Как изготовить расширительный отопительный бак своими руками

Для любой системы отопления, в том числе для схемы открытого типа, нужен расширительный бак (гидробак). При повышении температуры теплоносителя растет объем воды, циркулирующей в трубах, что приводит к росту давления в магистралях. Если не принять мер, лишняя жидкость разорвет трубы, вызовет протечки батарей, поломки запорно–регулировочной арматуры.

Гидробак служит демпфером – амортизатором. Он принимает в себя лишнюю воду и уравновешивает параметры работы теплосистемы. В такой схеме он сообщается с окружающим воздухом, поэтому конструкция получила название открытой.

Преимущества и недостатки открытой системы отопления

Такая схема до сих пор используется для обогрева частных домов и дач. Горячая вода от котла по законам термодинамики без насоса поднимается вверх по стояку, а затем растекается по подающим магистралям, расположенным с уклоном 0,5 см/м. При этом она заполняет радиаторы. Затем жидкость самотеком уходит обратно в котел или бойлер для повторного нагревания.

Основные элементы открытой системы отопления:

1. Котел
   – в открытой схеме используются газовые и твердотопливные котлоагрегаты, одно- и двухконтурного типа.
2. Радиаторы
   – давление в открытой теплосистеме невелико, поэтому к ней подключают любые модели батарей. Эффективно работают алюминиевые отопители, которые быстро нагреваются и интенсивно отдают тепло. Можно установить биметаллические радиаторы с алюминиевым корпусом и стальной водопроводящей частью. Надежно служат и традиционные чугунные варианты.
3. Трубы
   – в современных домах используются модели диаметром 25–50 мм из полимера, устойчивого к нагреванию. На выходе из котла монтируются трубы максимального размера, а на выходе – минимального. Этот позволяет поддерживать необходимое давление и правильную циркуляцию жидкости.
4. Расширительный бак открытого вида –
   его можно купить в специализированном магазине, заказать через интернет или сделать самостоятельно.
5. Запорная арматура
   – устанавливается на стояк и коллекторы для аварийного перекрытия воды.
6. Регулировочные краны и автоматические термоголовки
   – дополнительно монтируются на батареи для корректировки температуры.
7. Краны Маевского
   – воздухоотводчики, необходимые для сброса воздуха и предотвращения воздушных пробок. Устанавливаются на корпуса радиаторов.

Преимущества открытой системы:

1. Энергонезависимость
   – такая схема работает без насоса, поэтому не боится отключений света. При перебоях электроснабжения вода и трубы не остынут.
2. Бюджетность
   – для работы не требуется насосное оборудование, бак можно сварить самостоятельно, купить недорого или приспособить обычную канистру.
3. Простота эксплуатации
   – хозяевам только нужно следить за состоянием ее элементов и доливать воду.

Недостатки:

• Сложность расчетов и монтажа – при установке коллекторов важно соблюсти нужный угол – даже небольшие погрешности приведут к застою воды и плохому нагреву батарей.
• Невозможность использовать в зданиях с нерегулярным проживанием – в такую теплосистему нельзя заливать незамерзающую жидкость. При контакте с воздухом в баке она испаряется и теряет свои свойства.
• Сложность эксплуатации в домах большой площади и этажности – для таких зданий предпочтительна закрытая система отопления, которая в состоянии прогреть строение любого размера.

Однако, несмотря на недостатки, открытая схема отопления уместна в небольших домах с постоянным проживанием. Поэтому она не теряет своей популярности.

Как действует гидробак в системе отопления открытого типа

Работает такой гидробак следующим образом:

Вода при нагревании в котле расширяется. Если не принять мер по отводу увеличившегося объема, излишек теплоносителя под давлением разорвет трубы, батареи, повредит краны. Для решения проблемы в систему устанавливается гидробак, куда уходит образовавшаяся лишняя жидкость. Теплосистема продолжает нормально функционировать. Расширительный бак для отопления закрытого типа,

имеющий другую конструкцию, работает по тому же принципу

Гидробак гасит скачки давления, вызванные резким закрытием запорной арматуры, воздушными пробками и другими причинами. Он играет роль гидроаккумулятора: после снижения давления в системе вода из него возвращается обратно в трубы.

Это устройство представляет собой емкость из нержавейки или приспособленную канистру. Она может быть полностью открытой, но лучше использовать крышку, чтобы внутрь не попадала грязь, посторонние частицы, а вода меньше испарялась.

Для удобства эксплуатации бачок можно оснастить дополнительными приспособлениями:

• Переливным шлангом или трубой, по которым при переполнении лишняя вода будет выливаться в канализацию или за пределы здания.
• Подающей трубой для долива, подведенной к системе водоснабжения.
• Поплавковым устройством. При снижении уровня жидкости поплавок опустится, и включится подача воды из водопровода. Когда жидкость наполнит бак до нужного уровня, поплавок вернется на место и вода перестанет поступать в гидробак.

Самодельная конструкция из листового металла

В редкой отопительной системе вместится более 200-300 литров теплоносителя, следовательно, объем нашего бака будет равен 10-15 литрам. Чтобы сделать такой бак нам понадобится лист металла габаритами 50×75 сантиметров. Толщина листа может быть произвольной, но оптимальной считается 2-миллиметровый вариант.

Бак из листового металла может собрать только опытный сварщик

Ну а сам процесс сборки выглядит следующим образом:

• Режем болгаркой лист на две заготовки 25×75 сантиметров.
• Режем болгаркой эти полосы на шесть заготовок 25×25 сантиметров.
• Прожигаем резаком или электродом дыру в одной заготовке и ввариваем в этом месте штуцер с резьбовым сгоном на 1,0 или ½ дюйма.
• Прихватываем сваркой две заготовки под прямым углом друг к другу. Аналогичным образом поступаем и с еще двумя заготовками. Далее собираем куб без дна и крышки, соединив эти уголки сваркой.
• Провариваем швы до герметичного состояния. Тестируем стыки мелом и керосином.

Для проверки герметичности шва мел наносим снаружи, керосин – изнутри. Если спустя некоторое время не меловой полоске не появились жирные пятна, шов проварен герметично.

• Привариваем к кубу дно – заготовку с вваренным патрубком. Проверяем швы на герметичность.
• Пропаливаем резаком или дугой от электрода в последней заготовке отверстие 5×5 сантиметров.
• Привариваем заготовку с отверстием со стороны крышки куба. Герметичность швов в данном случае проверять не обязательно.

В итоге у нас получается емкость на 15,6 литра (25×25×25= 15625 см3 = 15,625 л). Причем в процесс сборки мы расходуем металл без остатка, а общей емкости такого бака хватит на 300-литровую систему.

Единственный недостаток данного варианта – значительная трудоемкость процесса. Такой бак соберет только опытный сварщик. И если вы не умеете варить герметичные швы, то вам лучше обратиться к иной разновидности металлоконструкций, например, к баку на основе готовой емкости – баллона.

Как рассчитать параметры расширительного бачка

Для корректной работы теплосистемы нужно рассчитать объем устанавливаемого гидробака. Тогда теплоносителю всегда будет хватать места внутри емкости. Давление в расширительном бачке отопления здесь не играет роли, поэтому его рассчитывать не потребуется.

Вначале нужно рассчитать общий объем теплоносителя. Для этого надо просуммировать объем всех элементов теплосистемы или воспользоваться упрощенным расчетом, основанным на мощности котла. Считается, что на каждый киловатт мощности требуется 15 л теплоносителя. Показатели котлоагрегата указаны в его паспорте.

Вычислим объем теплоносителя по формуле:

Vводы = Р котла х15л

Например, в систему установлен котел мощностью 10 кВт. Тогда общий объем теплоносителя равен 150 л.

Теперь рассчитываем параметры бака:

η = ε х C

η – объем расширения жидкости, именно его и должен принять гидробак.

ε – коэффициент расширения – разница объема воды при выключенном и включенном отоплении.

C – объем воды в системе. В нашем расчете он равен 150 л.

Коэффициент расширения берем из таблицы.

Например, разница температуры жидкости во выключенной и включенной теплосистеме – 90°. Тогда общий объем теплоносителя нужно увеличить на коэффициент 0,0359. Из расчета видно, что 150л воды при нагреве прибавит в объеме 5,385л.

0,0359 х 150 = 5,385 л

Округлять результаты нужно в большую сторону – лучше гидробак будет чуть больше, поэтому примем результат равным 6. К полученному объему нужно прибавить еще 2% на испарение и долив. В нашем случае это 0,12 л или 120 мл. Общий объем расширительного бака должен быть не менее 6,12 литров. Можно купить семилитровую модель – лишний объем не помешает.

Как выбрать или сделать расширительный бак

Фабричный гидробак можно купить в специализированном магазине или заказать через интернет. Он представляет собой емкость с крышкой и отводами, готовую к установке. При покупке оцените полный и полезный объем, параметры резьбы патрубков и габаритные размеры модели.

При желании сэкономить, сварите сами емкость из нержавеющей стали или подыщите подходящую пластиковую канистру. Полимеры и нержавейка не подвержены коррозии, поэтому долго служат. Такой самодельный демпфер работает не хуже заводского.

Можете поступить проще – возьмите канистру, подсоедините ее к отопительной системе, в верхней части вырежьте отверстие и вставьте туда воронку. Воду надо будет доливать вручную, а в конце отопительного сезона – снимать и промывать бак.

Расположение

В основном такие бачки устанавливаются между котловым патрубком и самой первой от него батареей либо за напорным штуцером. Такое размещение расширяющего бака становится альтернативой предохраняющему водяному клапану. В случае перегревания котла избыточный пар не останется в системе, а уйдет наружу в воздух.

При оборудовании отопительных систем многоэтажных домов такие расширяющие баки располагаются в чердачной части постройки, а в котельных – под их потолками.

При этом такой бак должен стать самой верхней точкой тепловой системы. С этой целью обустраивается тройник. Его располагают в узле, где вертикальная часть напорного трубопровода сопрягается с его горизонтальной веткой. К верхнему резьбовому отводу этого тройника крепится отрезок арматуры для соединения системы с самим расширяющим баком.

Как установить расширительный бак своими руками

Для установки бачка выбирайте самую высокую точку системы. Иначе, по закону сообщающихся сосудов, из гидробака будет вытекать жидкость. Емкость подключайте не к подающему контуру, а к обратке – там не так горячо, поэтому вода будет медленнее испаряться. Кроме того, низкая температура позволит присоединить к устройству прозрачный гибкий шланг, по которому легко контролировать водяной уровень в теплосистеме.

Можно использовать трубы из непрозрачного материала. В таком случае желательно дооснастить бак поплавковым устройством, контролирующим уровень жидкости, или звуковым реле, подающим сигнал при понижении уровня теплоносителя.

При установке емкости на чердаке обязательно ее утеплите. Иначе замерзание воды парализует работу отопления и приведет к аварии.

Техническое обслуживание и эксплуатация расширительного бака

Эксплуатация такого бачка несложная. Нужно периодически осматривать емкость, подходящие к ней шланги, трубы, патрубки. Обязательно следить за уровнем жидкости в гидробаке. При чрезмерном снижении ее уровня в систему попадет воздух, возникнет воздушная пробка и работа отопления нарушится.

Расширительный бак для открытой системы отопления обойдется недорого, при этом устройство исключает гидроудары, поломки и другие технические проблемы. Для его изготовления и монтажа не требуются особые профессиональные навыки, поэтому такую емкость можно сделать и установить своими руками.

Особенности выбора

Вам может показаться, что расширительный бачок имеет простую конструкцию и выбрать его можно только исходя из объема. Но есть еще несколько моментов, которые стоит учесть:

1. Материал мембраны должен быть стойким к реактивам и присадкам, которые используются в теплоносителях;
2. Внутренняя часть бака должна быть покрыта качественной краской или другим покрытием.
3. Защитное покрытие внутренней части емкости не должно вступать в реакцию с теплоносителем;
4. Мембрана должна быть устойчивой к высоким температурам;
5. Максимально допустимое давление в емкости должно соответствовать характеристикам вашей системы отопления;
6. Все соединения и швы должны быть стойкими к высокому давлению и гидроудару.