Мембранные баки
Более популярными являются мембранные баки, так как они разделяются при помощи гибкой мембраны. Поэтому газ и жидкость не контактируют.
Первая мембрана крепится в середине бака и похожа на полусферу. Она может становиться вогнутой или выпуклой в зависимости от изменений температуры воды.
Вторая мембрана похожа на сосуд и крепится на разных концах емкости. Между мембранной и металлическими стенками находится газ, поэтому теплоноситель не контактирует со стенками бака. Следовательно, такой бак защищен от коррозии и имеет высокий срок службы. В данном баке можно заменить мембрану. Расширители выпускают с бутиловыми и этиленпропиленовыми мембранами. Они отличаются высокой долговечностью.
Правила подключения и возможные трудности ↑
Как установить расширительный бак? Монтаж расширительного бака осуществляется по проекту, согласно инструкции. Лучше всего, конечно, доверить это дело специалисту или, по крайней мере, проконсультироваться со знающими людьми. Велик риск допустить оплошность, которую придется исправлять, затрачивая дополнительное время и средства.
В открытых системах отопления применяют открытые расширительные баки с резьбовым соединением в дне, необходимым для подключения к системе. Устанавливают их в самой верхней точке отопительной системы, что обусловлено элементарными законами физики, и необходимо для того, чтобы вода из системы не выливалась. Данный вид системы встречается сейчас нечасто, поскольку установка расширительного бака данного типа не всегда удобна.
В системах отопления закрытого типа применяют расширительные баки закрытого типа, который разделен внутри на две части. С одной стороны к нему подключают систему отопления, а с другой имеется клапан, который позволяет регулировать давление: стравить воздух, или же, напротив, подкачать. Изначально весь внутренний объем бака заполняет газ, который находится под избыточным давлением. Эту величину необходимо отрегулировать.
Монтаж расширительного бака осуществляется по проекту, согласно инструкции
Подключение расширительного бака закрытого типа можно выполнить практически в любом месте системы, разве что стоит избежать врезки непосредственно после насоса, чтобы избежать скачков в системе отопления. Принцип работы прост – при нагревании теплоносителя происходит его расширение, излишки заполняют пространство в мембранном баке, что препятствует росту давления в системе. При снижении температуры – недостающая жидкость выдавливается обратно в систему.
Лучше всего установить мембранный расширительный бак рядом с котлом, подключив к обратному трубопроводу перед насосом. Крепление должно быть прочным, поскольку в процессе эксплуатации его масса значительно увеличивается, поскольку бак заполняется водой или другим теплоносителем, который циркулирует в системе.
Несколько рекомендаций общего плана могут помочь при установке расширительного бака:
- в непосредственной близости от места крепежа, схема подключения расширительного бака должна предусмотреть установку предохранительного клапана и манометра;
- не допускается монтаж фильтров и установка клапанов на ответвлении, которое соединяет систему отопления и бак;
- подключается запорная арматура;
- подключать бак нужно с учетом перспективы и удобства его обслуживания.
Расширительный бак – необходимый и важный элемент систем отопления как закрытого, так и открытого типа. На стадии выбора расширительного бака для собственного дома нужно убедиться в наличии сертификата качества. Не лишним будет ознакомиться и с сертификатом безопасности, поскольку система отопления является немаловажным элементом комфорта и жизнеобеспечения
При таком подходе можно надеяться, что выбранный расширительный бак будет функциональным, надежным и долговечным, что немаловажно для рачительного хозяина
Указания по настройке
После монтажа и врезки аппарата в тепловую сеть требуется произвести его настройку. Она заключается в том, чтобы обеспечить необходимое давление в воздушной камере, соответствующее вашей системе. Это нужно для избегания гидроударов в сети, их может создавать мембрана бачка во время остывания теплоносителя и выталкивания его излишков из камеры. Операция выполняется в такой последовательности:
- когда монтаж бака закрытого типа завершен, система заполняется холодной водой;
- с помощью клапанов и кранов Маевского из труб и радиаторов удаляются воздушные пробки;
- манометром измеряется давление в системе, а потом в воздушной камере бачка;
- стравливанием или подкачиванием давление в камере устанавливается на 0.2 Бар ниже, чем давление в системе.
Теперь, когда произведена правильная установка расширительного бачка с последующей настройкой, можно запускать котел. Давление в емкости будет расти одинаково плавно при нагреве и остывании теплоносителя.
Место установки расширительного бачка
Установка расширительного бака в системе центрального отопления и в автономной системе открытого типа производится на верхней точке системы.
При этом, вытеснение воздуха из трубопроводов обеспечивается посредством создания небольшого уклона разводки и розлива.
В случае, если обеспечение уклона отопительного контура невозможно, целесообразна установка дополнительного бачка в месте воздушного кармана. Дополнительный бачок должен находится на том же уровне, что и основной расширительный бак. Если объем воздушного кармана не превышает объема трех радиаторов, целесообразно ограничиться установкой воздушного сбросника.
Установка расширительного бака в системе закрытого типа возможна в любом месте системы. Единственное условие – водный поток на отрезке установки не должен образовывать значительных завихрений. Пример места установки – отрезок трубопровода перед циркуляционным насосом.
Важные аспекты выбора и установки:
Объем расширительного бака должен соответствовать десятой части объема теплоносителя в системе. В случае, если объем теплоносителя неизвестен, расчет производится в соответствие с показателем мощности теплового котла – на 1 кВт в среднем приходится 15 л теплоносителя. Нехватка объема устраняется посредством установки дополнительного бака.
Расширительные баки мембранного типа позволяют регулировать давление воздушной камеры для достижения оптимальных показателей в соответствие с состоянием отопительной системы.
Цвет расширительного бака (красный или синий) определяет возможности его применения. Красные баки устанавливаются в отопительные системы, синие – в системы водоснабжения. Различие заключается в материале мембраны – в синих баках используется пищевая резина, однако они также могут применяться и в отопительных системах.
Поступление теплоносителя сверху обеспечит отсутствие воздуха в камере для жидкости
Данный аспект важно учесть при монтаже расширительного бака.
Важно: как правило, современные модели электрических котлов оснащаются встроенными расширительными бачками, если мощность котла не превышает 30 кВт
Подбираем подходящий бак
Выбор расширительного бака для отопления – процесс достаточно легкий. Мы уже знаем, как подобрать подходящую модель по объему и как работает тот или иной бак. Для отопительной системы открытого типа выбираем самую простую модель, пластиковую или металлическую. Для закрытого отопительного контура рекомендуем купить бачок со сменной мембраной. Первоначально такая покупка выльется в значительные расходы. Но если мембрана вдруг порвется, вы сможете ее просто заменить – замена стоит в разы дешевле, чем покупка новой емкости.
При выборе расширительного бочка не стоит экономить. Лишний потраченный рубль обернется двумя сбереженными на ремонте.
Расскажем, как выбрать бачок по производителю. В ходу продукция отечественных и зарубежных брендов, цены, как правило, отличаются друг от друга незначительно – в пределах 10-20%. Если вдруг вы обнаружите подозрительно дешевый бачок родом из Китая, советуем остеречься от такой покупки. Вполне возможно, что приобретение столь дешевого бака выльется в итоге постоянно рвущуюся мембрану – больше потратите на ремонт
Отдельно следует уделить внимание форме. Классические бочкообразные расширительные бачки для отопления более привычные и распространенные
Вы сможете увидеть их практически в любом сантехническом магазине. Они характеризуются большим диапазоном вместительности и созданы для монтажа в отдельных котельных, где нет стеснения в свободном пространстве. Если же котел стоит в кухне или в помещении, где большой бак был бы заметен, советуем приобрести компактный плоский бачок.
Также в продаже встречаются расширительные баки для бойлеров косвенного нагрева – они предназначены для принятия образующихся в результате нагрева излишков воды в основном баке агрегата. Принцип действия у них примерно такой же, а необходимый объем подсчитывается и подбирается согласно объема самого бойлера (с учетом коэффициента расширения, равного 4%).
Основным параметром бака является его полезный объем, который должен превышать величину изменения объема жидкости системы в результате максимального изменения ее температуры.
Объем жидкости в системе отопления не является постоянным, так как в процессе работы теплоноситель может расширяться и сжиматься. Нагрев теплоносителя, а соответственно и увеличение его объема при постоянном размере внутреннего пространства системы отопления приводит к увеличению давления на стенки трубопроводов и отопительного оборудования, что может стать причиной их разрушения.
Для компенсации изменения объема жидкости и стабилизации давления на внутренние стенки компонентов системы отопления в её схему вводят расширительный бак (также известный как экспанзомат, от англ. глагола «expanse», что означает «расширять»). При расширении теплоносителя, его количество, превышающее объем внутреннего пространства системы, поступает в расширитель, а после падения температуры – возвращается обратно.
Расширительный бак открытого типа для систем отопления
Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.
Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.
Для полноценной работы домашних систем, расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива, не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.
Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:
- «забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
- выводит воздух, который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
- особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.
Принцип действия
Рабочий процесс подразделяется на четыре простых этапа:
- наполненность бачка на две третьих при нормальном состоянии;
- увеличение поступающей жидкости в бак и возрастание уровня заполнения при нагревании теплоносителя;
- уход жидкости из бачка при снижении температуры;
- стабилизация уровня теплоносителя в баке до изначальной позиции.
Конструкция
Форма расширительного бачка существует в трёх вариантах: цилиндрической, круглой или прямоугольной. На верхней части корпуса располагается крышка для осмотра.
Фото 1. Устройство расширительного бачка открытого типа для систем отопления. Указаны составные части.
Сам корпус изготовлен из листовой стали, но при самодельном варианте возможны и другие материалы, к примеру, пластик или нержавейка.
Справка. Бак покрывают антикоррозийным слоем, чтобы предотвратить преждевременное разрушение (в первую очередь, это касается железных ёмкостей).
Система открытого бачка включает несколько различных патрубков:
- для соединения расширительной трубы, через которую вода наполняет бак;
- при стыке переливной, для выливания излишков;
- при соединении циркуляционной трубы, по которой теплоноситель заходит в систему отопления;
- для подключения контрольной трубы, предназначенной для ликвидации воздуха и регулировки наполненности труб;
- запасного, необходимого при ремонте для сброса теплоносителя (воды).
Объём
Правильно рассчитанный объём бачка влияет на длительность эксплуатации совместной системы и бесперебойное функционирование отдельных элементов.
Маленький резервуар приведёт к поломке предохранительного клапана, из-за частого срабатывания, а слишком большой потребует дополнительных финансов при покупке и обогревании лишнего объёма воды.
Влиятельным фактором будет и наличие свободного пространства.
Внешний вид
Открытый бак — металлический резервуар, у которого верхняя часть просто закрывается крышкой, с дополнительным отверстием для долива воды. Корпус бака бывает круглым или прямоугольным. Последний вариант более практичен и надёжен при установке и креплении, но круглый имеет преимущество в виде герметичных бесшовных стенок.
Важно! Прямоугольный бак требует дополнительного усиления стенок при внушительном объёме воды (самодельный вариант). Это утяжеляет весь расширительный механизм, который нужно поднимать на самую верхнюю точку отопительной системы, к примеру, на чердак
Достоинства:
- Стандартная форма. В большинстве случаев — прямоугольник, который можно установить и подключить к общему механизму самостоятельно.
- Простая конструкция без чрезмерного количества управляющих элементов, что позволяет легко контролировать бесперебойную работу резервуара.
- Минимальное количество соединительных элементов, что придаёт корпусу прочность и надёжность в процессе работы.
- Среднерыночная цена, благодаря вышеизложенным фактам.
Недостатки:
- Малопривлекательный внешний вид, без возможности скрыть толстостенные громоздкие трубы за декоративными панелями.
- Низкий КПД.
- Использование воды, в качестве теплоносителя. При других антифризах испарение происходит быстрее.
- Резервуар не герметичен.
- Необходимость постоянного добавления воды (раз в неделю или раз в месяц) из-за испарения, которое, в свою очередь, влияет на завоздушивание и нормальное функционирование отопительной системы.
- Присутствие воздушных пузырьков приводит к внутренней коррозии элементов системы и снижению срока эксплуатации и теплоотдачи, появлению шума.
Как правильно установить и закрепить бак в разных типах систем отопления
Для систем отопления различного типа существуют свои принципы установки расширительных баков.
Как поставить в открытой
Открытая система отопления ― единый сосуд сложной формы, в котором происходит естественная циркуляция жидкости. Контакт с воздухом совершается через расширительный бак, который представляет собой открытую ёмкость большого объёма с крышкой, она нужна только для того, чтобы внутрь не попадал мусор. Такие резервуары устанавливают на чердаке и периодически доливают воду по мере испарения.
Фото 1. Расширительный бак, установленный в открытой системе отопления. Изделие находится в самой верхней точке отопительной схемы.
Расширительный бак монтируют в верхней точке контура, потому что горячая вода, как и пузырьки воздуха, стремятся кверху, а слив остывающей жидкости происходит самотёком. При отсутствии чердака это наивысшая точка разгонного коллектора однотрубной системы. Ёмкости не оборудуют мембранами или запорными кранами, поэтому их установка не потребует больших финансовых затрат.
Каким образом устанавливать в закрытой
Выбрать ёмкость для закрытой системы несколько сложнее, потому что тут придётся опираться на расчёты и объём отопительного контура. В данном случае правильное место выбирают относительно отрезка самого спокойного течения жидкости внутри контура, без смешивания потоков или завихрений. Оптимальный участок для этого — перед насосом циркуляции. Здесь бачок выполняет функцию компенсатора теплового расширения и гасит гидроудары.
Устанавливая расширительную ёмкость в закрытом контуре, необходимо обязательно монтировать предохранительный клапан, который будет сбрасывать избыточное давление. Если при покупке котла в комплекте шёл расширительный бачок, но после монтажа оказалось, что его объёма недостаточно (он должен составлять не меньше 10% общего объёма вода), на это обычно указывает слишком частое срабатывание клапана для сброса давления, можно приобрести дополнительный бак и подсоединить его параллельно первому.
Для закрытой системы предназначены мембранные расширительные резервуары, которые лучше расположить вертикально. При этом теплоноситель поступает в ёмкость сверху, вытесняя из отделения для воды весь воздух.
Фото 2. Схема устройства расширительного бака мембранного типа. Стрелками показаны составные части конструкции.
Устройство мембранного бака следующее: внутри пространство поделено на два отсека, разделённых эластичной мембраной. Когда в баке накапливается жидкость и повышается давление, вода давит на мембрану и воздух в верхнем отделе сжимается. Вертикальное положение в таком случае считается оптимальным, оно позволяет легче компенсировать избыточное давление и продлить срок службы мембраны.
Назначение расширительного бачка в системе отопления
Объём жидких веществ увеличивается при нагревании. Поскольку вода несжимаемая жидкость, то даже незначительный нагрев приводит к нарастанию давления в герметичной системе отопления.
Чтобы компенсировать избыток теплоносителя в сети теплоснабжения монтируют расширительные баки. Они выполняют следующие функции:
- удаление излишков воды при нагреве;
- возврат жидкости в контур при охлаждении;
- поддержание стабильного давления в сети отопления при помощи регулировки объёма теплоносителя;
- защита всех элементов системы отопления от гидравлических ударов;
- накопление и вывод паров воздуха, появляющихся при нагревании водного теплоносителя.
Справка! Вода содержит растворённые газы, которые при подогреве принимают вид пузырьков, попадают в закрытый отопительный контур, вызывая образование воздушных пробок.
Для чего нужен
Объём килограмма воды при 20°C — 1,002 дм 3 (л), при нагреве до 90°C он увеличивается на 3,4% и достигает 1,036 л.
При циркуляции 200 л жидкости разница может составлять 6,8 литров. Для замкнутой сети отопления, это немалое количество и распределить по трубам его не получится.
Для решения проблемы устанавливают расширительный бак — специальный резервуар, подключённый одним выходом к системе.
Во время нагрева давление внутри контура компенсируется объёмом бачка: в него направляется избыточная вода, а при остывании устремляется обратно в систему.
Монтаж гидробака открытого типа
Расширительные емкости открытого типа – это навесное оборудование, которое монтируют в верхней точке магистрали. Место установки должно иметь хорошую вентиляцию во избежание формирования конденсата на поверхности прибора. Высота размещения емкости должна позволять свободный доступ к внутренней части резервуара для выполнения технического осмотра или ремонта рабочей камеры.
Резервуар оборудуется поплавковым клапаном, который устанавливается на входной магистрали. Он предназначен для поддержания в накопительной камере уровня жидкости, который исключает перелив воды через кромку бака.
Устройство расширительного бака
В смонтированной и готовой к работе индивидуальной системе отопления с жидким теплоносителем расширительный бачок выглядит примерно так, как показано на приведенном рисунке (рис. 2). В некоторой литературе данное устройство называется «экспансоматом» – от английского термина «расширение» – экспансия).
Различают следующие основные типы расширительных бачков для систем отопления:
- Бачок закрытого типа.
- Бачок открытого типа.
Расширительный бачок открытого типа
В старых системах отопления часто применялся расширительный бачок открытого типа. До сих пор такие устройства монтируют в системах, в которых отсутствуют циркуляционные насосы, обеспечивающие оборот теплоносителя.
Расширительный бачок открытого типа
Однако, бачок такой системы имеет свой недостатки:
- Прежде всего в такой системе необходимо постоянно следить за уровнем теплоносителя.
- Вода из такой системы может испаряться.
- Баки открытого типа быстро ржавеют при контакте с водой.
- Конструкция системы с бачком открытого типа предполагает его установку исключительно в верхней точки, что не всегда возможно, да и просто трудоемко.
Расширительный бачок закрытого типа
В системах, в которых теплоноситель циркулирует по контурам посредством работающих насосов ставятся исключительно расширительные бачки закрытого типа.
схема работы бачка
Это уже более сложное устройство, в котором имеется специальная мембрана, расположенная в герметично закупоренной емкости для теплоносителя.
Мембраны в таких бачках разделяют на диафрагменные и баллонные. В любом случае мембрана делит емкость на две части. В первой находится закачанный под давлением инертный газ (для предотвращения коррозии) или обычный воздух, а во вторую при повышении давления в системе отопления поступают излишки теплоносителя.
Как только температура теплоносителя в такой системе увеличивается, то лишняя его часть устремляется в расширительный бачок. Мембрана меняет свою конфигурацию (примерно как воздушный шарик) и объем воздуха или газа в другой части расширительного бачка уменьшается. Газы, как известно довольно легко сжимаются, но и стремятся к расширению.
закрытый бачок
При остывании теплоносителя расширяющееся газы толкают мембрану и выталкивают излишки теплоносителя обратно в систему отопления.
Типы закрытых расширительных бачков
При одинаковом принципиальном устройстве – расширительные бачки закрытого типа могут делиться еще на несколько видов:
- Бачок со сменяемой мембраной, также называемый фланцевым.
- Бачок с несменяемой мембраной.
Стоимость бачков второго типа ниже и они пользуются большей популярностью у потребителей. Однако бачки со сменяемой мембраной могут выдержать большие перепады давления в системе, что резко повышает их эффективность. Кроме того, они более ремонтопригодны и мембрана при повреждении может быть заменена.
Фланцевый расширительный бачок может исполняться в двух вариантах: в вертикальном и в горизонтальном. Отличительной особенностью расширительных бачков такого типа является отсутствие контакта теплоносителя с поверхностью бака. Расширяющаяся жидкость находится внутри своеобразного кокона из мембраны, поэтому на поверхности бачка отсутствуют причины для коррозии. Такую мембрану достаточно легко менять.: просто откручивается фланец и выполняются ремонтные работы.
В мембранных расширительных бачках наибольший риск повреждения мембранного элемента возникает в момент пуска системы, когда в ней скачкообразно возрастает давление.
При нахождении в системе больших объемов теплоносителя нормальный уровень давления производится посредством манометра. Такой прибор соединяется с предохранительным клапаном, пороговое значение срабатывания для которого в частом доме устанавливается на 3-4 бара.
Монтаж мембранного устройства
Гидроаккумулятор этого типа устанавливают там, где имеется минимальная вероятность завихрений теплоносителя, поскольку для нормальной циркуляции водяного потока по контуру используется насос.
Правильное положение емкости
При подключении расширительного бака к закрытой системе отопления обязательно нужно учесть расположение воздушной камеры устройства.
Резиновая мембрана периодически растягивается и затем сокращается. Из-за такого воздействия со временем на ней появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются. После этого мембрану приходится заменять новой.
Если воздушная камера такого бака при установке останется внизу, то давление на мембрану усилится за счет гравитационного воздействия. Трещины появятся быстрее, ремонт понадобится раньше.
Разумнее устанавливать расширительный бачок таким образом, чтобы отсек, заполненный воздухом, оставался сверху. Это позволит продлить срок службы устройства.
Особенности выбора места установки
Существует ряд требований, которые нужно учитывать при установке мембранного расширительного бака:
- Его нельзя ставить вплотную к стене.
- Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
- Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
- Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
- Трубы, подведенные к расширительной емкости, при настенной установке также нужно прикрепить к стене, чтобы снять возможную дополнительную нагрузку с патрубка бака.
Для мембранного устройства наиболее подходящим местом подключения считается обратный отрезок магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Теоретически можно поставить расширительный бачок и на подающей трубе, но высокая температура воды отрицательно скажется на целостности мембраны и сроке ее службы.
При использовании твердотопливного оборудование такое размещение опасно еще и тем, что из-за перегрева в емкость может попасть пар. Это серьезно нарушит работу мембраны и даже может ее повредить.
Помимо запорного крана и “американки” рекомендуется при подключении устанавливать дополнительно тройник и кран, который позволит опустошить расширительный бачок перед отключением.
Настройка прибора перед использованием
Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.
Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,2-0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.
В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.
Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.
Бак как дополнительная емкость
Современные модели отопительных котлов нередко уже снабжены встроенным расширительным баком. Однако его характеристики далеко не всегда соответствуют требованиям конкретной отопительной системы. Если встроенная емкость слишком мала, нужно установить дополнительный резервуар.
Он обеспечит нормальное давление теплоносителя в системе. Такое дополнение будет актуальным и в случае изменения конфигурации отопительного контура. Например, когда самотечную систему переделывают под циркуляционный насос и оставляют старые трубы.
Это верно и для любых систем со значительным объемом теплоносителя, например, в двух-трехэтажном коттедже или там, где помимо радиаторов имеется теплый пол. Если используется котел со встроенным мембранным баком небольшого размера, установка еще одной емкости практически неизбежна.
Расширительный бак будет уместен и при использовании бойлера косвенного нагрева. Клапан сброса, подобный тому, что устанавливают на электрокотлах, здесь не будет эффективным, экспанзомат – адекватный выход из положения.
