Где ставится расширительный бак в системе отопления?

Установка расширительного элемента

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

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

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

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

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

Установка в котельной

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

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

Физические свойства воды

Теплосеть предполагает наполнение отопительной жидкостью, вскипающую внутри труб и излучающую тепло

Для правильной заправки труб жидкостью, важно знать ее физические свойства, чтобы рассчитать количество

Основными водными характеристиками являются цвет, запах, вкус, плотность, проводимость электричества, вязкость. Если чистая вода не пахнет, ничем не окрашена, то это еще не значит, что она подходит для работы. Лучше набирать прозрачную влагу, так как наличие примесей или мусора напрямую влияет на способность к нагреванию.

Основной характеристикой жидкости для отопительной конструкции выступает теплоемкость. То есть, то количество тепловой энергии, которое выделяется при нагревании 1 литра воды на 1 градус. Это же значение приобретает влага, когда в процессе остывания выделяет энергию.

Физические параметры влаги и отопление

Процесс нагрева жидкости внутри любой емкости сопровождается сохранением температурного показателя до последней выкипевшей капли. Когда нагревательное воздействие продолжается, температуры появившегося пара снова повышается. Чем ниже уровень давления на водной поверхности, тем быстрее начнется процесс кипения.

Назначение закрытых бачков

Все они, независимо от объемов, производительности, предназначены для нивелирования расширения теплоносителя (специальных жидкостей, воды), которое происходит при повышении его температуры.

Делается это для того, чтобы избежать разрушительных гидроударов, повреждений фитингов, арматуры, разрыва труб систем отопления, выдавливания прокладок.

Любой закрытый бак представляет собой стальной герметичный резервуар, разделенный на части эластичной мембраной, которая изменяет свое положение при повышении/понижении температуры теплоносителя

Пример: теплоноситель (вода) расширяется на четыре процента с повышением температуры до 95 °С. Чего вполне хватает для выхода инженерной системы из строя.

Устройство и компоненты экспанзомата

Любое подобное современное изделие состоит из следующих конструктивных элементов:

• корпуса;
• камеры для теплоносителя;
• газовой камеры, куда закачивается обычный воздух или инертный газ;
• мембраны.

Вариант наполнения газовой камеры инертным газом является более предпочтительным, ведь обеспечивает емкости большую долговечность. Но обычный воздух более доступный.

Мембрана изготавливается из эластичных материалов, поэтому способна изменять свое положение при увеличении или уменьшении температуры теплоносителя. Этот элемент конструкции бывает диафрагменного или баллонного типа, при этом принцип действия у них аналогичный.

Подсоединение баков к отопительной системе происходит с помощью специального патрубка. Для закачивания газа предусмотрен клапан. Емкости закрытого типа типа изготавливаются в горизонтальной или вертикальной компоновке, что облегчает комплектацию системы отопления.

Современные расширительные резервуары, предназначенные для использования в системах отопления бывают различных размеров, форм, кардинально отличаются и их рабочие характеристики. Все перечисленное позволяет сделать оптимальный выбор в любой ситуации

Емкости, предназначенные для установки в закрытые отопительные системы, оснащаются манометрами для контроля внутреннего давления. Аналогичные изделия, предназначенные для монтажа в системы обычных частных домов, работают при невысоких нагрузках, не превышающих 3,5-4 бар, поэтому в измерительных приборах не нуждаются.

А также в продаже можно найти резервуары двух видов:

• с несменной или стационарной мембраной диафрагменного типа, то есть порыв, износ которой приведет к замене всего прибора;
• со сменной мембраной балонного типа.

В первом случае изделия отличаются более демократичной ценой, во втором большей функциональностью, ремонтопригодностью и долговечностью.

Конструкция фланцевых бачков позволяет износившуюся или поврежденную мембрану заменить, причем в ряде случаев это получится сделать даже самому. А еще сменные мембраны способны выдержать большее давление.

Схема действия расширительного бачка

Когда теплоноситель холодный, то мембрана бака занимает максимально большое пространство. При повышении температуры давление на нее возрастает.

В результате указанный элемент конструкции преодолевает сопротивление инертного газа или воздуха и изменяет свое положение, освобождая больше места для образовавшегося излишка жидкости.

Расширительные емкости не участвуют в процессе обогрева помещений, но их задача более, чем важная. Так как каждое такое изделие предотвращает поломки системы отопления, которые могут происходить из-за гидроударов и возросшего давления теплоносителя

При остывании теплоносителя происходит процесс обратный, описанному выше. А дальше циклы многократно повторяются.

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.

Расчет расширительного бака по формуле

Если вы не хотите вдаваться в тонкости, можно установить бачок емкостью 10% от всего объема теплоносителя. Но иногда лучше рассчитать все точно. При оборудовании большой системы отопления можно будет существенно сэкономить.

Чтобы рассчитать необходимый объем расширительного бака, нужно знать следующее:

• Минимальную температуру теплоносителя;
• Максимальную температуру теплоносителя;
• Объем системы отопления;
• Процент этиленгликоля или пропиленгликоля в теплоносителе.

Важно!
Если вы собираетесь отапливать дом или дачу, в которых живете не постоянно, будьте внимательны с подбором типа теплоносителя. У них разная температура замерзания и коэффициент расширения.. Для расчета объема расширительного бака вам нужно воспользоваться формулой:

Для расчета объема расширительного бака вам нужно воспользоваться формулой:

V = V1 x (Q – Q1)

В этой формуле:

• Q1 – коэффициент расширения при минимальной температуре (см. таблицы ниже);
• Q – коэффициент расширения при минимальной температуре (см. таблицы ниже);
• V1 – объем теплоносителя в системе отопления в литрах;
• V – объем расширительного бака в литрах.

Если в источнике тепла уже установлен расширительный бачок, то его нужно учесть. Для этого отнимите от полученного значения «V» емкость встроенного. Полученное число и есть необходимый объем вашего расширительного бака.

Важно!
Если у вас система отопления с принудительной циркуляцией, минимальная общая емкость расширительного бака – 15 литров.

Коэффициент теплового расширения раствора этиленгликоля

t, °С	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
	0.00013	0.0032	0.0064	0.0096	0.0128	0.016	0.0192	0.0224	0.0256	0.0288
10	0.00027	0.0034	0.0066	0.0098	0.013	0.0162	0.0194	0.0226	0.0258	0.029
20	0.00177	0.0048	0.008	0.0112	0.0144	0.0176	0.0208	0.024	0.0272	0.0304
30	0.00435	0.0074	0.0106	0.0138	0.017	0.0202	0.0234	0.0266	0.0298	0.033
40	0.0078	0.0109	0.0141	0.0173	0.0205	0.0237	0.0269	0.0301	0.0333	0.0365
50	0.0121	0.0151	0.0183	0.0215	0.0247	0.0279	0.0311	0.0343	0.0375	0.0407
60	0.0171	0.0201	0.0232	0.0263	0.0294	0.0325	0.0356	0.0387	0.0418	0.0449
70	0.0227	0.0258	0.0288	0.0318	0.0348	0.0378	0.0408	0.0438	0.0468	0.0498
80	0.029	0.032	0.0349	0.0378	0.0407	0.0436	0.0465	0.0494	0.0533	0.0552
90	0.0359	0.0389	0.0417	0.0445	0.0473	0.0501	0.053	0.0557	0.0584	0.0613
100	0.0434	0.0465	0.0491	0.0517	0.0543	0.0569	0.0595	0.0621	0.0647	0.0673

Коэффициент объемного расширения пропиленгликоля

t, °С	0%	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
	0.00013	0.00014	0.00015	0.00015	0.00017	0.000175	0.000185	0.00019	0.0002	0.00021	0.00023
10	0.00027	0.00029	0.00031	0.00032	0.00035	0.00036	0.00038	0.0004	0.00042	0.00044	0.00047
20	0.00177	0.0019	0.00203	0.00208	0.0023	0.00239	0.00252	0.00262	0.00275	0.00288	0.0031
30	0.00435	0.00467	0.005	0.00511	0.00565	0.00587	0.0062	0.00644	0.00676	0.00707	0.00761
40	0.00782	0.0084	0.00899	0.00919	0.01017	0.01056	0.01114	0.01157	0.01216	0.0127	0.01368
50	0.0121	0.013	0.01391	0.01421	0.01573	0.01633	0.01724	0.0179	0.01881	0.01966	0.02117
60	0.0171	0.01838	0.01966	0.02009	0.02223	0.02308	0.02437	0.0253	0.02659	0.02779	0.02992
70	0.0227	0.0244	0.0261	0.02667	0.02951	0.03064	0.03235	0.0336	0.0353	0.03689	0.03972
80	0.029	0.03117	0.03335	0.03407	0.0377	0.03915	0.04132	0.04292	0.04509	0.04712	0.05075
90	0.0359	0.03859	0.04128	0.04218	0.04667	0.04846	0.05116	0.05313	0.05582	0.05834	0.06282
100	0.0434	0.04665	0.04991	0.05099	0.05642	0.05859	0.06184	0.06423	0.06749	0.07052	0.07595

Для того чтобы определить количества теплоносителя в системе отопления, вам нужно учесть объем:

• Подключенных приборов (радиаторы. магистраль теплого пола и т.д.);
• Труб;
• Коллектора (гребенки);
• Источника тепла (например, сколько теплоносителя находится в змеевике бойлера или котла).

Вычислить объем труб можно по формуле:

V = L x 0,0785 x D x D

В этой формуле:

• L – длина трубы отопления;
• D – диаметр в см;
• V – объем теплоносителя в трубе в литрах.

Объем теплоносителя в батареях вы можете посмотреть в спецификации или инструкции к ним. Если таковых нет, количество теплоносителя вы можете узнать в публикации статью «Объем воды в радиаторе отопления – алюминиевом, чугунном, биметаллическом».

Характерные черты открытого бака

Такие резервуары являются крайне простыми – в качестве расширительного бака всегда может использоваться обычное ведро, специально изготовленная емкость из подручных материалов, канистра, что-либо подобное.

Конструкционные особенности емкости

Главными требованиями к конструкции являются:

• наличие достаточного объема;
• отсутствие герметичности.

То есть допускается даже отсутствие крышки, хотя она желательна – защищает от попадания в систему отопления частиц грязи.

Резервуар, который планируется использовать в качестве расширительного бака, должен быть оснащен патрубком, к которому подводится труба от системы отопления. Это единственное обязательное приспособление.

Конструкция любого расширительного бака крайне проста – он представляет собой обычную емкость, оснащенную одним или несколькими входами/выходами. Что позволяет излишкам жидкости накапливаться, сливаться. Самые технологичные резервуары оборудованы подводом воды, сливным краном, который нужен для транспортировки воды в канализацию при слишком больших объемах ее излишков

Но для комфорта и исключения мелких неприятностей желательно использовать следующие аксессуары:

• Переливной шланг или трубу — такой элемент конструкции необходим в случае переполнения расширительного бака. То есть этот элемент конструкции, отводя жидкость в канализацию или просто за пределы здания, исключает возможность его затопления.
• Трубу водоснабжения — она необходимо для пополнения системы отопления водой. Без нее вполне возможно обойтись, но следует понимать, что указанную процедуру придется производить с ведром в руках. Хотя в последнем случае конструкция будет более дешевой.

Поскольку расширительные емкости нередко устанавливаются на чердаках, то следует позаботиться о ее теплоизоляции. Что исключит замерзание жидкости и выход всей системы из строя.

В качестве теплоносителя может использоваться только обычная вода. Потому что современные эффективные антифризы в открытых резервуарах быстро испаряются. Что ведет к существенному удорожанию всей процедуры отопления помещения.

Кроме того, испарения антифризов почти всегда являются токсичными, что сказывается на здоровье жильцов. Больше о видах теплоносителей для системы отопления и их особенностях мы рассказали в этом материале.

Форма и материал изготовления

Форма бака принципиального значения не имеет, поэтому может быть любой:

• круглой;
• прямоугольной;
• трапециевидной и т.д.

Материалом изготовления может быть любой металл или даже пластик, но поскольку теплоноситель может разогреваться до значительных температур, то он должен быть термостойким.

Этот рисунок помогает понять принцип работы расширительного бака. На изображении слева показан теплоноситель в холодном состоянии. Ему с избытком хватает предоставленного объема. Но, когда начинается разогрев (рисунок справа), то скоро возникает избыток воды. На самом деле лишней жидкости немного, но этого вполне хватит для того, чтобы найти слабое место в системе и образовать течь или привести к поломке оборудования

В продаже есть различные варианты открытых расширительных бачков, среди которых несложно подобрать наиболее подходящий. Или же смастерить из подручных материалов самодельный резервуар, который будет исполнять роль расширительного бака.

Пластмассовый бак

Здесь просто берется пластиковая емкость. На роль бака подойдет и канистра 10-40 литров, и обычное ведро на 10 или 12 литров. Более предпочтительным вариантом будет основа прямоугольного сечения.

К ней следует приобрести резьбовой штуцер с резьбой на два сгона и резиновая шайба по диаметру штуцера, а также две гайки под диаметр и шаг резьбы сгонов.

Затем один из торцов штуцера нагревается на открытом огне паяльной лампы, газового резака или газовой плиты и этим нагретым штуцерным сгоном прожигается дно канистры, ведра либо какой-то другой емкости, предназначенной под расширительный бак. После этого следует обрезать верх изделия и прожечь с помощью раскаленного на открытом огне гвоздя три отверстия. Эти отверстия проделываются треугольником и служат для крепления бака к стене.

Теперь следует оснастить дно изделия штуцером. С этой целью на сгон наворачивается гайка, и сам он вводится в отверстие. С внутренней части емкости бака на резьбу сгона надевают резиновую уплотнительную шайбу и прикручивают, туго затягивая, вторую гайку. Задачей этой второй гайки является плотная фиксация резины к донной части с упором во вторую гайку, находящуюся с внешней стороны.

Последний этап работ заключается в креплении емкости повыше, где-то под потолком. Для этого применяются дюбели либо саморезы. Они вставляются в заранее прожженные раскаленным гвоздем или просверленные в пластике отверстия. Такой способ крепления подойдет для монтажа 5-литровой емкости, а вот для ее 10-литрового образца потребуется уже соорудить полку.

Виды и функции расширителей для отопления

Расширительный бак нужен, чтобы компенсировать воздействие, которое оказывает на систему отопления увеличение объема теплоносителя при нагреве. Дополнительная емкость, подключенная к контуру, становится местом хранения образовавшегося избытка воды. Когда температура падает, часть теплоносителя покидает бак и возвращается в трубы.

Процесс повторяется с каждым циклом нагрева и охлаждения. Если бы в системе отсутствовал такой резервуар, то при нагревании воды внутри труб возрастало, а затем уменьшалось бы давление.

Такие перепады отрицательно сказываются на состоянии системы. Они приводят к возникновению протечек в местах соединения приборов и труб и даже могут спровоцировать поломку оборудования.

Мембранный бак для отопления обычно ставят в котельной. Подходящее место – на обратной магистрали между насосом и отопительным прибором

Подбирают расширительный бак в зависимости от особенностей системы отопления. Для закрытых контуров нужен особая замкнутая капсула с мембраной, а для открытых – подойдет негерметичная емкость удобной конфигурации и нужного размера.

Следует выбирать мембранный бак, который предназначен для контакта с горячей водой. Обычно корпус таких устройств окрашен в красный цвет. Емкость для установки в открытом контуре можно сделать самостоятельно, например, сварить из листового металла

Но важно не только выбрать подходящий прибор, но и правильно его установить

Для закрытых систем отопления в качестве расширительного бака используют емкости с мембраной, которая позволяет хранить теплоноситель под определенным давлением

Как и где ставится расширительный бак

Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Есть ли инструкция по установке расширительного бачка?

Открытая система

В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.

Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными конвекционными потоками в нем.

Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:

1. Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком;
2. Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они устремятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.

1. Установка расширительного бачка отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке . Чаще всего — вверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хоть вам и едва ли придется их проектировать) — в верхней точке розлива на чердаке.
2. Сам бачок для открытой системы не нуждается в запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора) . Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся. Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.

Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.

Закрытая система

Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.

Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.

Монтаж расширительного бака системы отопления оптимален в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, где в отопительной системе минимум завихрений. Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке розлива перед циркуляционным насосом. При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и гасить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравим через воздушные краны.

Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.

• Баки в заводской комплектации иногда снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление. Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
• Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
• Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве. В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
• Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
• Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, не так уж редка.

• Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.

• Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с нее на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.

Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном.