Для чего нужен расширительный бачок в системе отопления и особенности монтажа

Назначение бака

Из базового курса физики многие помнят, что твердые тела подвержены расширению при их нагреве. В свою очередь, жидкость и газ увеличивается в объеме. Вода не способна сжиматься в отличие от газа. В случае, если произойдет, нагрев воды в закрытой емкости, давление будет увеличиваться, так как отсутствует пространство для расширения. Как следствие – емкость просто лопнет. Эти процессы наблюдаются в закрытом контуре отопления с емкостью для жидкости.

Расширение воды по температуре оценивается нелинейным показателем. Он указывает на то, во сколько раз расширяется жидкость из расчета нагрева на один градус. В Интернете можно найти множество наглядных опытов, показывающих этот принцип.

Можно рассмотреть данный опыт на примере. С левой стороны находится емкость, в которую налит один литр воды. Вода налита до отверстия для перелива. Температурный показатель +4 градуса Цельсия. Жидкость при данной температуре можно считать нулевой точкой отсчета. Также на иллюстрации можно видеть сосуд с делениями. Он располагается под отверстием для перелива.

В правой части иллюстрации можно видеть этот же сосуд, но уже в нагретом состоянии. Увеличивается показатель температуры жидкости. Соответственно, снижается плотность жидкости. Масса среды не изменяется. При этом, объем жидкости повышается. При достижении водой показателя температуры +90 градусов Цельсия, мерный сосуд наполняется. В нем образовывается чуть больше 30 мл жидкости. Это количество носит название избыточного объема.

Многие скажут, что 30 миллилитров воды является не критичным объемом. Тем не менее, важно понимать, что если изначально воды больше, то при расширении ее объема избыточного количества воды также будет больше. К примеру, если расширяется сто литров воды, то в избытке окажется 3.5 литра, а это уже значительно.

Вода в отопительной системе дома может нагреваться на 70 градусов Цельсия. С увеличением температуры, расширяется и вода. Без включения расширительного бака в отопительную систему, давление увеличится в разы. Соответственно, избыточной воде нужно куда-то выходить. Как правило, течь происходит из слабозащищенных мест контура. Обычно вода выходит из участка трубопровода, либо из отопительной трубы.

Для предотвращения нежелательных последствий, монтируется предохранительный клапан. Он служит для спуска избытка горячей воды. Тем не менее, настроить работу отопления в доме на должном уровне не получится из-за одного фактора. После того, как жидкость охлаждается, ее объем становится прежним, а так как горячая вода спущена, ее место занимает воздушная масса. В результате образуются воздушные пробки, а это одна из главных неприятностей всех отопительных контуров. Эти пробки могут стать преградой на пути следования жидкости в трубопроводе.

Воздушные пробки можно ликвидировать, спустив воздушную массу из батарей. Монтаж предохранительного клапана потребует постоянного долива воды в систему, что неудобно и не рентабельно. Нагревать вновь поступившую воду занимает много времени. Гораздо быстрее нагреть воду, которая поступается в котел, например в Vitopend 100-W, из трубопровода отопительной системы.

Смонтировав расширительный резервуар, можно добиться нормального функционирования системы отопления в жилище. Речь идет про ярко-оранжевый бак, подключенный к системе отопления трубкой. Сосуд предназначен для компенсации избытка давления в отопительной системе дома.

Различные типы емкостей

Существуют различные исполнения расширительных бачков. Они различаются по размерам и форме исполнения. Определить какой сосуд необходим можно, рассчитав его данные. Также при выборе агрегата следует учитывать тип установленной системы отопления дома. Форм-фактор баков представлен таблеткой, а также цилиндрической формой.

Разное внешнее исполнение заключается в способе использования. Заказчик может приобрести:

• Бак открытого типа;
• Бак закрытой компоновки со встроенной мембраной.

Также доступны резервуары закрытого типа без встроенной мембраны. Однако эксперты рекомендуют воздержаться от использования данного вида баков в отопительных системах дома. К сожалению, конструктивные особенности данной продукции требуют тщательной доработки. Подвижную перегородку в таких баках заменяет воздушная масса. Таким образом, воздуху открыть путь во внутреннюю систему отопления дома, а наличие воздуха в контуре недопустимо. В таком баке уровень воды будет все время увеличиваться, пока не достигнет критической точки.

Бачок открытого типа

Устанавливается в отопительной системе дома. Система не изолируется от атмосферы, хотя и имеет замкнутую конструкцию. Система не герметизируется. Соответственно условий для возникновения избыточного давления не возникнет.

Монтаж открытого бака

Расширительный сосуд для открытой отопительной системы монтируется на самой верхней точки отопительного контура. Нельзя устанавливать резервуар в другой точке, так как будет действовать правило сообщающихся сосудов, в результате чего, из резервуара будет выливаться вода. Расположение бачка открытой компоновки в верхней части отопительной системы, служит проверенным способом удаления воздуха из контура. Стоит отметить, что в контуре, так или иначе, присутствует воздух. Он может быть растворен в воде, а также образовываться в результате химической реакции воды и того материала, из которого произведены трубы и радиаторы отопления. Если не уделить удалению воздуха из системы должного внимания, одна или несколько труб могут просто выйти из строя. Открытый бак служит для отвода пузырьков газа из состава воды, находящейся в отопительной системе дома. Проще говоря, данный бак служит для отвода воздуха.

Также допускается монтаж расширительного бачка на обратном пути движения воды в отопительной системе. Тем не менее, даже в этом случае, устанавливать его необходимо в самой высокой точке участка магистрали. Необходимо смонтировать вертикальную трубу, направленную к точке монтажа бака. Бачок не будет отводить газ из системы, если он смонтирован на обратном ходе системы отопления. Из-за этого, в процессе монтажа всей системы отопления, на радиаторах отопления устанавливают клапаны. Также их монтируют в самой верхней части подающего трубопровода.

Разновидности бачков

Конструктивные особенности открытого сосуда достаточно просты, он имеет определенный объем. Сверху на бак надевается колпак, имеющий не плотную структуру. Она защищает воду от попадания в нее посторонних предметов. Так как бак не герметизируется, уровень давления в нем идентичен показателям атмосферного давления. Также сосуд может комплектоваться рядом патрубков в зависимости от его конструкции.

Заказчик может выбрать объем открытого бака. Для их применения не требуется проводить каких-либо действий. Продукции выполнена из нержавейки, которая предотвращает образование ржавчины. Также возможно изготовление бака на заказ по индивидуальным условиям клиента. При изготовлении применяют оцинкованную или нержавеющую листовую сталь.

На данный момент успешно опробованы и работают несколько возможных схем расширительных баков открытой компоновки. Самая элементарная конструкция представляет собой сосуд, в нижней части которого врезан патрубок. Патрубок служит для подключения к системе отопления жилища.

Данная схема исключает циркулирование воды через сосуд. Используя данную емкость, вода в системе отопления находится до среднего деления в баке. В случае, если объем воды в отопительной системе изменится, он также изменится и в расширительном резервуаре.

Необходимо постоянно отслеживать уровень жидкости в расширительном сосуде. Так как вода постоянно испаряется, необходимо поддерживать ее уровень в отопительном контуре, доливая воду в резервуар. Если не пополнять запас воды, ее место займет воздух, а это недопустимо в системе отопления дома.

Оценить количество жидкости в резервуаре можно по патрубку, подсоединенному к прозрачному шлангу.

Зачастую расширительную емкость открытого типа размещают в чердачном помещении. Это хорошее решение, ведь сосуд не бросается в глаза. Размещаясь на чердаке, можно просто зайти в это помещение и осмотреть емкость. Не нужно вставать на лестницу и проводить контроль бака в неудобном положении.

Также следует уделить внимание еще одному способу контроля расширительного бака.

Сначала в бак монтируются два патрубка. С помощью одного из них можно определить предельное заполнение емкости. Его врезают в верхнюю часть резервуара, и он выполняет роль перелива. На патрубок надевается шланг. Также монтируют перелив, лишняя вода из которого уходит в землю.

Нижний патрубок предназначен для соединения с трубой, которая идет в одну из жилых комнат. В эту трубу врезают шаровый кран там, где это удобно клиенту. С помощью данного патрубка можно определить минимальный уровень воды в баке. В случае, если из крана вода не пойдет, значит жидкость нужно доливать. Достаточный уровень воды можно понять по тому, как из верхнего патрубка польется вода.

Необходимый объем емкости

Нет конкретных правил того, какой объем жидкости должен быть в расширительном бачке открытого типа. Рассчитать объем увеличенной жидкости можно, если знать необходимые параметры:

• Параметр расширения жидкости при увеличении температуры;
• Объем всей сети отопления в жилище;
• Температура в системе отопления.

Параметр расширения жидкости по температуре при разном уровне давления и разной температуре можно увидеть в таблице ниже:

Можно рассмотреть ситуацию на простом примере.

При увеличении воды в объеме ста литров на три с половиной литра при температуре +90 градусов Цельсия, в процентном соотношении увеличение жидкости произошло на 3.5%. Кажется, что емкости на 5 литров будет достаточно, но это заблуждение. Расчетные данные показывают, что расширительная емкость должна быть заполнена хотя бы на ¼. Таким образом в отопительную систему не попала воздушная масса. Также необходимо учитывать тот объем, которым будет компенсироваться расширяющаяся водная масса, а также пустое пространство над переливным патрубком. Квалифицированные мастера монтируют такую емкость, объем которой будет составлять 10% от всей водной массы, находящейся в системе отопления дома.

Закрытый тип расширительного бака

Данный тип бака пользуется устойчивым спросом среди конечных потребителей из-за своих не больших размеров. Допускается его установка в любом месте отопительной системы. Если изучить схему построения отопительных систем, такие сосуды монтирует на обратной магистрали, около насоса. Разместить расширительный бак таким образом будет самым правильным решением.

В отличие от открытых резервуаров, закрытый бак является герметичной емкостью. Именно поэтому, давление в отопительной системе сможет повыситься только до определенного показателя. В связи с этим, требуется смонтировать ряд дополнительных агрегатов, которые обеспечат нормальное функционирование всей отопительной системы.

К этим устройствам относятся:

• Предохранительный клапан. Он программируется таким образом, чтобы срабатывать, когда показатель давления подходит к критическому;
• Автомат, способный самостоятельно сбрасывать из отопительной системы, появившийся в ней воздух;
• Манометр. Представляет собой прибор для контроля за уровнем давления.

Все вышеуказанные приборы обязательны к установке в отопительной системе закрытого типа. Только в этом случае допускается работа контура со всеми требуемыми нормами безопасности.

Особенности работы закрытой емкости

Герметичная закрытая емкость состоит из двух внутренних полостей. Полости разграничены между собой податливой перегородкой. Одна из полостей предназначена для жидкости, цикрулирующей в системе отопления. Вторая полость отводится для воздуха, который находится под необходимым давлением.

Внешнее исполнение емкостей закрытого типа выглядит, как красный цилиндр. Это стандартная форма исполнения баков. Располагаться они могут не только вертикально, но и горизонтально. Корпус бака штампуется на производстве и имеет сборное исполнение. Для предотвращения коррозии, внутренняя часть бака обрабатывается антикором.

Цвет для расширительного бачка закрытого исполнения для установки в отопительную систему всегда выбирается красный. Таким образом, невозможно перепутать ее с емкостью, которая монтируется в водопроводной системе. Это оборудование носит название гидроаккумулятор. Их выполняют синими, хотя конструктивно они не имеют отличий от баков отопительных систем. Важно понимать, что эти баки нельзя использовать не по назначению, ведь они сконструированы, протестированы и применимы для работы только с определенной температурой. К тому же, перегородки выполнены из резины. Также важно знать, что уровень давления в баке для водопровода отличается от давления в баке для отопления. Водопровод и отопительная система работают на разных уровнях по давлению.

Расширительная отопительная емкость конструируется с готовым резьбовым патрубком. К патрубку подключают оборудование, необходимого для корректной работы отопительной системы дома.

Еще одним устройством на баке является ниппель. Его используют для регулирования давления воздуха в камере. В результате, всегда можно отрегулировать давление на оптимальном уровне внутри бака закрытого типа. Этот показатель должен быть меньше на 0.2 бара, чем давление, которое создает накаченная среда в отопительном контуре дома. Можно рассмотреть на примере. Холодный отопительный контур держит давление в 2 бара. Соответственно, в расширительной емкости давление должно быть 1.8 бара. Важно периодически следить за показателем давления в расширительном сосуде. Это же значение необходимо контролировать и в самой сети отопительной системе. Проверять показатель необходимо перед тем, как включать систему

Главной и важной частью расширительного бака закрытого типа является мембрана. Так как мембрана подвижна, то показатель объема двух отсеков внутри бака будет постоянно меняться при запущенной системе.

Перед включением отопительной системы, в воздушной части расширительного бака создается повышенное давление равное 1-1.5 атмосферы. Оно давит на податливую перегородку, и она начинает двигаться в нижней своей части. При этом, в отсеке с водой объем устанавливается на минимальном значении. После того, как отопительная система заполняется жидкостью, давление в отопительном контуре выходит на рабочий уровень. В свою очередь, отсек с водой увеличивается в объеме из-за давления на мембрану, которая изменяет свою форму уже в верхней части.

Чем течением работы отопительного котла, повышается температура воды в системе отопления. Следовательно, происходит увеличение объема жидкости в тепловой системе жилища. Избыточное давление жидкости, направляется в водяную часть расширительного бака, так как это единственное место, где это давление может разместиться. Давление газа увеличивается из-за того, что происходит увеличение одной части бака, и одновременное уменьшение другой части.

С течением времени, температура воды в системе отопления снижается. Одновременно с этим, происходит изменение объема воды в меньшую сторону. В той части бака, где размещается жидкость, ее количество уменьшается. Происходит это потому, что давление в закрытом резервуаре устанавливается путем движения эластичной мембраны под действием воздушной массы в верхней части бака. Податливая перегородка устанавливается так, чтобы отбалансировать систему отопления жилища. Именно поэтому, любые неполадки в работе системы исключаются. На случай возникновения критической ситуации, включается предохранительный клапан. Его относят к важной составляющей датчиков безопасности. В некоторых случаях, расширительный бачок уже с завода продается с данным клапаном.

Инструкции по расчету объема закрытой емкости

Для того, чтобы подобрать правильный расширительный сосуд для отопительной системы дома, важно рассчитать объем закрытой расширительной емкости.

В случае, если жидкостью является антифриз, тогда на величину его расширения влияет температура, а также количество гликоля, содержащегося в антифризе. Необходимые данные можно взять из соответствующих справочников.

Ниже представлена таблица, в которой указывается величина расширения антифриза при увеличении его температуры:

Профессионалы в отопительных системах рекомендуют выполнять монтаж расширительного резервуара, руководствуясь формулами по расчету его объема. Получившееся значение должно быть эквивалентно 1/10 части общего количества жидкости в системе отопления дома.

Для тех, кто затрудняется с получением точных расчетов самостоятельно по формулам, на сайте размещен калькулятор для расчетов в онлайн режиме. Квалифицированные работники настоятельно рекомендуют перепроверять полученные данные, используя калькуляторы на нескольких интернет порталах. В свободные поля следует вставить необходимые цифры, и система автоматически произведет расчеты. Затем необходимо поочередно сверить получившиеся цифры еще на нескольких сайтах.

Используя автоматическую систему для расчетов, можно получить величину объема емкости для расширяющейся жидкости. Собственник дома указывает примерное количество жидкости в отопительном контуре, исходя из мощностных характеристик котла. По мнению экспертов, независимо от того, какой результат по объему жидкости будет получен, требует приобретать для монтажа расширительный бак закрытого типа на 12 литров.

Нюансы монтажа расширительного бака

Монтажники выполняют установку расширительного бака закрытого типа с соблюдением ряда нюансов. Необходимо установить бак таким образом, чтобы резьбовой патрубок находился в нижней части бака. Расположенный внизу, патрубок позволит эффективно отвозить скопившиеся газы из отопительного контура дома.

Правильный тип монтажа тот, при котором расширительный бак монтируется на обратной магистрали отопительной системы. Важно, чтобы расстояние до котла было минимальным. При этом, бак должен быть установлен перед насосом. Таким образом, его работа будет корректной.

Обратная магистраль комплектуется тройником. Тип труб имеет значение при установке емкости. Трубопроводная арматура монтируется на участке между тройником и баком. Таким образом, можно не сливать воду из системы при выполнении плановых работ. Арматура укрепляется так, чтобы было удобно собственнику дома. Необходим небольшой кусок трубы, а также шаровой кран. Труба может быть прямая или гнутая. Также производится установка так называемой “американки” для получения разъемного соединения. Таким образом, снять или обслужить расширительный бак будет проще. На финальном этапе происходит открытие трубопроводной арматуры, а также проверяются все смонтированные стыки и перемычки.

Итоги

Первоначально необходимо определить объем бака для расширения, а уже после этого определяться с тем, какой тип приобретать, открытый или закрытый. Монтаж всей системы должны выполнять квалифицированные специалисты. Самостоятельное подключение не допускается. Монтажная бригада при проведении работ убедится, что все узлы и агрегаты системы смонтированы в соответствии с требованиями безопасности и правильности монтажа. Кроме того, собственнику дома предоставят гарантию на материалы и выполненные работы. Поэтому, при возникновении неполадок, собственник жилища может обратиться за помощью туда, где он заказывал выполнение проекта.