Установка расширительного бака в открытой системе отопления

Что представляют собой расширительные баки в системе отопления

Предназначение расширительных баков

В системе отопления постоянно происходят колебания температуры воды. Это приводит к изменению давления во всех узлах конструкции. Герметичность системы не позволяет избавиться от излишка жидкости. Последствия таких колебаний температуры и давления – выход из строя котла и трубопроводов. Кроме того, это опасно для людей, которые находятся в помещениях с трубопроводами.

Клапан для сброса излишков воды провоцирует появления еще одной проблемы. В систему попадает воздух, нарушается нормальный процесс циркуляции. При снижении температуры потребуется пополнить установку теплоносителем. Это влечет дополнительные затраты и неудобства. Выход из ситуации – расширительные мембранные баки.

Установка расширительного бака способствуют стабилизации работы всей отопительной системы. Конструкция объем и дизайн оборудования зависит от конкретных условий установки.

Конструкция и принцип работы мембранных расширительных баков

Бачок представлен в виде сосуда со встроенной мембраной, изготовленной из резины. Она делит внутреннее пространство на две части. В одной находится сжатый воздух, а другая предназначена для теплоносителя.

Иногда вместо воздуха используют сжатый газ, например, азот. Параметры давления газа представлены в паспорте. Когда система находится в нерабочем состоянии, внутренний объем бака заполнен газом или воздухом. Перед вводом в эксплуатацию устанавливают равновесное давление во всей системе. При изменении температуры носителя, в нашем случае воды, она расширяется и избыток начинает поступать в камеру расширительного бака. Давление в газовой части бака выравнивается с показателями давления в системе.

При больших объемах теплоносителя требуется установить контроль за давлением в камере, где находится воздух.

Внутренняя мембрана бывает:

баллонная, которая в случае выхода из строя подлежит замене. Вода при использовании этого вида мембраны не соприкасается с корпусом бака;
диафрагменная, которая относится к незаменимым и применяется для систем с небольшим количеством теплоносителя.

Преимущества и недостатки мембранных баков

Преимущества мембранных баков:

бутиловые и резиновые мембраны допускаются к использованию в системах с питьевой водой;
качество воды не является препятствием для использования мембранных баков. В случае использования воды с превышением по показателю содержания кальция, мембрану легко сменить;
при подкачке требуется небольшое количество газа или воздуха;
теплоноситель не испаряется. Благодаря этому отсутствуют его потери;
минимальные затраты на эксплуатацию системы;
монтаж не требует больших затрат средств и времени.

Читайте еще: Расширительный бак для системы водоснабжения: принцип работы и выполняемые функции, особенности расчета

Выбор мембранного расширителя

Какую разновидность выбрать (открытого или закрытого типа)

Есть два типа расширительных баков: мембранные (закрытые) и открытые баки.

Рассмотрим отличия и определимся с рациональным выбором.

Расширительный бак с мембраной (закрытый)

При установке этого оборудования требуется манометр, ниппель и предохранительный клапан.

Чтобы избежать вскипания воды, располагайте бак ближе к котлу на обратке. Тщательно закрепите бак. Вес устройства в процессе эксплуатации может меняться в большую сторону.

Открытый расширительный бак

Устанавливают такой бак на самом высоком уровне установки. Часто пользуются чердаком. Бак снабжен переливной трубой для сброса излишков теплоносителя. В случае утечки воды из системы вода из бака автоматически позволяет восстановить прежний объем. Расширитель оборудуют циркуляционной трубой, чтобы исключить замерзание теплоносителя.

Открытые баки используют редко из-за недостатков:

массивная конструкция;
создаются благоприятные условия для процесса коррозии;
нельзя использовать при высоком давлении.

Как определить необходимый объем расширительного бака

Основная характеристика при выборе и установке расширительного мембранного бака – объем. Рассмотрим разные методы, которые используют для определения этого показателя.

Способ 1

Объем бака должен составлять 10% от объема воды используемой в качестве теплоносителя. Метод основан на том, что коэффициент расширения у воды при температуре 100 градусов не переходит границу 0,08. Неточность состоит в том, что не берется в расчет давление в отопительной системе.

Способ 2

Относится к достаточно точным и рекомендуется при выборе расширительного мембранного бака. Формула для расчета:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax))/ Кзап.

Где:

V – количество жидкости в системе;

Bt – коэффициент, учитывающий расширение воды при изменении температуры;

P min – исходное значение давления;

P max – разрешенное давление. Используется при расчете предохранительного клапана;

Кзап. – коэффициент наполнения бака водой. Отражает максимальный объем теплоносителя, который может поместиться в бачке. Для расчета используют таблицу:

Образец расчета:

Количество воды в установке 800 литров;

Bt для воды с температурой 85 градусов составляет 0,034;

Исходное давление – 1,5;

Предельное давление – 5.0;

Величину коэффициента заполнения находим по таблице – 0.58

Объем бака: 0,034*800/ (1 — 1,5/5,0)/0,58 = 67 литров.

Полученный результат умножают на коэффициент резерва равный 1,25.

Полный объем: 67*1,25 = 83,75 л.

Выбираем бак, который по объему близок этому значению.

Допускается пользоваться таблицами. В качестве теплоносителя – вода.

В расчете принимают во внимание все узлы гидросистемы. Параметры берутся из документации по проектированию систем теплоснабжения объекта

Если такая возможность отсутствует, воспользуйтесь следующим способом определения необходимого объема

Читайте еще: Схемы подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения: особенности подсоединения гидробака

Способ 3

Расчет приблизительный, основанный на связи мощности отопительной системы с объемом воды – теплоносителя установки. Один кВт соответствует 15 литрам воды, циркулирующей по трубопроводам установки. Что касается Bt –коэффициента расширения, то он находится по специальным таблицам с учетом состава жидкости. Сейчас в систему вводят теплоноситель состоящий из смеси воды с гликолями. Это повышает эффективность теплоотдачи.

Показатель давления определяют в каждом узле тепловой установки. Допустимое давление принимается по самому большому значению. Именно на это давление настраивается предохранительный клапан.

Мембранные компенсационные баки снабжаются устройствами для контроля и регулирования давления. Для контроля используют манометры.

Как определить диаметр трубы, идущей к расширительному баку

Чтобы не загружать вас излишними формулами, посмотрите видео, где подробно рассказано о том, какие диаметры труб должны быть при установке мембранного расширительного бака в системе отопления:

Монтаж компенсационных ёмкостей

Установка расширительных баков проводится в соответствии с правилами монтажа и зависит от типа отопительной системы.

Открытые системы

Схема установки расширительных бачков в открытых отопительных системах

Главное требование, которое предъявляется к системе обогрева открытого типа – быстрый подъем расширяющегося теплоносителя в верхнюю точку системы и возможность его движения по трубам самотёком. При этом воздух из контура также поднимается вверх. Устанавливая расширительный бак в верхней точке системы, успешно решают оба условия.

Сама компенсационная ёмкость для этого случая представляет собой водяной бак с открытым верхом, в дно которого врезан патрубок для подключения напорной ветки отопления. Монтаж устройства выполняется как сваркой стальных труб, так и соединением полипропиленовых элементов при помощи паяльника

Важно только обеспечить необходимое проходное сечение трубопровода

Закрытая система

Место расширительной ёмкости в закрытой системе отопления

В отоплении с закрытым контуром монтаж расширительного бака требует соблюдения определённых правил:

монтаж допускается проводить только при плюсовой температуре;
подключение расширительного бачка выполняют на прямом участке магистрали перед циркуляционным насосом;
обязательна установка предохранительного клапана в параллель с компенсационной ёмкостью;
при выборе места установки необходимо обеспечить доступ к вентилю бака, предохранительному клапану и запорной арматуре;
минимальный объем расширительного бачка принимают равным 10% объёма теплоносителя.

Современные газовые котлы часто оснащаются расширительными бачками небольшого объёма (6-8 л), поэтому при необходимости подключения отопительного контура большой протяжённости устанавливают дополнительную ёмкость.

Если при работе отопления сброс давления из системы через предохранительный клапан происходит слишком часто, то это значит, что объём расширительного бака недостаточен.

Подготовительные работы

Перед началом работ расширительный бачок надо отрегулировать. Для этого снимают пластиковую крышку с его вентиля, подключают компрессор или насос и по манометру накачивают в устройство воздух, пока давление не поднимется до 1.1 кПа. В процессе эксплуатации придётся провести дополнительную регулировку этого параметра. Давление в напорной магистрали должно быть на 0.1-0.2 кПа выше, чем в компенсационной ёмкости.

Инструкция по установке

Как и в открытых системах, подключение расширительного бачка можно выполнить сваркой металлических или полипропиленовых элементов или металлопластиковыми трубами. Следует сказать, что последний вариант является наименее предпочтительным. Сварка стальных труб, конечно, самое надёжное соединение, но, скорее всего, такой монтаж будет доверен специалисту, следовательно, описывать здесь технологию сварочных работ нет необходимости. А вот соединение полипропиленовыми трубами является достаточно надёжным и доступным для повторения своими руками. О нем и расскажем подробнее.

Котёл отключают от сети, закрывают краны подачи воды к агрегату.
Сливают жидкость из отопительной системы.
Выполняют обвязку бачка. Для этого отрезают трубу необходимой длины, к которой с одной стороны припаивают фитинг «американку». К другому её концу присоединяют фитинг «тройник».
В выбранном месте обратной магистрали врезают тройник с обвязкой.
На патрубок бачка устанавливают предохранительный клапан, а ниже — запорный кран. Такое расположение позволит слить воду для проверки давления в воздушной камере устройства. Места соединений герметизируют паклей или фум-лентой.
Подключают собранную конструкцию к системе.
Отопительную систему заполняют водой, предварительно открыв краны Маевского на радиаторах.
Систему считают заполненной жидкостью при достижении давления 1.2-1.3 кПа.

Установка запорного крана на участке между расширительным баком и отопительным контуром позволит снять устройство для ремонта или замены, не сливая воду из системы отопления.

Установка расширительного бака в закрытой отопительной сети

Монтаж расширительного бака отопления закрытого типа выполняют так, чтобы ниппель воздушной камеры устройства смотрел вниз. Крепление бака-расширителя в закрытых отопительных системах с настенным двухконтурным котлом выполняется с использованием специальных фитингов – «американки». Перед его установкой необходимо установить кран, для проведения ремонта и технического обслуживания.

Перед запуском котлоагрегата проверяют работоспособность бачка, для чего закрывают вход рабочего агента в него. Затем открывают систему, пока давление на манометре не достигнет единицы. После чего открывают вентиль на резервуар, и контролируют показание давления по манометру. Если бак-расширитель функционирует исправно, давление поднимется на 0.2 атм, поскольку из него в систему поступит дополнительная жидкость. Расширительный сосуд закрепляется к стенке. Для того чтобы подключать его, к корпусу прикреплены специальные монтажные планки, с отверстиями для крепежа, положение корпуса устанавливают по уровню.

Подбор модели

После того как будет установлен необходимый минимальный объем расширительного бачка, по каталогам производителей в интернете или магазине сантехнике выбирают нужную модель.

Баки выпускаются стандартных размеров, очень редко, расчетный объем в точности совпадает со стандартным типоразмером. По этой причине, полученный результат округляют в большую сторону.

Например, если нужно выбирать расширитель из модельного ряда «ROZ-NAVI», для примера онлайн калькулятора :

8 л;
12 л;
24 л;
35 л;
50 л.

При расчетном показателе — 18 литров выбирают модификацию ROZ-NAVI 35.

Для больших тепловых объектов, расчетные объемы гидроаккумулятор имеют показатели, когда они не проходят в стандартные двери. В таком случае одну емкость можно заменить на несколько менее объемных, выполнив их соединение последовательно

При этом важно, чтобы их общий объем равняться или был выше расчетного

Способы подключения

При установке расширителя в открытой системе в чердачном помещении придерживаются таких правил:

Бак размещают над котлом по прямому стояку подающей магистрали.
Корпус бака требуется тщательно теплоизолировать.
Должен быть выполнен монтажный перелив в канализацию.

Самым универсальным вариантом установки гидроаккумулирующего бака закрытой системе отопления — включение его на подачу, перед всасывающим патрубком центробежного насоса. Такая схема обеспечивает внутридомовую систему теплоснабжения устойчивым режимом работы.

В закрытых системах отопления, использующих незамерзающий антифриз, объем бака увеличивают на 15% от общего объема, поскольку он имеет высокий коэффициент теплового расширения.

Первый запуск

Для того чтобы правильно выполнить подключение расширительного бака нужно тщательно изучить заводскую инструкцию, в которой прописываются предельные параметры работы по давлению и температуре среды, схема и инструкция подключения.

После выполнения монтажных работ до заполнения емкости рабочей средой, в нее через воздушный ниппель насосом накачивают воздух, и контролирую показания по манометру. Иногда фирма-производители реализуют сосуды, уже заполненные воздухом либо аналогичной средой с рабочими параметрами.

После этого открывают подпиточный вентиль и набирают систему вместе с сосудом до начального давления свыше 0.3 бар от первоначального давления в воздушном секторе. В техдокументации котла обозначено самое низкое давление контурной воды, ниже которого агрегат не сможет включиться.

Далее, запускают котел в работу и нагревают теплоноситель до допустимой рабочей температуры. В процессе нагрева удаляют воздух из сети, и контролируют давление. Останавливают электронасос и открывают подпиточный кран и доводят давление в горячей системе до рабочего показателя.

Заполняем систему снизу

Итак, вернемся к закачке жидкости в систему. Используем емкость подходящего объема (хорошо подходит пластиковая бочка объемом 200 л). Опускаем в нее насос, создающий требуемое для закачки жидкости давление не выше 1,5 атм (типовое значение в диапазоне 1-1,2 атм). Такое давление требует создание насосом напора величиной 15 м (у погружного «Малыша» он достигает 40 м).

Заполнив бочку водой, запускаем насос, следя за уровнем жидкости, должным располагаться выше его входного патрубка для предотвращения «завоздушивания». Уровень снижается – доливаем воду. Закачивать антифриз следует из емкости меньшего объема (ведра), чтобы не погружать в жидкость корпус погружного насоса (и потом не мыть) – достаточно погрузить входной патрубок. Доливать антифриз придется часто, отключая периодически насос.

Заполнение системы выполняется при открытых кранах Маевского на установленных радиаторах отопления с подставленными емкостями для сбора воды. Когда жидкость пойдет из всех воздухоотводчиков, закрывают краны, продолжая процесс закачки.

Контролируем давление по манометру (подойдет прибор котла). Когда его величина превысит гидростатическое, равное давлению в столбе жидкости высотой от нижней до верхней точки системы (высота 5 м дает статическое давление 0,5 атм), продолжаем заполнять систему, отслеживая по манометру момент достижения давлением требуемой величены.

Закачивание антифриза насосом «Малыш».

Заполнив систему, выключаем насос, открываем воздушные краны (давление неизбежно упадет), после чего подкачиваем воду. Процесс повторяем несколько раз, вытесняя воздушные пузыри.

Завершаем заполнение осмотром системы на наличие подтеканий. После выключения насоса в шланге, подсоединенном к выходному патрубку, жидкость находится под давлением. Если закачивался антифриз, сначала отсоединяем шланг от входного патрубка насоса и сливаем жидкость в емкость, стараясь не облить корпус механизма.

Необходимость наличия группы безопасности

В закрытой системе отопления, где установлен расширительный бак, для постоянного контроля над его работой потребуется обязательная установка манометра. Особенно группа безопасности актуальна в том случае, если место, выбранное для установки расширительного бака, не позволяет вести постоянное визуальное отслеживание за его работой.

А также для регулировки давления обязательно наличие предохранительного клапана с функцией «подрыва» (самооткрывания). Она позволит с некоторой периодичностью проверять работоспособность этого элемента, исключая вероятность его залипания.

Установка расширительного элемента

Котельное оборудование рассчитано на работу при определенном напоре воды. Это значит, что в расширительном бачке для его нормальной работы тоже должно быть определенное давление. Оно поддерживается воздухом или азотом, которым наполнен корпус. Закачка воздуха в емкость происходит на заводе. Во время монтажа необходимо следить, чтобы воздух не был выпущен. В противном случае прибор не сможет функционировать.

Давление отслеживается с помощью манометра. Бегающая стрелка прибора говорит о том, что воздух вышел из расширителя. В целом такая ситуация не является серьезной проблемой, поскольку воздух можно накачать через ниппель. Средние показатели напора воды в баке — 1,5 атм. Тем не менее они могут не подходить для конкретной системы. В этом случае давление нужно регулировать самостоятельно.

Нормальные показатели — на 0,2 атм. меньше, чем в системе. Категорически не допускается превышение давления в расширительной емкости по сравнению с этим показателем в сети. В подобных ситуациях увеличившийся в объеме теплоноситель не сможет зайти в резервуар. К трубопроводу бачок подключается через присоединительный размер.

Важно не только правильно подключить резервуар расширения, но и грамотно выбрать место для его установки. Несмотря на то, что современные модели, могут быть смонтированы в любом месте, специалисты советуют устанавливать этот элемент системы на обратке между котлом и насосом

Для обеспечения ремонтопригодности конструкции на трубе, через которую подключается емкость расширителя, устанавливается шаровой кран. В случае выхода оборудования из строя запорная арматура позволит снять его без откачки теплоносителя из системы. Во время работы системы кран обязательно должен быть открыт. В противном случае в ней резко возрастет давление, и она даст течь в своем самом слабом месте.

Установка в котельной

В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя устанавливаются бачки других типов. Такой резервуар — это открытая емкость, как правило, сваренная из листовой стали. Устанавливать его необходимо в самой высокой точке инженерной сети.

Принцип действия такого элемента очень прост. По мере увеличения в объеме жидкость вытесняется из труб, поднимаясь по ним вместе с воздухом. Охлаждаясь, теплоноситель возвращается в трубопровод под действием гравитационных сил и естественного давления воздуха.

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.