Мембранный бак: как работает конструкция расширительного типа — устройство, принцип работы расширителя

Из-за систематической смены температурного режима в отопительной системе объем теплоносителя принимает различные значения. Что нередко приводит к возникновению аварийных ситуаций. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо наладить стабильную работу установки, поддерживая нужные характеристики в пределах нормы. Для этого требуется детально изучить устройство и принцип работы мембранного расширительного бака для отопления.

Назначение

Большинство веществ, используемых для передачи тепловой энергии, представляют собой нейтральную слабосжимающуюся жидкостную среду. Именно поэтому при ее задействовании требуется наличие приборов стабилизации — бачков-расширителей с мембраной. Такие агрегаты принимают часть жидкости, когда она увеличивается в объеме при нагревании, а также возвращают ее обратно в контур в момент снижения температуры.

Когда температурный режим теплоносителя повышается, возрастает давление воды в системе. Из-за невозможности носителя тепла сжиматься и герметичности установки в целом нередко выходят из строя трубы и котлы.

В этой ситуации ошибочно думать, что проблему можно решить исключительно с помощью монтажа специального клапана, позволяющего вытеснить излишки наполняющего вещества в период нагрева. Охлаждаясь, жидкость уменьшится в объеме и ее место займет воздух. Воздушная прослойка начнет препятствовать циркуляции жидкой среды. Дабы устранить эту неприятность, придется систематически спускать излишки и дополнять контур новым теплоносителем, а также нагревать его. Что, само по себе, обойдется недешево.

Чтобы избежать подобных сложностей, следует поставить мембранную расширительную емкость, представляющую собой специальный резервуар, подведенный к системе посредством трубы. Лишнее давление в нем будет нейтрализоваться за счет динамики объемных показателей и сеть сможет работать стабильно.

Давление в бачке

В некоторых котлах (обычно в газовых) в паспорте указано, какое давление необходимо выставить на расширителе. Если же такой записи нет, для нормальной работы системы давление в баке должно быть на 0,2-0,3 атм ниже, чем рабочее.

Система отопления невысокого частного дома обычно работает при 1,5-1,8 атм. Соответственно, в баке должно быть 1,2-1,6 атм. Измеряется давление обычным манометром, который подключается к ниппелю, который расположен в верхней части емкости. Ниппель спрятан под пластиковой крышкой, ее откручиваете, получаете доступ к золотнику. Через него можно также стравить излишки давления. Принцип работы такой же как у автомобильного золотника — чем то тонким отгибаете пластину, стравливая воздух до необходимых показателей.

Где располагается ниппель для подкачки

Также можно давление в расширительном баке увеличить. Для этого нужен будет автомобильный насос с манометром. Его подключаете к ниппелю, накачиваете до необходимых показаний.

Все вышеописанные процедуры проводятся на баке отсоединенном от системы. Если он уже установлен, снимать его не надо. Проверить давление в расширительном баке системы отопления можно на месте. Только будьте внимательны! Проверять и корректировать давление в расширительном баке для отопления надо при неработающей системе и слитом из котла теплоносителе. Для точности измерений и настройки бака важно чтобы на котле давление было нулевое. Потому воду спускаем тщательно. После чего подключаем насос с манометром и корректируем параметры.

Преимущества и недостатки

Бачок-расширитель вбирает в себя определенное количество воды при увеличении ее объема, затем возвращает. В качестве выраженных плюсов таких устройств следует отметить:

• возможность применения для любой жидкости, циркулирующей в комплексах водоснабжения и отопления, даже с чрезмерным содержанием кальция;
• отсутствие потребности в подкачке большого количества воздуха (если сравнивать с баками, работающими без мембраны);
• простота и сравнительная дешевизна монтажа конструкций;
• существенная экономия в процессе эксплуатации.

Нельзя умолчать и об имеющихся минусах резервуаров-расширителей. К таковым относятся:

• повышенная вероятность возникновения ржавчины в агрегатах;
• увеличенные теплопотери из-за передачи тепла гидроаккумулятору;
• внушительные габариты, требующие достаточно места для установки.

Конструктивные особенности

В жилых и производственных помещениях сети отопления монтируются согласно открытым и закрытым схемам. Первый вариант больше подходит для централизованных систем, что позволяет осуществлять забор жидкости для горячей подачи напрямую. В таком случае бачок устанавливают в верхней зоне контура. Емкость дает возможность контролировать процесс скачков давления, выводя воздушные пробки из труб.

Второй тип монтажа подразумевает применение резервуаров с мембраной. Они отличаются сравнительной простотой конструкции. Состоят из бака-расширителя и мембраны-пластины, которая, в свою очередь, может быть:

• Баллонной. Значит, носитель тепла размещается внутри баллона из резины, а с наружной стороны находится азот или воздух. Этот элемент при поломке несложно заменить, покупать новый прибор целиком не придется.
• Диафрагменной. Выполненной в виде несъемной перегородки из металлического или полимерного материала. Такая деталь отличается компактной емкостью и может нейтрализовать лишь малые скачки давления в сети. При выходе из строя осуществить замену невозможно, вследствие чего предстоит приобретать другой бачок. Разумеется, стоимость данной мембраны несколько ниже вышеприведенного варианта.

Разновидности бытовых отопительных систем с жидким теплоносителем

Существует множество различных вариантов отопления индивидуальных домов. Помещения можно обогревать электрическими конвекторами, тепловыми насосами, нагревательными электрокабелями, плитами, пленками, получать тепловую энергию при помощи солнечных батарей.

Однако в повседневной реальности в силу ряда причин большинство потребителей используют водонагревательные котлы, теплоноситель от которых направляют в контуры теплых полов или на радиаторные теплообменники. При этом различают следующие два основных вида гидравлических отопительных систем.

Рис. 2 Схема гравитационной системы

Самотечная

В самотечных (гравитационных) системах, как следует из названия, циркуляция отопительной жидкости по контуру происходит естественным путем.

Связано это с простым физическим законом, согласно которому нагретая вода имеет более низкую плотность, чем холодная. В итоге, после подогрева в котле, она выталкивается холодными водными массами и поднимается вверх.

Нагретый тепловой носитель заполняет расширительный бачок и растекается вниз по контуру с теплообменными радиаторами. Самотечная система имеет следующие особенности:

• Накопительный бак для поддержки напора делают с открытой крышкой. В итоге наблюдается постоянное испарение жидкости и ее приходится регулярно пополнять, что создает значительные эксплуатационные неудобства.
• В открытой системе отопления нельзя использовать недорогую ядовитую незамерзающую жидкость этиленгликоль. В качестве незамерзайки придется применять пропиленгликоль, стоимость которого в два раза выше, или обходиться обычной дистиллированной водой.
• Рабочий напор в самотечных системах редко превышает показатель в 1 бар и требует для его получения поднятого на высоту в 10 м от котла гидробака. Этого явно недостаточно для длинных отопительных контуров с радиаторными теплообменниками и тем более теплых полов. В итоге в самотечную систему отопления часто устанавливают дополнительный циркуляционный электронасос.
• Скорость движения теплоносителя в гравитационных контурах невелика, поэтому для обеспечения хорошей теплопередачи требуется использование трубопроводов больших диаметров в 32 или 40 мм.

Рис. 3 Бачки гравитационных систем

Статья по теме:
Отопление в частном доме из полипропиленовых труб – нюансы, расчет. Возможно будет интересно подробнее почитать про организацию системы отопления из полипропиленовых труб в частном доме.

• Трубопровод в гравитационных системах отходит к теплообменным приборам сверху вдоль стен, что не способствует повышению эстетичного внешнего вида помещений.
• Если расширительный бак в системе отопления открытого типа находится на чердаке, и он не отапливается, его придется хорошо утеплять для снижения тепловых потерь.
• Также процесс нагрева воды сопровождается некоторым шумом, что ухудшает комфортность проживания в жилых комнатах.
• Так как тепловой носитель контактирует с воздухом, он насыщается кислородом. Это приводит к ускоренной коррозии металлических элементов котла, запускает процессы разложения незамерзающих жидкостей.
• Весомым преимуществом гравитационной системы можно считать возможность ее работы при отсутствии электроэнергии, однако и это утверждение является не совсем корректным, так как большинство нагревательных котлов не могут нормально функционировать при отсутствии электричества.
• Более важное достоинство заключается в верхнем расположении расширительного бака в открытой системе. Благодаря этому эффективно решается проблема отвода воздуха и можно обойтись без ряда воздухоотводчиков. Это позволяет сэкономить некоторые финансовые средства.

Рис. 4 Закрытая схема

Закрытого типа

При рассмотрении открытой системы отопления были приведено довольно много недостатков, которые имеет такая схема подключения. Это привело к широкому использованию другой схемы с закрытым гидробаком и принудительной подачей рабочего тела.

Как работает мембранный расширительный бак

Для любой системы параметры теплоносителя устанавливаются в соответствии с рекомендациями, прописанными в инструкции по эксплуатации агрегата. Непосредственно тип мембраны-пластины на функциональные особенности прибора не влияет. Однако, если она принадлежит к баллонной разновидности, резервуар способен вместить большее количество несущей тепло жидкостной среды.

1,5 м3/ч Для технической воды

1,5 м3/ч Для технической воды

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

Принцип функционирования бачка-расширителя у различных конструкций не имеет отличий. Когда число атмосфер возрастает из-за увеличения объема жидкости при нагревании, мембрана растягивается. Следом происходит сжатие газа, который находится снаружи, что дает возможность остаткам жидкостной среды проникнуть внутрь. Ну а после того, как снижается давление из-за понижения температуры, активируется обратный процесс.

Стабильность работы обеспечивается в автоматическом режиме. Чтобы функционировала правильно, необходимо подобрать подходящую емкость и выполнить предварительные расчеты перед установкой. Нужных параметров не удастся достичь, если резервуар окажется больше или меньше требуемого объема. Подобное несоответствие может привести к возникновению аварийной ситуации.

Где и как устанавливается бачок

Теплоноситель в индивидуальных системах отопления может двигаться самотёком, или же за счёт создаваемого насосом напора. Но в любом случае её необходима ёмкость, которая будет компенсировать расширение. Не нужно это только если нагрев воды осуществляется газовым котлом, так как в нём имеется встроенный бачок.

Расширительная ёмкость внутри газового котла

Система на основе твердотопливного котла требует установки расширительного бака

Схема с электрическим котлом

Цены на популярные модели нагревателей косвенного нагрева

Нагреватели косвенного нагрева

При выборе места для установки бачка нужно учитывать такие требования:

1. Он должен находиться в том же помещении, что и котёл.
2. К бачку должен быть обеспечен беспрепятственный доступ.
3. Его можно установить на пол или повесить на кронштейн. При этом входной патрубок обязательно должен быть снизу, хотя у некоторых моделей он располагается сбоку. В любом случае воздушная камера должна быть выше водяной – так воздух не будет попадать в камеру с водой, и провоцировать возникновение кавитационных явлений.
4. Если ёмкость вешается на стену, то подводящий к ней трубопровод должен быть закреплён самостоятельно, чтобы не создавать нагрузки своим весом.
5. К стене можно крепить только бачки с небольшой вместимостью, и только когда есть уверенность в её достаточной несущей способности.
6. Между корпусом бачка и стеной должен быть зазор достаточный для того, чтобы производить визуальный осмотр.
7. Трасса трубы должна подходить к месту подсоединения наиболее коротким путём.

При таком расположении бака воздух может попадать в воду

Подводка трубы снизу – это более правильно

Вариант установки бачка на стене

Лучшим местом для установки компенсационной ёмкости считается обратный трубопровод, между циркуляционным насосом и котлом. Здесь температура воды (или другого теплоносителя) минимальна, что является для резиновой мембраны щадящим режимом работы. Хотя, бачок может быть установлен и на подаче. Никакой ошибки при этом не будет – правда, чаще придётся менять мембрану.

Там, где нет централизованной подачи нагретой воды и не подведён газ, водогрейное оборудование, работающее за счёт электроэнергии, является единственным шансом на комфортное обустройство домашнего быта. Как выбрать водонагреватель электрический накопительный для квартиры? В специальной статье рассмотрим, в чём их особенности и отличия, каков принцип работы, размещения и установки.

Правила выбора изделия

Определяясь с моделью, обращать внимание следует не только на объемные характеристики. Не менее важно, чтобы прибор соответствовал и ряду других требований:

• мембрана-пластина обязана выдерживать высокие температуры и скачки показателей атмосфер;
• агрегат не должен отклоняться от установленных санитарно-гигиенических норм;
• особенности монтажа также нужно учитывать при покупке.

Выбирая устройство (расширительный бак мембранного типа), несложно заметить, что сегодня на рынке представлено множество разновидностей бачков, изготавливаемых как в России, так и за рубежом. Основные различия заключаются в ценовом диапазоне товаров.

Останавливаться на самой дешевой модели определенно не лучшее решение. Ведь минимум затрат при приобретении может обернуться впоследствии множеством проблем из-за низких качественных характеристик материалов, используемых в производстве. В этом отношении стоит отдать предпочтение отечественным компаниям-изготовителям. Выпускаемая ими продукция ничуть не уступает в качестве импортным дорогостоящим изделиям, а по карману бьет значительно меньше. Не забывайте, что именитая марка еще не гарантирует надежности и продолжительного срока службы прибора.

Ведущим параметром, на который следует опираться при выборе бачка, выступает его объем. Многие эксперты советуют покупать расширитель вместимостью 10% от общего количества носителя тепла в отопительной сети. Коэффициент расширения при максимальном температурном режиме обязан оставаться в пределах 0,8. Поэтому все требуемые расчеты предстоит проводить с предельной точностью. И учитывать при этом необходимо:

• предел давления в системе;
• объемные характеристики носителя тепла;
• изначальное число атмосфер в резервуаре;
• соответствующий тепловой коэффициент.

Определяясь с габаритами устройства, обязательно изучите наличие всех узлов. Для этого достаточно внимательно рассмотреть проектные документы. При отсутствии (утере) нужной документации, следует рассчитать требуемые параметры приблизительно. Просто знайте, что на 1 кВт предусмотрено 15 литров жидкости. В многоэтажках коэффициент обычно вычисляется посредством учета состава жидкостной среды, которая нередко включает в себя гликоли, благоприятно влияющие на ее качество.

Кроме того, определить данное значение вполне реально по температуре носителя тепла. Максимальное давление сети выявляют с помощью предела, установленного для узлов. Делается это посредством настройки специальных запорных элементов. Начальное число атмосфер должно быть минимальным. На ряде моделей его регулируют, нагнетая или спуская воздух. Непосредственно в резервуаре контроль осуществляется с помощью манометра.

Использование бака-расширителя с мембраной имеет собственные ограничения. На возможность его применения в той или иной ситуации в основном влияют методы производства, задействованные заводом-изготовителем, а также материалы. В некоторых ситуациях к составу носителя тепла предъявляются особые требования. Так, может быть указано обязательное снижение количества этиленгликоля или антифриза.

Выбирая подходящее изделие, обратите внимание на российскую компанию-. Выпускаемая организацией продукция соответствует наивысшим качественным характеристикам и способна прослужить владельцам продолжительный срок. Надежность и высокое качество товаров подтверждают многолетний опыт работы предприятия и множество положительных отзывов от благодарных покупателей.

Расширительный бак для отопления закрытого типа: установка

При планировании создания системы водяного отопления в собственном доме, перед владельцем встаёт выбор из нескольких вариантов. В перечне самых главных вопросов – тип системы (будет она открытого или закрытого типа), и какому принципу станет осуществляться передача теплоносителя по трубам (естественная циркуляция за счет действия гравитационных сил, или принудительная, требующая установки специального насоса).

Расширительный бак для отопления закрытого типа установка

Каждая из схем имеет свои достоинства и недостатки. Но все же в настоящее время все чаще предпочтение отдается закрытой системе с принудительной циркуляцией. Такая схема более компактна, легче и быстрее монтируется, имеет ряд других эксплуатационных преимуществ. Одна из основных отличительных особенностей – это полностью герметичный расширительный бак для отопления закрытого типа установка которого будет рассмотрена в настоящей публикации.

Но прежде чем приобретать расширительный бак и приступать к его монтажу, необходимо хотя бы немного ознакомиться с его устройством, принципом работы, а также с тем, какая именно модель станет оптимальной для конкретной системы отопления.

В чем преимущества закрытой системы отопления

Несмотря на то что в последнее время появилось множество современных приборов и систем обогрева помещений, принцип передачи тепла через циркулирующую по трубам жидкость с высокой теплоемкостью – без сомнения, остается самым распространенным. В качестве переносчика тепловой энергии чаще всего применяется вода, хотя при некоторых обстоятельствах приходится применять и иные жидкости с низкой температурой замерзания (антифризы).

Водяное отопление является лидером по распространенности

Теплоноситель получает нагрев от котла (печи с водяным контуром) и передает тепло отопительным приборам (радиаторам, конвекторам, контурам «теплого пола»), установленным в помещениях в необходимом количестве.

Как определиться с типом и количеством радиаторов отопления?

Даже самый мощный котел не будет способен создать в помещениях комфортную атмосферу, если параметры точек теплообмена не соответствуют условиям конкретной комнаты. Как правильно рассчитать требуемое количество радиаторов отопления – в специальной публикации нашего портала.

Но любая жидкость имеет общие физические свойства. Во-первых, при нагреве она значительно увеличивается в объеме. А во-вторых, в отличие от газов — это несжимаемая субстанция, ее температурное расширение необходимо каким-либо образом компенсировать, предоставив для этого свободный объем. И при этом необходимо предусмотреть, чтобы по мере остывания и уменьшения в объёме, в контуры труб извне не попал воздух, который создаст «пробку», препятствующую нормальной циркуляции теплоносителя.

Именно такие функции и выполняет расширительный бачок.

Еще не столь в частном строительстве особой альтернативы и не существовало – в самой высокой точке системы устанавливался открытый расширительный бак, который вполне справлялся с поставленными задачами.

Принципиальная схема системы открытого типа

1 – котел отопления;

2 – стояк подачи;

3 – открытый расширительный бачок;

4 – радиатор отопления;

5 – опционально – циркуляционный насос. В данном случае показан насосный узел с обводной петлей и системой задвижек. При желании или при возникновении необходимости можно переключить принудительную циркуляцию на естественную, и наоборот.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как правильно осуществляется установка радиаторов отопления

Цены на циркуляционные насосы

циркуляционные насосы

Закрытая же система – полностью изолирована от атмосферы. В ней поддерживается определенное давление, а температурное расширение жидкости компенсируется установкой герметичного бачка особой конструкции.

Отличия системы отопления закрытого типа

Бачок на схеме показан поз. 6, врезанным в трубу обратки (поз.7).

Казалось бы – чего «огород городить»? Обычный открытый расширительный бачок, если он в полной мере справляется со своими функциями, видится более простым и недорогим решением. Он, наверняка, стоит немного, а кроме того, при определенных навыках, его несложно изготовить и самостоятельно – сварить из стальных листов, использовать ненужную металлическую емкость, например, старый бидон и т.п. Мало того, можно встретить примеры применения старых пластиковых канистр.

Открытый расширительный бак

Есть ли смысл тратить деньги на приобретение герметичного расширительного бачка? Оказывается, есть, так как закрытая система отопления имеет немало преимуществ:

• Полная герметичность абсолютно исключает процесс испарения теплоносителя. Это открывает возможности применения, помимо воды, специальных антифризов. Мера – более, чем необходимая, если загородным домом в зимнее время пользуются не постоянно, а «наездами», время от времени.
• В открытой системе отопления расширительный бак, как уже упоминалось, должен быть смонтирован в самой высшей точке. Очень часто подобным местом становится неотапливаемый чердак. А это влечет дополнительные хлопоты по термоизоляции емкости, чтобы даже в самые сильные морозы теплоноситель в ней не замерз.

Расширительный бачок вполне можно разместить в неприметном углу

А в закрытой системе расширительный бачок может быть установлен практически на любом ее участке. Наиболее целесообразным местом монтажа является труба обратки непосредственно пред входом в котел – здесь детали бачка в меньшей степени будут подвергаться температурному воздействию от разогретого теплоносителя. Но это – отнюдь не догма, и смонтировать его можно с таким расчетом, чтобы он не создавал помех и не дисгармонировал своим видом с интерьером помещения, в том случае если, скажем, в системе используется настенный котел, установленный в коридоре или на кухне.

• В открытом расширительном бачке теплоноситель всегда находится в контакте с атмосферой. Это приводит к постоянному насыщению жидкости растворенным воздухом, что является причиной активизации коррозии в трубах контура и в радиаторах, к повышенному газообразованию в процессе нагрева. Особенно нетерпимы к этому алюминиевые радиаторы.
• Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией – менее инертна – она гораздо быстрее прогревается при запуске, намного чувствительнее к регулировкам. Исключаются совершенно неоправданные потери в области расширительного бака открытого типа.
• Разница температур в трубе подачи и в обратке в токах соединения с котлом – меньше, чем в открытой системе. Это важно для сохранности и длительности эксплуатации отопительного оборудования.
• Закрытая схема с принудительных циркуляций для создания контуров потребует трубы меньшего диаметра – налицо выигрыш и в расходах на материалы, и в упрощении монтажных работ.
• За расширительным баком открытого типа необходим контроль – для недопущения перелива при заполнении, и для исключения падения уровня жидкости в нем в ходе эксплуатации ниже критической отметки. Конечно, это все можно решить установкой дополнительных устройств, например, поплавковых клапанов, патрубков перелива и т.п., но это лишние сложности. В закрытой системе отопления подобных проблем не возникает.
• И, наконец, такая система – наиболее универсальна, так как подходит к любым типам батарей, позволяет подключать контуры теплого пола, конвекторы, тепловые завесы. Кроме того, при желании можно организовать и горячее теплоснабжение, смонтировав в систему бойлер косвенного нагрева.

Из серьезных недостатков можно упомянуть только один. Это — обязательность «группы безопасности», включающей контрольно-измерительные приборы (манометр, термометр), предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик. Впрочем, это, скорее, не недостаток, а технологическая издержка, обеспечивающая безопасную эксплуатацию системы отопления.

Одним словом, преимущества закрытой системы явно перевешивают, и траты на специальный герметичный расширительный бак выглядят вполне оправданными.

Как устроен и как действует расширительный бачок для отопления закрытого типа?

Устройство расширительного бачка для системы закрытого типа не отличается большой сложностью:

Схема устройства и действия герметичного расширительного бачка

Обычно вся конструкция размещена в стальном штампованном корпусе (поз.1) цилиндрической формы (встречаются бачки в форме «таблетки»). Для изготовления используется качественный металл, имеющий антикоррозийное покрытие. Снаружи бачок покрыт эмалью. Для отопления применяются изделия с красным корпусом. (Существуют бачки синего цвета – но это водные аккумуляторы для системы водоснабжения. Они не рассчитаны на повышенные температуры, а ко всем их деталям предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования).

С одной из сторон бачка размещен резьбовой патрубок (поз. 2) для врезки в систему отопления. Иногда в комплект поставки входят фитинги для облегчения проведения монтажных работ.

С противоположной стороны имеется ниппельный клапан (поз. 3), служащий для предварительного создания необходимого давления в воздушной камере.

Внутри вся полость бачка разделена мембраной (поз. 6) на две камеры. Со стороны патрубка находится камера для теплоносителя (поз. 4), с противоположной – воздушная (поз. 5)

Мембрана изготовлена из эластичного материала с низким показателем диффузии. Ей придана специальная форма, которая обеспечивает «упорядоченную» деформацию при изменении давления в камерах.

Принцип работы – несложен.

• В начальном положении, при подключении бачка к системе и заполнения ее теплоносителем, определенные объем жидкости через патрубок поступает в водную камеру. Давление в камерах выравнивается, и эта замкнутая система обретает статичное положение.
• При повышении температуры происходит расширение объёма теплоносителя в системе отопления, сопровождающееся и возрастанием давления. Избыток жидкости попадает в расширительный бачок (красная стрелка), и своим давлением изгибает мембрану (желтая стрелка). При этом объем камеры для теплоносителя увеличивается, а воздушной, соответственно уменьшается, и давление воздуха в ней возрастает.
• При снижении температуры и уменьшении общего объема теплоносителя избыточное давление в воздушной камере способствует перемещению мембраны назад (зеленая стрелка), и теплоноситель перемещается обратно в трубы системы отопления (синя стрелка).

Если давление в системе отопления достигает критического порога, то должен сработать клапан в «группе безопасности», который выпустит излишки жидкости. Некоторые модели расширительных бачков имеют собственный предохранительный клапан.

Расширительный бачок на специальном кронштейне

Разные модели баков могут иметь собственные особенности конструкции. Так, они бывают неразборными или с возможностью замены мембраны (для этого предусмотрен специальный фланец). В комплекте могут быть кронштейны или хомуты для крепления бачка на стене, или же предусмотрены подставки – ножки для размещения его на полу.

Кроме того, могут они различаться и конструкцией самой мембраны.

Отличия в конструкции расширительных бачков с мембранами диафрагменного (слева) и баллонного типа

Слева показан расширительный бачок с мембранной – диафрагмой (она уже была рассмотрена выше). Как правило, это неразборные модели. Нередко применяется мембрана баллонного типа (рисунок справа), изготовленная из эластичного материала. По сути, она сама по себе является водяной камерой. По мере нарастания давления такая мембрана растягивается, увеличиваясь в объеме. Именно такие бачки оснащены разборным фланцем, позволяющим самостоятельно проводить замену мембраны в случае ее выхода из строя. Но основной принцип работы от этого никак не меняется.

Видео: устройство расширительных бачков марки «Flexcon FLAMCO»

Цены на расширительные баки Flexcon FLAMCO

расширительные баки Flexcon

Как рассчитать требуемые параметры расширительного бачка?

При выборе расширительного бачка для конкретной системы отопления основополагающим моментом должен стать его рабочий объем.

Расчет по формулам

Можно встретить рекомендации устанавливать бак, объем которого составляет примерно 10% от общего объема теплоносителя, циркулирующего по контурам системы. Однако, можно провести и более точный расчет – для этого существует специальная формула:

Vб = Vс × k / D

Символами в формуле обозначены:

Vб – требуемый рабочий объем расширительного бачка;

Vс – общий объем теплоносителя в системе отопления;

k – коэффициент, учитывающий объемное расширение теплоносителя при нагреве;

D – коэффициент эффективности расширительного бака.

Откуда взять исходные величины? Разбираемся по порядку:

1. Общий объем системы (Vс) можно определить несколькими способами:

• Можно засечь по водомеру, какой общий объём поместится при заполнении системы водой.
• Самый точный способ, который применяется при расчетах системы отопления – это суммирование общего объёма труб всех контуров, вместимости теплообменника имеющегося котла (она указана в паспортных данных), и объем всех приборов теплообмена в помещениях – радиаторов, конвекторов и т.п.
• Вполне допустимую погрешность дает самый простой способ. Он основывается на том, что для обеспечения 1 кВт мощности отопления требуется 15 литров теплоносителя. Таким образом, паспортную мощность котла просто умножают на 15.

2. Значение коэффициента температурного расширения (k) – это табличная величина. Она нелинейно изменяется в зависимости от температуры нагрева жидкости и от процентного содержания в ней антифризных этиленгликолевых добавок. Значения приведены в таблице, размещённой ниже. Строку величины нагрева берут из расчета планируемой эксплуатационной температуры системы отопления. Для воды принимают значение процентного содержания этиленгликоля – 0. Для антифризов – исходя из конкретной концентрации.

3. Значение коэффициента эффективности расширительного бачка (D) придется рассчитать по отдельной формуле:

D = (Qm – Qб) / (Qm + 1)

где:

Qm — максимально допустимое давление в системе отопления. Оно будет определяться порогом срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности», который обязательно указывается в паспорте изделия.

Qб — давление предварительной накачки воздушной камеры расширительного бака. Оно тоже может быть указано на упаковке и в документации изделия. Есть возможность его изменения – подкачки с помощью автомобильного насоса или, наоборот, стравливания через ниппель. Обычно рекомендуют устанавливать это давление в рамках 1.0 – 1.5 атмосфер.

Калькулятор для расчета требуемого объема расширительного бачка

Чтобы упростить читателю процедуру расчета, в статье размещен специальный калькулятор, в который внесены указанные зависимости. Введите запрашиваемые значения, и после нажатия кнопки «РАССЧИТАТЬ» получите требуемый объем расширительного бака.

Перейти к расчётам

Получено значение является минимальным – по нему подбирается модель с наиболее близкими показателями. Округление при этом проводится только в большую сторону – дополнительный объем лишним не будет.

И, наконец, из представленного в продаже модельного ряда рассчитанного объема можно будет выбрать самый оптимальный вариант, исходя из предполагаемого места размещения расширительного бака – с креплением к стене или с размещением на полу.

Есть еще один нюанс. Некоторые отопительные котлы имеют собственный, встроенный расширительный бачок. Это вовсе не означает, что расчетов проводить не нужно – бывает, что объёма встроенного бака явно недостаточно. В этом случае придется приобрести и установить дополнительный, с рабочим объемом, равным разнице рассчитанных показателей для всей системы и параметров встроенной емкости.

Цены на расширительные баки Джилекс

Расширительный бак Джилекс

И еще одно замечание. Если система отопления работает по принципу принудительной циркуляции, то, даже при небольших объемах теплоносителя, следует устанавливать расширительный бачок емкостью не менее 15 литров.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать электрический котел для отопления частного дома

Расширительный бак для отопления закрытого типа: установка своими руками

Для человека, обладающего навыками в сантехнических работах, самостоятельно установить расширительный бачок не составит особого труда. Принцип его врезки в систему показан на схеме:

Рекомендуемая схема врезки расширительного бачка в закрытую систему отопления

На трубе обратки (поз. 1), на участке, максимально близком к входу в отопительный котел (поз. 2), но обычно – перед циркуляционным насосом (поз. 3), делается разрез, в который запаковывается тройник (поз. 4). Способ монтажа может быть разным – все зависит от типа используемых труб – металл, полипропилен или метоллапластик.

На патрубок (поз. 6) самого расширительного бачка (поз. 5) запаковывается шаровой кран (поз. 7). Он необходим для того, чтобы обеспечивалась возможность отключения расширительного бачка в случае необходимости проведения ремонтных или профилактических работ. В этих же целях имеет смысл между краном и бачком разместить соединение с накидной гайкой – «американкой» (поз. 8). В рабочем положении кран должен быть постоянно открытым.

От крана идет соединительный участок трубы (поз. 9) к тройнику. Его длина и конфигурация (количество изгибов или поворотов) большого значения не имеют – но обычно делается по кратчайшему и наиболее удобному пути от места установки бачка до трубы обратки.

Теперь посмотрим, что необходимо сделать на самом бачке.

После окончательного монтажа обязательно открывают кран и проводят заполнение системы теплоносителем. Если не выявлено никаких подтеканий в соединительных узлах, установку расширительного бачка можно считать законченной.

Видео: врезка расширительного бачка в контур полипропиленовых труб

В завершение статьи необходимо еще раз подчеркнуть – закрытая система отопления с герметичным расширительным бачком в обязательном порядке должна иметь надежную «группу безопасности». Если она расположена в не совсем удобном для регулярного визуального контроля месте, имеет смысл установить дополнительный манометр в непосредственной близости от расширительного бака – так намного проще будет следить за состоянием всей системы. Расширительный бак для отопления вы можете узнать по ссылке.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет радиатор биметаллический

Разновидности мембранных расширителей

Для компенсации объема теплоносителя в сети в момент изменения температурного режима применяют два типа емкостей: открытые и закрытые. Первый вид пользуется большой популярностью среди потребителей, но обладает рядом недостатков:

• для монтажа требуются существенные затраты, так как, устанавливаются такие приборы в верхней зоне системы, чтобы задать нужные показатели атмосфер;
• нужно осуществлять постоянный контроль уровня жидкостной среды;
• имеется вероятность появления ржавчины вследствие продолжительного контакта воды с воздухом.

Вторая разновидность резервуаров-расширителей лишена подобных минусов. В их схеме предусмотрено наличие специальной мембраны (баллонной или диафрагменной).

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

Расчет объема

Есть очень простая методика определения объема расширительного бачка для отопления: высчитывается 10% от объема теплоносителя в системе. Его вы должны были высчитать при разработке проекта. Если этих данных нет, можно объем определить опытным путем — слить теплоноситель, а потом залить новый, измерив его при этом (пустить через счетчик). Второй путь — высчитать. Определить объем труб в системе, добавить объем радиаторов. Это и будет объем системы отопления. Вот от этой цифры находим 10%.

Форма может быть разной

Второй способ определить объем расширительного бака для отопления — высчитать его по формуле. Тут тоже потребуется объем системы (обозначен буквой C), но еще нужны будут другие данные:

• максимальное давление Pмакс, при котором может работать система (обычно берут максимальное давление котла);
• начальное давление Pмин — с которого система начинает работу (это давление в расширительном баке, указано в паспорте);
• коэффициент расширения теплоносителя E (для воды 0,04 или 0,05, для антифризов указано на этикетке, но обычно в пределах 0,1-0,13);

Имея все эти значения высчитываем точный объем расширительного бака для системы отопления по формуле:

Формула расчете объема расширительного бака для отопления

Расчеты не очень сложные, но стоит ли с ними возиться? Если система открытого типа ответ однозначен — нет. Стоимость емкости от объема зависит не очень сильно, плюс ко всему его можно сделать самостоятельно.

Расширительные баки для отопления закрытого типа стоит посчитать. Их цена от объема зависит сильно. Но, в данном случае, лучше все-таки брать с запасом, так как недостаточный объем приводит к быстрому износу системы или даже к выходу ее из строя.

Если в котле есть расширительный бак, но его емкости для вашей системы недостаточно, ставят второй. В сумме они должны давать необходимый объем (установка ничем не отличается).

К чему приведет недостаточный объем расширительного бачка

При нагревании теплоноситель расширяется, его излишки оказываются в расширительном баке для отопления. Если весь излишек не помещается, он стравливается через клапан аварийного сброса давления. То есть теплоноситель уходит в канализацию.

Принцип работы в графическом изображении

Потом, когда температура понижается, объем теплоносителя уменьшается. Но так как его в системе уже меньше чем было, давление в системе падает. Если недостаток объема незначительный, такое понижение может быть некритичным, но если его слишком мало, котел может не работать. У этого оборудования есть нижний предел давления, при котором оно работоспособно. При достижении нижнего предела оборудование блокируется. Если вы в это время находитесь дома, сможете исправить ситуацию, добавив теплоносителя. Если же вас нет, система может разморозиться. Кстати, работа на пределе тоже ни к чему хорошему не приводит — оборудование быстро выходит из строя. Потому лучше слегка перестраховаться и взять чуть больший объем.

Требования к установке

Монтировать агрегат вполне реально даже собственноручно. Совершенно необязательно вызывать для этого специалиста. Главное — в точности соблюдать правила монтажа и выполнять все согласно конструкции расширительного мембранного бака.

Расширитель объемом 30 литров и более не следует крепить к несущим стенам. Как правило, большие баки устанавливают прямо на полу на специальных подножках. Во время монтажа необходимо следить, чтобы:

• окружность переходника равнялась ¾, а обратка имела соответствующую резьбу;
• в процессе установки элементы конструкции не препятствовали выполнению работ;
• на резервуар не задавалась излишняя нагрузка;
• в вашем распоряжении были паронитовые термоустойчивые прокладки;
• емкость была оборудована особым запорным механизмом, позволяющим осуществлять регулировку давления газа.

Конструкция мембранного бака

Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, покрытый красным эпоксидным лаком (также существуют баки, покрытые синим лаком, но они предназначены для холодной воды). В корпусе расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга подвижной газонепроницаемой мембраной (диафрагмой), изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.

Устройство мембранного расширительного бака.

Мембрана практически полностью исключает взаимодействие теплоносителя и газа. Отсутствие такого взаимодействия позволяет дольше сохранять предварительное давление в газовой камере, что положительно влияет на срок службы бака.

Примечание! Современные высококачественные мембраны не просто вытягиваются под давлением расширяющегося теплоносителя, а как бы «прилипают» к стенкам бака. Такой принцип работы позволяет увеличить срок службы мембраны.

Бачок Reflex в разрезе.

Обе камеры имеют одинаковое давление, что позволяет сохранить герметичность этого участка отопительной системы. Воздушная камера заполняется азотосодержащей смесью. При расширении теплоносителя азот «спрессовывается», позволяя теплоносителю «войти» в водяную камеру.

Большинство современных мембранных баков для отопления имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать самостоятельно в домашних условиях при помощи насоса или компрессора. Однако следует помнить, что закачивать рекомендуется именно азот, а не воздух. Дело в том, что содержащийся в воздухе кислород будет вызывать ускоренную коррозию стенок корпуса бака, что неизбежно сократит срок службы устройства. Азот же является нейтральным и не способствует коррозии.

Балка для бака и группы безопасности. , Санкт-Петербург.

Расширительный бак мембранного типа Imera.

Корпус бака обладает отводом с внешним резьбовым соединением, который упрощает процесс установки. В зависимости от модели резьба может быть:

• У баков низкого давления (от 0,5 до 1,5 бар) – 3/4″ или 1″;
• У баков среднего давления (1,5 бар) – 1″;
• У баков высокого давления (от 3 бар и выше) – от 1″ до фланцевого соединения Ду 100;

Применение в качестве гидроаккумулятора

Таким образом, расширитель применяют в системах водоснабжения. Благодаря агрегату удается накапливать определенное количество жидкости, а затем использовать ее по назначению. Примечательно, что для организации подачи задействуется накопленная жидкостная среда под давлением без учета работы насосной станции. Насос не приходится включать слишком часто, что позволяет ощутимо продлить срок его эксплуатации.

Кроме того, бачок с мембраной восполняет расширение H2O горячего водоснабжения.

Для защиты от гидроудара

Такая нагрузка представляет собой резкий скачок скорости движения водяного потока, который возникает при неожиданном перекрытии трубопровода. Изменение числа атмосфер, в свою очередь, способно причинить вред трубам. Бак-расширитель в такой ситуации действует как демпфер: мембрана-перегородка растягивается, что приводит к увеличению объема соответствующего отсека резервуара, и давление понижается.

Инструкция по установке

Планируя установить прибор самостоятельно, нельзя забывать про необходимость предварительного детального изучения руководства по монтажу. При отсутствии нужной документации следует обязательно обратиться в торговую точку, где производилась покупка изделия. В противном случае разобраться с нюансами оборудования будет гораздо труднее. А каждая ошибка впоследствии только выльется в дополнительные затраты.

Согласно рекомендательному документу, прилагающемуся к устройству, изменение конструкции недопустимо. Ремонтные или монтажные работы дозволено осуществлять только лицам, имеющим доступ к выполнению конкретной деятельности.

Меняя вышедшую из строя деталь бачка, следует ставить на ее место только оригинал. Ведь согласно инструкции, применять элементы ненадлежащего качества запрещается. Также руководство по установке содержит подробное описание техники безопасности, которой необходимо строго придерживаться во время монтажа агрегата.

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Отличие емкости от гидроаккумулятора

Несмотря на сходство конструктивных характеристик, предназначение приборов, все же, не одинаково. Бак-расширитель компенсирует увеличение объема жидкости вследствие нагревания. Схожее с ним устройство накапливает жидкостную среду под давлением, сводя к минимуму число включений насосной станции, тем самым продлевая ее работоспособность.

Также внутри гидроаккумуляторной конструкции размещается специальная резиновая емкость-груша, благодаря которой удается избежать контакта H2O со стенками резервуара. Расширитель, в отличие от него, изготавливается вместе с мембраной, предназначенной для разделения корпуса на два отделения. При этом присутствует взаимодействие носителя тепла с бачком.

Рекомендации по выбору

При выборе бака особое внимание нужно обратить на его конструкцию. Если не ожидается критических перепадов давления, то лучше предпочесть недорогой фиксированный бак. В ином случае потребуется установка расширительного разборного бака, так как замена мембраны обойдется значительно дешевле, чем замена всей конструкции полностью.

Дополнительные факторы, которые нужно учесть при выборе:

• толщина стенок: должна составлять не менее 1 мм;
• тип внешнего и внутреннего покрытия: изготовленный из металла корпус не должен подвергаться коррозии;
• объем жидкостного отсека: не должен быть слишком большим во избежание снижения температуры теплоносителя в трубах;
• конструкция емкости: она может быть горизонтальной или вертикальной, в других положениях его установка запрещена.

Расширительный бак в помещении
Несмотря на кажущуюся простоту такого элемента отопительной системы, как бак для воды, его выбор и установка требуют немало внимания и скрупулезности даже в мелочах. Серьезное отношение позволит избежать любых неприятностей и сделать обогрев частного дома эффективным и безопасным.

Видео по теме: