Как выбрать расширительный бачок для закрытой системы обогрева
Как выбрать расширительный бачок для системы обогрева
В состав каждой системы отопления входит ряд компонентов, без которых ее хорошее функционирование невозможно. Один из подобных элементов – расширительная емкость, о ее назначении и устройстве будет рассказано в этой публикации. Также мы будем рассматривать, как выбрать расширительный бачок для отапливания приватизированного дома.
Зачем нужен расширительный бачок?
Еще из школьного курса физики каждый прекрасно знает, что любое тело при нагреве становится шире, а жидкость и газ становятся больше в объеме. В отличии от газа жидкость – среда несжимаемая и если ее подогревать в закрытом сосуде, каковым считается и бачок для котла, то это приводит к росту давления в середине него, так как увеличиваться ей некуда. В результате может случиться разрыв стенок резервуара.
Представьте тепловой носитель, нагреваемый в трубопроводах от температуры 20 ?С до 80 ?С. Если не установить расширительный бачок в отопительной системе, то при нагревании жидкой среды давление в сети сильно возрастет и вода может прорваться наружу в самом слабеньком месте. Отлично, когда есть клапан для предохранения безопасности. Через него и уйдет ненужная вода, так как больше ей деваться некуда. При отсутствии клапана тепловой носитель просто прорвется наружу на каком-нибудь из соединений.
Расширительный бачок необходим для установки растущего в объеме носителя тепла, когда он нагревается. При этом во время охлаждения он возвращается назад в систему.
В случае когда воду сбрасывает клапан для предохранения, то после того как остынет вернуть ее назад он не может и запустит на свободное место воздух. Это приводит к появлению воздушной пробки, а она не даст системе хорошо работать.
Типы баков расширительных
Снаружи расширительные бачки для отапливания могут разниться по форме и габаритам, определяемым расчетом. В большинстве случаев это резервуар, подключенный к системе отопления при помощи одной трубы. Однако, у различных типов емкостей есть конструктивные отличия, да и используются они в различных случаях. Чтобы выбрать правильно бачок, нужно понимать эти отличия, благодаря этому сначала представим список существующих видов:
- открытого типа;
- закрытые, снабженные мембранной тканью.
Примечание. Еще существуют закрытые расширительные сосуды без мембранной ткани, но использовать их очень не рекомендуется. Ниже мы попробуем объяснить почему.
Емкости открытого типа
Эти баки используются для открытой системы обогрева (иначе — гравитационной, самотечной) и собой представляют металлический резервуар с открытым верхом свободной формы. К части сверху стенки размещенной сбоку приварен отрезок трубы для присоединения шланга или трубы перелива, тепловой носитель к бачку подводится снизу. Компонент ставится выше всей системы на подающем трубопроводе, в основном, на чердаке дома.
Примечание. Говоря правильным техническим языком, открытая система – это та, из которой прямо отбирается вода на нужды ГВС. В личных домах она не применяется, только в централизованных сетях. Открытой неправильно называют схему с конвективной циркуляцией носителя тепла.
Любой бак расширительный для отапливания открытого типа исполняет 2 функции:
- служит для компенсации увеличения носителя тепла;
- создает убирание воздуха из системы, так как его верх сообщается с атмосферой.
Здесь заключается его преимущество, но оно не единственное. Открытая емкость может удачно и долговечно служить также и в системах с циркуляцией принудительного типа, так как устройство бачка очень обычное, там нечему ломаться. Но, и минусов у него много:
- бак, установленый на чердаке, просит эффективного утепления;
- на протяжении сезона нужно регулярно следить за уровнем воды в бачке и вовремя его пополнять;
- тепловой носитель регулярно насыщается кислородом из атмосферы, отчего быстрее корродируют детали из металла котла;
- дополнительный потребление материалов и трудности при установке.
Простой расчет расширительного бака для системы отопления
Закрытый гидроаккумулятор
Очень современный закрытый расширительный бачок – это сосуд формы цилиндра со встроеной в середине резиновой мембранной тканью. Применяется в схемах с циркуляцией принудительного типа носителя тепла и монтируется в помещении топочной. Подвод носителя тепла выполняется также снизу, сверху аппарата поставлен гарантийный золотник для воздушные закачки.
Резиновая мембранная ткань (в простонародье – «груша»), которой снабжен закрытый расширительный бачок системы обогрева, бывает 2 видов:
- в виде диафрагмы;
- баллонного типа.
Примечание. Емкости некоторых изготовителей имеют снимающуюся «грушу», что позволяет ее заменить при появлении трещин.
Форма мембранной ткани особенного воздействия на работу аппарата не оказывает, хотя в баке второго типа помещается чуть больше воды. С другой стороны от «груши» закачан воздух (порой – азот) под конкретным давлением, его стоит настраивать под каждую систему персонально. Все закрытые баки расширительные работают одинаково просто: при нагреве носителя тепла давление в сети растет, мембранная ткань тянется и запускает воду в середину бачка. При остывании все течет в обратном порядке.
Герметичный бак расширительный для настенного котла газового очень часто вмонтирован в середину теплогенератора, так как обладает малыми размерами. Более того, аппарат не сообщается с атмосферой и диффузия кислорода в тепловой носитель полностью исключается. Слабенькое место подобных баков – мембранная ткань, срок ее службы не часто дотягивает лет 10, и не всегда можно ее поменять.
Есть и 3-ий вид компенсационных устройств — вакуумный бак расширительный для отапливания закрытого типа без «груши». В продаже их отыскать не так уж и легко, да и нет смысла, так как подобная конструкция – самая плохая. Роль мембранной ткани в емкости играет сам воздух, что приводит к его энергичной диффузии в воду, а это непозволительно. И затем, уровень в емкости будет все время увеличиваться, в результате возместить увеличение станет некуда.
Советы по выбору
Если в доме предполагается или уже установлена схема с конвективной циркуляцией, то расширительный бачок открытого типа – конкретно для вас. Мудрить с вакуумным баком тут не стоит, не забывайте, что вода в подобной системе двигается исключительно за счёт разницы удельного веса и аппарат может не сыграть собственной роли. Открытый сосуд можно приобрести, а можно и сделать своими силами, основное, — правильно сделать объемного расчет расширительного бачка, о чем мы поведаем ниже.
С вакуумными мембранными сосудами обстоит дело немногим труднее. Есть одно предостережение: очутившись в магазине среди большинства таких изделий, не перепутайте бак для отапливания с гидроаккумулятором для водообеспечения. Снаружи они аналогичные, даже цвет может быть одинаковым, так что выбор бачка по этому признаку исключается. Выделяются резервуары по надписи на шильдике, для отапливания указана температура работы до 120 ?С и давление до 3 Бар. На мембранном баке, естественно, до 70 ?С и давление до 10 Бар.
Совершая выбор, еще необходимо обращать свое внимание на возможность замены «груши» на случай ее выхода из строя. Размер аппарата выбирается по результатам расчета бачка закрытого типа.
Расчет расширительного бачка
В технической литературе и в интернете можно отыскать много методик, по которой исполняется расчет расширительного бачка для системы обогрева с естественной и циркуляцией принудительного типа носителя тепла. Но в своем большинстве они содержат множество тяжелых формул с привязкой к мощности котла и иным показателям. Вы не совершите ошибку, если воспользуетесь очень простым способом определения объема бачка.
Способ построен на утверждении, что кол-во воды в системе при высоком нагреве возрастет не больше, чем на 5%. Другими словами, в первую очередь высчитываете водный объем так:
- кол-во носителя тепла в котловом баке – по паспорту;
- водный объем в трубопроводах – по формуле площади круга находите площадь поперечного сечения каждой трубы и умножаете ее на длину;
- вместительность отопительных приборов – тоже по паспорту на изделие.
Просуммировав результаты, совершаете выбор и расчет расширительного бачка с запасом, взяв не 5, а 10% от получившейся суммы. Это и станет его вместительность.
Заключение
Высчитать объем и подобрать бачок закрытого типа очень просто, остается только правильно его установить. Это тоже можно сделать своими руками, руководствуясь инструкцией, прилагаемой к изделию.
Обзор расширительных бачков для системы отопления
Для регуляции давления в системах водообеспечения и, например, в отопительных, используют расширительный бачок. Такой элемент принимает лишний объем жидкости и аналогичным образом понижает давление. Устройства такого типа делятся на закрытые и открытые. Первый вид можно сделать своими руками, а при работе оценить через него наличие воды и компенсировать ее дефицит. На смену ему пришёл закрытый или расширительный гидроаккумулятор. Он исключает попадание в тепловой носитель чужих примесей, к примеру, кислорода, вызывающего быструю коррозию, имеет маленький объем и не просит добавочного утепления. Монтируется в любом месте, совсем не нужно на пол — есть, например, мембранные подвесные бачки (до 30 л) для отопительных систем.
- Виды: устройство и функционирование
- Цены
- Как подобрать бачок
Как это работает
Материал корпуса — сталь, покрытая полимерной краской. Данные отопительные агрегаты в большинстве случаев в красном цвете (реже — белого), для систем водоподачи — синего. В середине размещается резиновая прослойка-мембрана, которая делит полость на газовую и жидкостную емкости. Она делается из технической резины для закрытых отопительных систем или пищевой настоящей — для питьевого снабжения водой.
Тепловой носитель при нагревании становится больше в объеме — на этом построен рабочий принцип расширительных бачков в отопительной системе. Избыток воды проникает в устройство, при этом газ (воздух или инертный типа азота) с другой стороны мембранной ткани сжимается. При охлаждении он вновь становится шире и давлением на мембранную ткань отправляет жидкость в трубы. Мембранная ткань может порваться при резком скачке этого параметра. Риск исключают за счёт клапана предохранительного. Он определяет давление при помощи прибора для определения величины давления и выключает систему при критических значениях (в личных домах это в большинстве случаев 3,5–4 бар).
По варианту крепления мембранной ткани разделяют на:
- незаменимые диафрагменные;
- заменяемые баллонные.
Первые «раскатуют» по внутренней стенке, а не растягивают. В середине корпус мембранного расширительного бачка данного типа покрыт составом против ржавчины, в виду взаимные действия с жидкостью. По такой технологии делают маленькие изделия, они относительно не дорого, но выполнены из более долговечных материалов. Заменяемый баллонный прикрепляют к верхнему фланцу. Он имеет форму груши, которая при заполнении водой, увеличиваясь, опирается на стены бачка, одинаково распределяя давление. Для систем значительного объема их прикрепляют к нижнему и верхнему фланцам, что обеспечивает кроме указанного выше так же и неподвижность мембранной ткани.
Через жидкостную емкость при помощи штуцера (отрезка трубы) выполняется подключение гидроаккумулятора к закрытой системе отопления. А со стороны газовой размещен ниппель чтобы провести измерения давления, через который закачивают газ. Конструкция бачка позволяет устанавливать его в теплогенерирующей установке, хотя можно подобрать и другой участок системы. Между котлом и устройством не должна находиться арматура запорная или сужение водомерного узла. Основные критерии выбора места установки: отсутствие вибрации, ударов и осадков.
Стоимость бачков
Приобретая определенную модель, необходимо знать, в каких условиях она будет использоваться. Естественно, стоимости на расширительные бачки для отапливания или водообеспечения меняются, в зависимости от производителя, объема и типа крепления мембранной ткани, диапазона рабочих температур и давления. Очень популярными компаниями-изготовителями аналогичного оборудования являются Reflex (Германия) и Wester (Российская Федерация).
Reflex представляет серии N (теплоснабжение) и D (водообеспечение), с очень маленьким объемом 12 л, рабочей температурой –10…+70 °С и давлением 6 или 10 бар, при высоком содержании гликоля в тепловом носителе (50 %). Примерно, продукция данной фирмы обойдется от 1 500 рублей за 12 л, до 80 000 за 1 000 л линейки N (с диафрагмой); от 2 500 до 90 000 рублей при подобных параметрах за модели серии D (с фланцевой мембранной тканью).
Фирма Wester предлагает линейки WRV для отопительных систем (на 5 или 10 бар) и WAV/WAO для водообеспечения (10 бар) при диапазоне рабочих температур 0–100 °С. Цена WRV будет составлять от 950 рублей за 8 л, до 80 000 рублей за 1 000 л; WAV/WAO — от 750 до 77 000 рублей за подобные объемы.
Как подобрать бачок? Советы перед приобретением
Перед определением расчетных параметров необходимо понять, из какого материала требуется устройство. Основной вопрос при этом — для какой системы оно выбирается, какую задачу будет делать. Мембранной ткани для бачков делают либо из настоящего бутилкаучука, либо из EPDM (искусственной этен/пропиленовой эластичной резины). Для систем, в которых отличительно немалое количество запусков в небольшой период времени, ключевым свойством будет пластичность. Для центрального отопления — большая устойчивость к температурам и длительный эксплуатационный срок. Тенденция гидроаккумулятора (горизонтальный или вертикальный) подбирают, в зависимости от будущего точки врезки.
Для определения первоначальных количественных параметров в первую очередь необходимо воплотить расчет объема работ мембранного расширительного бачка, исходя из популярной вместимости любого элемента системы, которая указана в паспорте технического средства. Ориентируются на то, что 1 кВт мощности котла приходится на 15 л носителя тепла, если это вода.
Однако способ приблизителен и во время покупки нужно прибегнуть к помощи профессионала по компьютерному расчету, либо провести точные вычисления по справочной формуле:
V = 1,25 х E x C / (1 — Ро / Pmax), где:
- 1,25 — показатель запаса;
- С — объем системы;
- Е — показатель теплового расширения, он есть в подобающей справочной литературе. Для воды это ориентировочно 0,034 при 85 °С. Величина Е меняется с увеличением доли гликолевых примесей в жидкости;
- Ро — первое давление в газовом отсеке расширительного устройства (либо смотрят по высоте системы: 5 м = 0,5 бар);
- Pmax — максимально возможное, при котором сработает клапан безопасности.
Коэффициенты наполнения гидроаккумулятора носителем тепла:
Для окончательного расчета необходимо помножить получившийся объем на выбранный из таблицы показатель.
Как подобрать расширительный бачок
Одной из главных частей водяной системы отопления считается расширительный бачок. Для того, чтобы понимать, какой расширительный бачок приобрести, необходимо дать ответ на 2 вопроса:
Какая система обогрева будет поставлена – закрытая или открытая?
Какой объем носителя тепла (воды) в системе?
Итак, начинаем поэтапно.
Открытая и закрытая системы обогрева
Детально останавливаться на устройстве теплоснабжения мы не будет. Если кто интересуется разобраться в данном вопросе, то читайте предыдущую публикацию «Системы традиционного отопления в доме».
В основном, при подборе закрытого и открытого теплоснабжения, существенную роль играет электричество, а точнее его наличие.
Если случаются постоянные перебои с ним или оно совсем отсутствует, то устанавливают открытую отопительную систему с конвективной циркуляцией. Для нее не требуется свет, необходимо только топлива.
В подобном случае необходим расширительный бачок открытого типа. В сущности, это металлический ящик, который можно сделать своими руками.
В любой другой ситуации устанавливают мембранный расширительный бачок. Это более сегодняшнее оборудование, которое предохраняет гидроудары, поддерживает стабильное давление в отопительной системе, повышает рабочий ресурс насоса.
Подытожим: если нет электричества или бывают постоянные перебои с ним, то выбираем открытый расширительный бачок, если есть электричество, выбираем современный мембранный расширительный бачок.
Расчет расширительного бачка
После выбора между мембранным или открытым расширительными бачками, необходимо выбрать бачок по объему.
По приблизительным подсчетам, объем расширительного бачка должен равняться 15% от всего объема воды в системе.
Сделать это очень просто, как пишут на множестве сайтов.
Общий водный объем в системе слагается из определенных составляющих:
1. Кол-во воды содержащееся в котле теплоснабжение. Эти сведенья указаны в техпаспорте.
2. Водный объем в отопительных радиаторах. Данные цифры должны содержатся в технических спецификах к каждому типу отопительного прибора.
Например, одна секция чугунной советской батареи в себя вмещает 1,8 л воды, современные радиаторы из чугуна 1 л, секция радиаторов из биметалла 0,25 л.
Если вы перед вами появился вопрос, какое кол-во батареи установить в своем доме или в квартире, то рекомендуем почитать публикацию «Как подобрать отопительный радиатор».
3. И последним слагаемым будет кол-во воды в трубах.
Подсчитать это очень легко. Для этого измеряем длину трубы во всей системе и находим их объем по формуле:
Vобщ = ?*D2*L/4, где ?= 3,14, D — диаметр внутри трубы, а L – длина трубы.
Перед подсчетами не забывайте перевести все числа в сантиметры. Если размер трубы 20 мм, то в сантиметрах это будет 20/10 = 2 см.
После подсчета, вы получите количество выраженное в сантиметрах. Для перевода этого числа в литры, разделите его на 1000.
Диаметр внутри трубы D = 20 мм, длина трубы L= 10 м.
Переводим в сантиметры:
Расширительный бак. Принцип работы, подбор, давление накачки
D = 20 мм = 20/10 = 2 см;
L= 10 м = 10*100 = 1000 см.
Vобщ = ?*D2*L/4 = 3,14*(2 см)2*1000 см/4 = 3140 см3.
Переводим в литры:
3140 см3 = 3140 см3/1000 = 3,14 л.
Аналогичным образом, складывая объемы в котле, отопительных радиаторах и трубах, можно определить объем расширительного бачка. Напомним, он примерно должен равняться 15 % от всего объема.
Как подобрать расширительный бачок
Выбор расширительного бачка — ситуация, в которой знаний о довольно востребованных и надёжных производителях не достаточно. В данном случае нужно будет припомнить и элементарную физику, которую одни не учили в школе, а иные — усердно пыталось забыть. А дело все в том, что молекулы жидкости при нагреве меняют собственный объем в сторону увеличения, а при остывании возвращаются в прежний объем. Экспанзомат (профессиональное наименование расширительного бачка) в системе отопления роль играет своеобразного компенсатора, резервуара для расширяющейся и остывающей жидкости. Если в контуре вода горячая, бачок держит остатки, а когда вода стынет — он возвращает воду в систему.
В профессиональной слесарной обстановке, где занимаются оборудованием для отопления, можно повстречать такие разновидности систем отопления — закрытые и открытые. Аналогичная классификация и у бачков. В первом виде систем жидкость двигается по настоящим законам. Главной задачей считается расположение бачка выше каждого элемента в отопительном контуре. Это может быть и чердачный этаж, и место под поверхностью потолка. В качестве расширительного бачка в данном случае становятся готовые емкости, которые видоизменяются и дорабатываются, или свариваются конструкции из листа стали. Требований к такому бачку чуть-чуть, даже вместительность не так существенна — минимум 5 литров. Не обращая внимания на всю простоту, у него очень много минусов:
- систематический контакт жидкости с водой процесс делает быстрее окисления отопительных радиаторов и соединительных труб профильных;
- жидкость под воздействием температуры выветривается — нужно регулярно наблюдать за её уровнем;
- размеры открытых бачков не только искажают убранство внутри, но и доставляют неудобства;
- открытые бачки, которые устанавливают снаружи жилых помещений, в первую очередь необходимо теплоизолировать.
Однако с некоторыми, вышеуказанными, изьянами открытой системы обогрева справлялись «народными» способами. От чрезмерного испарения способствует добавление в расширительный бачок масла. Применяют даже масло подсолнечное. Масляная плёнка на поверхности носителя тепла осложняет его парообразование. А в виде утеплительного материала применяют старую шубу или куски вспененного полимера.
Иным видом считаются закрытые расширительные бачки. Также их называют мембранными. В отопительной системе с подобным бачком находится насос для принудительной прокачки жидкости по отопительному контуру.
Мембранная ткань, которая расположена в середине бачка, делит его на две не сообщающиеся емкости. Одна емкость при подсоединении к системе будет наполнена жидкостью, а в другой уже во время покупки находится газ (азот) или же просто воздух. На баке также размещен патрубок для соединения — для соединения с отопительным контуром и клапан, который контролирует газового давления во второй пустоты и запускает насос. Насос лишнее давление возвращает в заданные пределы. У бачков этого типа имеются собственные «плюсы»:
- очень высокая прочность всей конструкции в общем;
- простота в креплении этого вида бачков;
- исключен контакт носителя тепла с воздухом, что делает меньше окислительные процессы частей сделанных из металла при контакте с водой;
- большая экономность, если сопоставлять их с бачками иного типа;
- отсутствие какого-нибудь испарения благодаря мембранному механизму;
- разместить бачок можно везде где будет угодно;
- нет надобности в добавочном утеплении бачка.
Как настроить расширительный бак в системе отопления
Чтобы убрать погрешность в выборе расширительного бачка, нужно воспользоваться формулой:
V = ((e x C) / (1 — (Po/Pm)))/ Кзап, где:
V — нужный объем бачка. e — показатель увеличения жидкости, которая расположена в системе. Также следует предусмотреть самую большую температуру носителя тепла. Для воды данный показатель при температуре 85°C составляет 0,034. С — объем жидкости в системе отопления. Тут учитывайте объем в отопительных приборах и трубах, объем резервуара котла и иных элементов с носителем тепла.
Po — небольшое давление в бачке. Данный показатель не обязан быть меньше, чем давление всей системы обогрева в месте расположения бачка.
Pm — максимальное давление, которое выдержит клапан для предохранения. Кзап — показатель применения внутреннего объема бачка, в процентах. Его величина равна отношению объемов заполненного бачка к максимально потенциальному объему носителя тепла.
На рисунке ниже показаны данные, которые смогут помочь определить самую большую вместительность бачка:
Если расчёты вызывают затруднение, то воспользоваться можно калькулятором выбора емкости расширительного бачка на ресурсе.
Исходя из данных которые получились, вы можете смело отправиться в супермаркет техники для отопления и подбирать бачок по деньгам. Из распространенных изготовителей вам, быстрее всего, порекомендуют британский Wester Heating, германский Reflex, итальянские VAREM, CIMM или ELBI. Первые две фирмы показаны достаточно везде и большим перечнем, встречаются даже модели расширительных бачков с заменяемой мембранной тканью. За продукцию из Италии нужно будет чуть-чуть переплатить, что не всегда отражается на качестве.
Выбор расширительного бачка — это не самая сложная часть в планировании своего теплоснабжения. Вопросом следующего этапа сложности становится его грамотная установка. Лучше данный вопрос поручить специалистам, чтобы не укрываться суровой зимой ещё одним одеялом.