренним диаметром корпуса до 500 мм должны приниматься плоские приварные или эллиптические днища, а при диаметре более 500 мм только эллиптические.

Расширительные баки должны быть оборудованы предохранительными клапанами.

Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10 %, а при расчетном давлении до 0,5 МПа – не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.

Норматив СП 31-106-2002

Для компенсации температурных расширений теплоносителя в независимых системах отопления следует предусматривать расширительные баки.

В системе водяного отопления с искусственным побуждением циркуляции теплоносителя могут использоваться открытые или закрытые расширительные баки, располагаемые в помещении теплогенератора. Рекомендуется применять расширительные баки диафрагменного типа с тепловой изоляцией.

Требуемая вместимость бака устанавливается в зависимости от объема теплоносителя в системе отопления.

Норматив СП 41-104-2000

Для приема излишков воды в системе при ее нагревании и для подпитки системы отопления при наличии утечек в автономных котельных рекомендуется предусматривать расширительные баки диафрагменного типа.

Норматив СП 41-102-98

Не допускается применение металлополимерных труб для расширительного, предохранительного, переливного и сигнального трубопроводов.

СНиП 2.04.01-85

Водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также баки-аккумуляторы необходимо изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой. При этом для внутренней антикоррозионной защиты надо применять материалы, разрешенные Главсанэпиднадзором России. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету.

Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха.

Запас воды в баках-аккумуляторах, устраиваемых в бытовых зданиях и помещениях промышленных предприятий, следует определять в зависимости от времени их заполнения в течение смены, принимаемого при числе душевых сеток: 10–20 – 2 ч; 21–30 – 3 ч; 31 и более – 4 ч.

В следующей статье я расскажу об обратном клапане.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Каким образом происходят перепады

Возможные варианты:

  • повышение;
  • понижение.

Оба процесса взаимосвязаны. Увеличение давления в контуре означает, что теплоносителю некуда деваться после того, как он увеличился в объёме. Одной из причин, не единственной, может быть неправильный расчет расширительного бака для отопления закрытого типа. Каким образом это происходит на практике? Возьмем, к примеру, контур,  вмещающий сто литров теплоносителя:

  • в системе находится сто литров холодной жидкости;
  • включается котел и нагревает теплоноситель;
  • вода расширяется и ее становится уже не сто, а приблизительно сто пять литров;
  • лишняя жидкость должна куда-то деваться. Для этого в контуре установлен расширительный бачок;
  • после того как теплоноситель остыл, его в контуре стало не хватать, так как часть вытиснилась в бачок. Соответственно, воду в трубы надо вернуть, что и происходит, если все хорошо.

Перепады давления

Если же объем расширительного бака для закрытой системы отопления меньше необходимого, то вся жидкость, которая не вместилась, будет выведена наружу. В контуре предусматриваются специальные клапаны, которые выбрасывают теплоноситель в том случае, если давление повышается до критического уровня. Такими клапанами оснащены и современные котлы. Это необходимое условие для безопасной эксплуатации отопления. Повышение давления может привести даже к взрыву. Представьте себе последствия, когда трубы просто разрывает и горячая вода летит во все стороны. Помимо того, что можно получить травму от удара, такое чрезвычайное происшествие грозит ожогами находящимся поблизости людям и животным.

В дальнейшем, после остывания, вода уменьшается в объёме. Жидкость из бака вытесняется обратно в трубы, но теплоносителя все равно не хватает. Это потому что выведенная вода наружу не вернулась, она ушла безвозвратно. В результате давление в контуре резко падает. Это приводит к следующим результатам:

  • остановка котла. У нагревателей есть определенный порог минимального давления, при котором он может работать. Если это значение не выдерживается, он просто не может включиться, автоматика не позволяет это сделать;
  • размораживание системы. Если остановка отопительного оборудования произошла зимой, а вы не дома, может произойти серьезная авария. Система замерзнет за несколько часов, в зависимости от уровня теплоизоляции вашего жилья;
  • необходимость подпитки. Надо подлить недостающее количество воды в контур.

Это результаты грубых ошибок, допущенный при расчете расширительного бака для отопления, или если вы понадеялись на резервуар, встроенный в котел.

Бывает и так, что бак полностью заполняется, давление продолжает расти, но не доходит до критического уровня. Стрелка манометра балансирует на грани рабочего максимума контура, при этом все функционирует. Таких случаев не счесть. Люди очень часто задают вопросы по поводу таких вот перепадов. Конечно, такие процессы их волнуют, так как они не являются нормой. При таких повышениях контур работает в экстремальных условиях, что приводит к его скорейшему износу. Также такие процессы неблагоприятно влияют на котел, а он денег стоит и не малых.

Физические свойства воды

Одно из физических свойств воды – практически нулевая способность сжиматься. Это значит, что при попытке уменьшить её объём (то есть сжать) происходит резкое увеличение давления.  А ещё вода (как и другие материалы) может увеличивать свой объем при нагревании. Это свойство называется термическое расширение. У воды оно начинается уже при температуре +4°C. Впрочем, при понижении температуры ниже этой отметки вода тоже начинает расширяться. Это явление называют парадоксом воды. При температуре в +4°C вода имеет наибольшую плотность: вес 1 л = 1 кг. Однако для систем отопления этот парадокс не важен, потому что температура воды, подаваемой котлом в радиаторы, значительно выше.Увеличение объёма воды при нагревании. Фото с сайта agrovodcom.ru Возьмём ёмкость с переливом, который ограничивает объём, равный 1000 см³. Нальём в неё 1 л воды, имеющей температуру +4°C, а затем приступим к нагреву. Плотность воды начнёт уменьшаться, а объём – увеличиваться.  Так как перелив ограничивает известный объём, излишек воды выльется. При нагреве от +4°C до +90°C (обычная температура воды в системе отопления) этот излишек составит 39,95 см³ (или 34,7 г). Именно этот процесс и происходит в системе отопления, когда котёл нагревает воду.

Производим точный расчет

Для того чтобы узнать какой именно бачок подойдет для вашего жилища можно воспользоваться следующей формулой:

V=vi*e:d.

Теперь расшифруем ее:

  • Vi — значение суммарного объемом системы отопления, которое выражается литрах;
  • e — коэффициент, присутствующий у расширения жидкости, который выражается в процентах;
  • d — значение эффективности расширительного бака.

Чтобы узнать параметр Vi, нужно произвести несложные расчеты. Принято, что 1 кВт = 150 л. А это значит, что если мощность системы отопления, например, составляет 7 кВт, то тогда весь ее объем будет равен 1050 литров (150+7). Соответственно значение Vi составит 1050 л.

Схема подключения расширителя.

Чтобы рассчитать коэффициент расширения жидкости, нужно учитывать, что каждые 10 градусов увеличивают объем теплоносителя на 0,3%. При его максимальной температуре (95 о С) расширений составляет порядка 4%, а значит, нужно будет брать значение равное 0,04.

Теперь нужно получить эффективность расширительного бака. Для расчета данного параметра используется следующая формула:

d=(pv-ps)/(pv+1).

Она расшифровывается следующим образом:

  1. Рv -максимальное давление, присутствующее в системе отопления (в загородных домах оно обычно составляет 2,5 бар).
  2. Рs — давление зарядки, которое имеется у мембранного расширительного баска (его параметр равен обычно 0,5 бар).
  3. Соответственно d при таких значениях составит 0,58 ((2,5-0,5)/(2,5+1)=0,58).

Теперь нужно подставить все полученные значение в имеющуюся формулу, чтобы понять какой объем должен быть у расширительного бака. Тут получается следующее:

V=1050*0,04/0,58=72,4.

Схема отопления с естественной циркуляцией.

Соответственно, подбор расширительного бака должен осуществляться на основе данного параметра. При этом следует немного округлить его и прибавить несколько литров. Таким образом, вместительность должна составить 75-78 литров. Такой бачок отлично подойдет для системы отопления вашего дома. Его емкости будет достаточно, чтобы производить регулирование давления и количества теплоносителя в трубах и батареях.

Как видно, выполнить правильный расчет объема для расширительного бака по данной формуле несложно. Конечно, нужно учесть ряд важных параметров, значение которых можно узнать в ходе вычислений, но произведя их, вы сможете получить наиболее точные цифры. На основе их можно выполнить расчет с минимальными погрешностями.

Как произвести расчет?

Как указывалось выше, любой расширительный бачок, используемый для отопления открытого типа, отличается простотой конструкции, изготовления. А расчет габаритов такого изделия не более сложен.

Для чего можно воспользоваться формулами или же способом, заключающемся в приблизительном подсчете рабочего объема резервуара.


Пример использования формулы для вычисления нужного объема резервуара. Исходя из реального объема воды, циркулирующей в контуре, вычисляют лишь его увеличение при нагревании до определенной температуры, округляя в большую сторону. Затем складывают полученный результат с объемом теплоносителя в отопительной системе и добавляют произвольное количество литров «про запас»

В реальности же, чтобы определить необходимую вместительность бака, владельцы небольшого дачного домика формулы используются крайне редко. Чаще всего вычисляют приблизительный объем расширительной емкости, к которому для страховки можно добавить любое количество литров.

Причина: в случае с открытыми баками лишние объемы влияют на стоимость не существенно, а в ряде случаев к удорожанию вообще не приводят.

В результате весь расчет емкости сводится к определению 10% от объема всего теплоносителя, которые должны быть его минимальным значением расширительного бака.

Проще всего это сделать в момент проектирования и создания системы отопления, когда известны все параметры радиаторов, труб и других элементов конструкции или их легко узнать, выполнив измерения. А затем просто сложив объемы всех комплектующих.


Хотя открытые расширительные резервуары и системы, для которых они предназначены, давно изжили себя, но доступность, а главное высокая автономность делают их востребованными в условиях далеких от идеальных. К примеру, если есть проблема со стабильными поставками электроэнергии или владельцы помещений не проживают там постоянно

Если исходные данные неизвестные, то самым практичным способом исчислений является опытный. Для чего нужно слить всю воду из системы, а затем заполнить ее теплоносителем по новой.

При этом должен производиться замер, что можно делать с помощью счетчика или при использовании тары известного объема. После чего останется узнать нужные 10% объема теплоносителя, которые служат ориентиром при изготовлении или покупке бака.

Необходимо ли ставить добавочный расширительный бачок

Добрый вечер вопрос монтаж бани а конкретно котёл двухконтурный настенный газовый

24 квт Волф. Я убеждаю народ что необходим добавочный расшерительный бачок на систему обогрева литров так на 12-14 кроме встроенного 8л у нас там 1-от котла подача и обратка к колекторной группе на 6 выпусков для пола с подогревом общая квадратура пола с подогревом 70 кв метров и ГВС и ХВС скажите Я же прав. Евгений

Нужный объём расширительного бачка формируют расчётом:

VL – полная ёмкость отопительные системы (объём носителя тепла в котле, отопительных приборах, трубах, змеевике бойлера и теплоаккумуляторе), л;

Е – показатель увеличения жидкости, %;

D – результативность мембранного расширительного бачка.

Со своей стороны, D = (PV – PS) / (PV + 1)

РV – максимальное рабочее давление (для приватного дома средней площади в принципе достаточно 2,5 бар);

PS – давление зарядки расширительного гидроаккумулятора, м (0,5 бар = 5 метров, применяем значение статического давления, оно устанавливается разницей между верхней отметкой отопительные системы и уровнем установки бачка).

Так как мы не знаем ни параметров вашей отопительные системы, ни диаметра труб пола с подогревом и их шага, сделать точный расчёт необходимого объёма расширительного бачка возможным не представляется.

Длину каждого отопительного контура можно поставить по обозначениям на подающей и отводящей трубах, подсоединённых к гребёнкам. Во время изготовления на них наноситься маркировка в метрах. Отняв от большего значения меньшее, узнать можно длину петли. Зная общую протяжённость всех труб и их диаметр, можно определить объём жидкости в них. Кол-во носителя тепла, которое вмещает котёл, отмечено в его техническом паспорте. Если есть теплоаккумулятор, нагреватель воды, данные также необходимо взять из инструкции к оборудованию. Про отопительные батареи вы не упоминаете, однако, если они есть, также необходимо высчитать объём жидкости как в приборах теплоснабжения, так и в подводящих трубах. Сложить полученные цифры, это будет общая ёмкость системы. Зная её, вы сумеете высчитать объём расширительного бачка своими силами.

Необходим ли добавочный расширительный бачок и какой обязан быть его объём, весьма и весьма примерно можно подумать, исходя из мощности котла. При отсутствии добавочного теплоаккумулятора, в циркуляционной системе обогрева в среднем приходится:

  • для конвекторной разводки — 7 литров на 1 кВт мощности котла;
  • для радиаторной — 10,5 л/кВт;
  • для полов с подогревом — 17 л/кВт.

В нашем случае, исходя из вашего описания, примерный объём системы — 17 л/кВт х 24 кВт = 408 л.

Для приблизительного подсчёта образно говоря примем значения следующих показателей: PV = 2,5 бар; PS = 0,5 бар (высота от верхней точки до бачка 5 м); E = 0,029 (вода, 70 ?С).

Считаем по формулам:

D = (2,5 – 0,5) / (2,5 + 1) = 0,285

V = (408 x 0,029) / 0,285 = 41,5 л

Приобретаем: добавочный расширительный бачок

обязан иметь объём 41,5 – 8 = 33,5 литра. При подборе между меньшим и большим по объёму вариантом лучше взять больший — 40 л, а не 30 л.

Вы, Евгений, разумеется, правы: добавочный расширительный гидроаккумулятор в таком случае обязателен. Прикидка, проведенная «на глазок», красноречиво об этом говорит. Однако объём расширительного бачка, также как и прочие параметры системы, просят достаточно точного расчёта, в другом случае теплоснабжение будет работать нестабильно и недостаточно экономично.

Опишите собственный вопрос по возможности по подробнее и наш специалист даст ответ на него

здравствуйте уменя стоит газовый

настеныйкотел унего в середине собственный расшеритель есть можно ли установить допалнительный расшерительный бак

Расчет расширительного бака для закрытого типа отопления

Специальные емкости применяют для компенсации увеличения теплоносителя при повышении температуры. В закрытой системе отопления устанавливают мембранный бак.

Мембранный бак для закрытой системы

Ниже приведены особенности типовой конструкции с назначением типовых функциональных компонентов:

  • гибкая герметичная перегородка делит рабочий объем на две части;
  • одну – через патрубок подсоединяют к магистрали теплоснабжения;
  • в другую закачивают под необходимым давлением воздух;
  • для создания корпуса применяют устойчивые к процессам коррозии материалы;
  • фиксацию в горизонтальном положении крупных моделей обеспечивает подставка.

Мембранный расширительный бак устанавливают в любом удобном для пользователей месте. Следует обеспечить удобство доступа для обслуживания. С помощью встроенного штуцера с клапаном добавляют (стравливают) воздух, создавая необходимое давление.

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления начинают с определения количества жидкости в системе. Самые точные данные можно получить на стадии заполнения. Также применяют последовательное сложение емкостей трубопроводов, радиаторов, иных компонентов.

Чтобы рассчитать общий объем теплоносителя быстро, профильные специалисты часто применяют ориентировочные пропорции.

Ниже приведены значения (в литрах) на 1 кВт мощности котла при подключении разных видов оборудования:

  • стальные конвекторы (6-8);
  • алюминиевые, чугунные радиаторы (10-11);
  • теплый пол (16-18).

Если для отопления частного дома применяют комбинацию из разных нагревательных приборов, берут 15 л/ 1 кВт. При мощности газового котла 7,5 кВт получится следующий результат вычислений: 7,5*15=112,5 л.

Подходящие размеры расширительного бака для отопления закрытого типа зависят от нескольких параметров:

  • суммарного объема водопровода и подключенных устройств;
  • типа теплоносителя;
  • максимального давления;
  • температурного режима.

При заполнении отопительной системы водой происходит увеличение объема на 4% в процессе повышения температуры от 0 С до +95 С. Для предотвращения замерзания в зимний период теплоноситель дополняют этиле
нгликолем.

Такая смесь расширяется на 10% больше по сравнению с рассмотренным выше примером (на 4,4%). Аналогичные поправки делают при монтаже холодоснабжения.

В сводной таблице представлены коэффициенты расширения воды (смеси).

Эти данные помогут сделать точный выбор расширительного бака:

Концентрация этиленгликоля в %Температура теплоносителя, °С
206080100
0,000130,001770,01710,02900,0434
200,00640,0080,02320,03490,0491
400,01280,01440,02940,04070,0543

Расчет расширительного бака для отопления (О)выполняют по формуле О = (Ос х Кр) / Э, где:

  • Ос – суммарный объем функциональных компонентов;
  • Кр – поправочный коэффициент (из таблицы для определенного состава теплоносителя);
  • Э – эффективность бака.

Последнюю позицию вычисляют следующим образом Э = (Дс-Дб)/ (Дс+1), где Д – это давления:

  • Дс – максимальное в системе ГВС (норматив для частных домов 2-3 атм);
  • Дб – компенсирующее, которое принимают равным статическому (0,1 атм на каждый метр высоты строения).
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий