Как найти расширительный бак

Расширительный бак – незаменимый элемент системы отопления, без которого не сможет обойтись ни одна котельная.Перед тем как выбрать емкость, нужно познакомиться с различными видами, принципом работы, расчетами и подбором, а также особенностями монтажа данных резервуаров.

Для чего нужен расширительный бак?

Основная функция расширительного бака, компенсация температурных расширений теплоносителя и колебаний давления в системе отопления. При нагревании происходит расширение теплоносителя, если не установлена ёмкость для компенсации, то возникает существенное увеличение давления в системе, что приводит к разрыву трубопровода, соединений и элементов сети отопления.

Расширительные баки делятся на несколько видов.

1. Отрытого типа.

2. Закрытого типа, с мембраной внутри.

Расширительный бак открытого типа

Конструкция расширительного бака открытого типа представляет собой ёмкость круглой или прямоугольной формы с патрубками для входа/выхода теплоносителя в ёмкость, и его слив при переполнении.

Применяется в отрытых системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, устанавливается в наивысшей точке, чаще на подающей линии, но также можно устанавливать и на обратной. Если смонтировать емкость в любой другой точке, то теплоноситель будет выливаться из системы, согласно закону сообщающихся сосудов. Расположение в верхней точке также способствует выходу воздуха из системы отопления.

Система отопления с естественной циркуляцией или гравитационная система – это система, которая работает по принципу гравитации. Теплоноситель перемещается по трубам за счет разности веса и плотности в нормальном и нагретом состоянии. При нагревании происходит повышение температуры теплоносителя, тем самым уменьшается вес и плотность. Более холодный теплоноситель начинает вытеснять нагретый, в результате образуется движение масс. Также циркуляции теплоносителя способствуют уклоны трубопроводов в данной системе.

Подбор расширительного бака открытого типа

Подобрать объем расширительного бака открытого типа достаточно просто. Для этого нужно знать общий объем теплоносителя в системе отопления, 10% от этого значения будет составлять минимальный объем расширительного бака открытого типа.

Для того, чтобы посчитать объем теплоносителя в системе, нужно сложить все объемы элементов, таких как котел, радиаторы, трубопроводы и тд. Информацию об объеме теплообменника котла, радиаторов можно найти в техническом паспорте изделия, что же касается трубопровода, то он считается по формуле:

V– объем теплоносителя в 1 м. п. трубы

D– внутренний диаметр трубы (в метрах)

Пример: металлопластиковая труба 20х2.0,

0, 201 л. cодержит 1 м. п. металлопластиковой трубы Dn 20 с толщиной стенки 2 мм.

Мембранный расширительный бак закрытого типа

Представляет собой ёмкость круглой формы, внутри присутствует мембрана, которая разделяет емкость на две части, в одной находится газ, в другую поступает теплоноситель при его расширении в системе отопления.

Применяется, в основном, в закрытых системах отопления. Рекомендуется устанавливать расширительный бак на обратной линии системы как можно ближе к патрубку всасывания насоса. Во время работы системы отопления насос создает перепад давлений, а расширительный бак является в таком случае «нейтральной точкой», так как он поддерживает статическое давление, и давление перед циркуляционным насосом.

Закрытая система отопления или замкнутая система – это сеть трубопроводов и отопительных приборов, в которой теплоноситель не контактирует с атмосферой и движение теплоносителя происходит за счет циркуляционного насоса (Рис. 4).

Существует несколько способов расчета и подбора расширительных баков с применением формул. Мы с Вами рассмотрим один из способов подбора, опираясь на основные характеристики системы.

Подбор расширительного мембранного бака

Для этого потребуется произвести небольшие расчеты. Объем расширительного бака рассчитывается по формуле:

Vб – объем расширительного бака

Vp – объем расширения теплоносителя

Vз – объем водяного резерва

Po – предварительное давление газа в расширительном баке

Pкон – конечное давление

Теперь разберем каждое значение подробней.

Объем расширения.

Объем расширения теплоносителя при нагреве до определённой температуры рассчитывается по формуле:

Vсист – объем теплоносителя в системе, как получить данное значение описано выше, в разделе расширительного бака открытого типа.

β – коэффициент расширения воды и водно-гликолевых смесей, значение берется из таблицы, представленной ниже.

Пример: объем системы 700 литров, нагревание теплоносителя до 80°С, теплоноситель – вода, получается:

Vp = 700 * 0,029 = 20,3 литра, на это значение расширится теплоноситель при нагреве до 80 °С.

Объем водяного резерва.

Данное значение рекомендуется учитывать при подборе расширительного бака. Нужен для компенсации незначительных протечек, а также, если система отопления была заполнена, но не запущена, и температура теплоносителя стала ниже, чем в момент заполнения. Объем водяного резерва составляет 0,5% от общего объема системы, но не менее 3 л. Этим количеством теплоносителя будет заполнен расширительный бак после заполнения системы.

Vз = Vсист * 0,005

Пример: Vз = 700 * 0,005 = 3,5 л

Предварительное давление газа.

При расчете предварительного давления в расширительном баке нужно учитывать расположение бака, до или после насоса. В первом случае поддерживается давление всасывания насоса, такой вариант расположения расширительного бака наиболее желателен. Во втором случае поддерживается давление нагнетания циркуляционного насоса.

При установке расширительного бака перед насосом предварительное давление рассчитывается по формуле: Ро = Рст + 0,2

Если бак установлен после насоса, нужно учитывать еще давление насоса:

Ро = Рст+ 0,2 + Рнасоса

Рст – статическое давление системы (разность по высоте в системе наивысшего расположения отопительного прибора и точкой подключения расширительного бака).

Пример: Рст = 12 м.вод.ст. = 1,2 бара

Ро = 1,2 + 0,2 = 1,4 бара

Конечное давление.

Данное значение зависит от давления срабатывания предохранительного клапана:

Рпр.кл. – давление срабатывания предохранительного клапана

При Рпр.кл. ≤ 5 бар, Ркон = Рпр.кл. – 0,5

При Рпр.кл. ≥ 5 бар, Ркон = Рпр.кл. * 0,9

Пример: Давление срабатывания предохранительного клапана 3 бара,

Ркон = 3 – 0,5 = 2,5 бара

Все данные получены, теперь можно рассчитать объем расширительного бака:

Расширительный бак устанавливаем объемом 80 литров.

Давление заполнения.

Данный параметр позволяет заполнить систему с тем самым запасом в расширительном баке, который ранее рассматривали, объем водяного резерва. Считается он достаточно просто:

Итак, для того, чтобы получить объем водяного резерва в расширительном баке, давление заполнения системы должно быть 1,5 бара.

В данной теме мы познакомились с различными видами расширительных баков, принципом работы, особенностями монтажа, а также с расчетами и подбором. Выбор расширительной емкости является достаточно простой задачей, нужно лишь знать некоторые параметры системы.

Автор: Дмитрий Ануфриев

Расширительный бак: расчёт, выбор, установка

Расширительный бак защищает систему отопления от поломки при увеличении объема теплоносителя. Статья поможет рассчитать, выбрать и правильно установить бак.

Содержание:

• • Мембранный расширительный бак (экспанзомат)
  • Расчёт расширительного бака для отопления
  • Где и как установить расширительный бак

Расширительный бак — неотъемлемая часть любой системы отопления потому, что теплоноситель при нагревании увеличивается в объеме, вода и отопительный антифриз в том числе. Расширительный бак принимает на себя увеличивающийся объем жидкости, предохраняя систему отопления от разрушения.

Расширительные баки бывают открытые и мембранные (закрытые). Открытый расширительный бак принято включать в схему классической системы отопления там, где теплоноситель циркулирует по трубам за счет естественной циркуляции. В этом случае расширительный бак устанавливают в самой верхней точке дома, желательно на чердаке. В открытый расширительный бак наливают воду при заполнении системы отопления теплоносителем, в него же заводят воздушник.

Закрытые, мембранные баки применяются в закрытых системах отопления, которые все время, за исключение ремонта, находятся под избыточным давлением около 1 кгс/см². В этом случае мембранный расширительный бак не только принимает на себя расширяющийся теплоноситель, но и поддерживают давление на постоянном уровне, даже если котел не работает и циркуляции теплоносителя в системе нет. Через мембранный бак не наполняют систему отопления, как в случае с открытым расширительным баком, который служит своеобразной воронкой.

В закрытых системах циркуляция теплоносителя осуществляется за счет циркуляционного насоса, который все чаще встраивается прямо в котел. Не обошла эта участь и расширительные баки — мембранные баки давно стали неотъемлемой частью настенных котлов. Конечно, объем расширительных баков в котлах невелик, порядка 4-8 литров, но для простых систем отопления с малым объемом теплоносителя этого достаточно.

Вообще, перед покупкой мембранного расширительного бака или изготовлением емкости открытого расширительного бака надо сделать расчёт объема бака, чтобы он смог вместить весь объем расширяющейся жидкости.

Мембранный расширительный бак (экспанзомат)

По сути, мембранный бак представляет собой гидроаккумулятор с прочной мембраной, которая способна выдерживать горячую воду без повреждения.

Мембрана делит бак на два отсека: воздушный и водяной. В воздушный отсек компрессором или автомобильным насосом накачивается воздух под давлением 1-1,5 кгс/см², точное давление указано на наклейке, наклеенной на бак или в паспорте экспанзомата. Воздух под давлением выполняет роль пружины, сжимаясь при увеличении объема жидкости в баке.

Срок службы расширительного бака зависит от правильности установки и качества оборудования, в среднем составляет 5-8 лет. Продлить срок службы экспанзомата можно установив бак на обратной линии, перед циркуляционным насосом.

Выбор расширительного бака зависит от ассортимента отопительного оборудования в магазинах вашего региона, поэтому ориентируйтесь на отзывы касательно имеющихся в продаже моделей.

Расчёт расширительного бака для отопления

Выбирая расширительный бак надо знать его объем. Объем можно определить по формулам, а можно воспользоваться таблицей и подобрать бак для вашей системы отопления, если известна ёмкость системы отопления, объем теплоносителя во всех без исключения трубопроводах, радиаторах, котле и др.

В любом случае, рекомендуется покупать бак с запасом 10-15% по объему. Как говорится лишний объем не помешает, особенно если в качестве теплоносителя используется отопительный антифриз, а не вода.

Таблица. Расчет емкости расширительного бака для системы отопления, в зависимости от объема теплоносителя.

Объем теплоносителя в системе отопления, литров	Емкость расширительного бака, литров
15-20	1
25-30	2
35-45	3
50-55	4
60-65	5
70-80	6
85-90	7
95-100	8
105-110	9
120	10
Примечание: расчёт верен, если в качестве теплоносителя используется вода, начальное давление в системе отопления — 1 кгс/см2, максимальное давление — 3 кгс/см2. Точный расчет объема расширительного бака можно сделать на сайте ГК Климатик.

Где и как установить расширительный бак

Мембранные расширительные баки рекомендуется устанавливать на обратной линии системы отопления, недалеко от котла, перед циркуляционным насосом, водяным патрубком вверх (горизонтальные баки: влево или вправо).

Не рекомендуется устанавливать экспанзоматы водяным патрубком вниз — это будет способствовать скоплению воздуха в баке, который будет невозможно удалить из системы. Также не рекомендуется устанавливать бак на напорной линии системы отопления, чтобы продлить срок службы мембраны.

Открытые расширительные баки по традиции монтируются в самом высоком месте дома так, чтобы труба, идущая от бака, входила в обратную линию системы отопления недалеко от входа в котел. Также требуется обеспечить удобство наполнения системы водой и контроль уровня воды в баке без дополнительных ухищрений.

Устойчивость, безотказность, эффективность и долговечность работы системы отопления зависят от того, насколько правильно просчитаны все ее параметры, насколько гармонично взаимодействуют между собой ее приборы, узлы и необходимые устройства, насколько качественно выполнены монтаж и регулировка. И мелочей в подобных вопросах быть попросту не может.

Совершенно неразумным будет разделять отдельные приборы и узлы на «важные» и «не очень». Да, стоимость элементов может отличаться очень значительно, функциональность одних – постоянно на виду, а других – совершенно незаметна и даже непонятна, с точки зрения неискушённого пользователя. Но каждый выполняет свою «миссию» в общей работе системы. Поэтому совсем дилетантским выглядит, например, вопрос – так ли уж важен расширительный бак для системы отопления, и стоит ли придавать значение проблеме его выбора и правильной установки? А между тем, важность этого нехитрого устройства – сложно переоценить.

Для чего в принципе необходим расширительный бак?

На этот вопрос ответить проще всего. Даже тот, кто не особо хорошо учился в средней школе, наверняка знает просто по опыту жизни – при нагревании физические тела увеличиваются в объеме. И вода в этом плане не является исключением.

Температурное расширение характеризуется особой величиной – коэффициентом. Это, именно для воды – нелинейный показатель, во многом зависящий от температуры. Сам коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается объем при нагревании жидкости на 1 градус.

Не будем здесь приводить всю таблицу коэффициентов для воды. Лучше проиллюстрировать это расширение известным физическим опытом.

Итак, в левой части рисунка показан резервуар, к котором до переливного отверстия помещается ровно 1 литр (1 дм³) воды, имеющей температуру + 4 °С. Это значение является для воды нулевой точкой отсчета. Под переливным патрубком установлена мерная емкость.

Воду в баке начинают нагревать. При повышении температуры плотность воды снижается, то есть при сохраняющейся равной ее массе наблюдается расширение объема. При нагреве до температуры + 90 °С в мерной емкости собирается порядка 36 мл воды – это объем, который стал избыточным и перешел через переливной патрубок.

Много это или мало? Вроде бы – пустяки. Но если рассматривать в более серьезном масштабе, то при изменении температур получаются уже весьма значительные колебания объема. Посудите сами – при 100 исходных литрах речь бы уже шла о 3,5 литрах избытка.

Если оставить воду в замкнутом объеме, то расширяться ей будет некуда – она является несжимаемым телом. Стало быть, по законам термодинамики в таких условиях начинает подниматься давление. А вот это – уже серьезно. Если давление в замкнутых контурах системы отопления превышает допустимый порог, то будет еще благополучным исходом, если все ограничится протеканием на узлах соединений труб или радиаторов. Но неконтролируемый рост давления может принести и куда более разрушительные последствия.

Чтобы не доводить ситуацию даже до незначительных аварий, в отопительной системе необходимо предусмотреть дополнительную емкость, которая  была бы способна принимать и отдавать излишки воды (или любого иного жидкого теплоносителя), образующиеся при ее нагреве. Именно такая задача возложена на расширительный баки. Впрочем, даже их название говорит само за себя.

UNIPUMP — расширительные баки

Расширительные баки (экспанзоматы) с брендом UNIPUMP — рассчитаны для компенсации повышенного температурного расширения теплоносителя в замкнутых системах отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

В изготовлении корпуса присутствует углеродистая сталь, а внешняя оболочка бака окрашена эмалью. Внутри корпуса находится мембрана из EPDM (синтетическая этилен/пропиленовая эластичная резина). В полость между корпусом бака и внешней поверхностью мембраны накачивается воздух.

Ознакомиться с инструкцией по монтажу и эксплуатацией вы можете здесь.

При повышении температуры теплоноситель расширяется и внутренняя эластичная мембрана растягивается, а при охлаждении — выдавливается из этой мембраны.

• диапазон рабочих температур составляет от 0 до +90оС;
• давление сжатого воздуха внутри расширительного бака составляет 1.5 bar;
• присоединительный размер — 1 дюйм (25 мм);
• расширительные баки UNIPUMP бывают объёмом 5, ,8, 12, 19, 24, 36, 50, 80 и 100 л. Устанавливаются в вертикальном и горизонтальном положении. На заказ могут изготавливаться расширительные баки с объёмом до 500 л.

При общности основной функции, конструкция расширительных баков может различаться. И главное различие кроется в особенностях самой системы отопления, которая может быть открытого или закрытого типа.

Расширительный бак в системе отопления открытого типа

Специфика расположения открытого бака

Особенности такой системы уже, наверное, понятны исходя из ее названия. Контур, безусловно, замкнут, но он не изолирован от атмосферы, негерметичен, и избыточного давления в нем не может быть по определению. А расширительный бак представляет собой обычную ёмкость, врезанную в контур. Главное условие – она должна расположиться выше самой высокой точки системы.

Цены на расширительные баки

Почему именно высшая точка? Все просто – в противном случае жидкость просто будет выливаться по закону сообщающиеся сосудов.

Кроме того, такое расположение способствует выполнению еще одной важной функции – расширительный бачок открытого типа становится эффективным воздухоотводчиком. В воде всегда имеется растворенный воздух, который способен перейти в привычное для себя газообразное состояние. Кроме того, к выделению газов могут приводить и химические реакции между теплоносителем и материалом труб и теплообменников. А скопление газа способно запереть радиатор или даже целый участок отопительного контура. Так что своевременное удаление газовых пузырьков – чрезвычайно важная задача.

Правда, иногда открытые расширительные баки врезаются в магистраль обратки (по тем или иным компоновочным соображениям). Но все равно – это высшая точка системы, к которой просто прокладывается вертикальная труба. В таком случае функция газоотводчика не работает, и это потребует установки дополнительных клапанов на радиаторах и, опять же, в самой высокой точке системы на трубе подачи.

Варианты конструкции

Какова конструкция открытого расширительного бака? Она может быть простейшей или иметь те или иные усовершенствования. В любом случае это емкость определённого объема, которая обычно сверху прикрывается крышкой. Крышка нужна исключительно для защиты от попадания в воду мусора или пыли, и никогда не является герметичной. То есть в баке всегда выдерживается текущее атмосферное давление. А в саму емкость врезаны патрубки – от одного в самом простом исполнении, до нескольких, различного предназначения.

Расширительные баки открытого типа можно приобрести в готовом виде – в магазинах представлен довольно широкий ассортимент изделий различного объема. Чаще всего они изготовлены из листовой нержавеющей или оцинкованной стали – чтобы не допускать развития коррозии.

Но многие мастера предпочитают изготавливать такие баки самостоятельно. Емкость вполне можно сварить из листового материала, а нередко в ход пускаются уже готовые – например, металлические или даже пластиковые бочки или канистры, старые газовые баллоны и т.п. Все это обойдется очень недорогого, а сделать соответствующую врезку патрубков — тоже для хорошего хозяина труда не составит.

Давайте посмотрим на несколько возможных схем таких баков:

Самая простая схема – в емкость просто врезан снизу патрубок, который подключается к контуру отопления.

Понятно, что при такой конструкции никакой циркуляции теплоносителя через бак не будет. При заполнении системы добиваются того, что уровень воды в баке располагается примерно посередине его высоты. И колебания объёма жидкости в системе будут отражаться повышением и понижением этого уровня.

Безусловно, за уровнем теплоносителя в баке необходим контроль – испарение, так или иначе, будет, и если не пополнять воду, то можно вызвать воздушную закупорку контура системы или «завоздушивание» радиаторов. Так что заглядывать в расширительный бак такой простой конструкции придется регулярно, чтобы при необходимости произвести подпитку.

Чтобы облегчить визуальный контроль, применяют различные хитрости. В частности, можно с боковой стороны бака врезать патрубок небольшого диаметра, на который надевается короткий отрезок прозрачного шланга. Понятно, что уровень воды в шланге будет соответствовать уровню в баке – достаточно мимолетного взгляда, чтобы оценить ситуацию.

Но уже говорилось, что бак должен размещаться в самой высшей точке, и очень часто этим местом становится чердачное помещение. То есть емкость располагается не на виду, и забираться каждый раз наверх, чтобы проверить уровень – крайне неудобно. Но этот контроль можно организовать и по-иному. Пример показан на схеме ниже:

В бак с торцевой стороны врезаны два патрубка.

— Верхний (поз. 1) определяет максимально допустимое наполнение емкости, и работает просто на перелив. От него проводится труба (шланг) в канализацию или даже просто со сбросом на грунт – в огород.

— К нижнему патрубку (поз. 2) подключена труба, уходящая в помещение, на которой в удобном для хозяев месте размещен обычный шаровой кран. Высота расположения врезанного патрубка определяет минимально допустимый уровень воды в баке. То есть для контроля заполненности стоит лишь приоткрыть кран – если из трубы пойдет вода, то все в норме. В противном случае – проводится подпитка, пока вода не пойдет через патрубок перелива.

Удобно для пунктуальных хозяев, которые помнят о необходимости осуществления регулярного контроля. А вот для забывчивых и такая схема вряд ли станет «помощницей». Но вполне можно «автоматизировать» процесс поддержания уровня в баке на требуемом уровне. Для этого будет достаточно подвести к баку трубу подпитки (из водопровода), но подключить ее — через поплавочный клапан, который обычно используется в сливных бачках унитазов.

То есть от переполнения защитит переливной патрубок (он необходим в любом случае), а критического падения уровня не допустит вот такая простейшая система подпитки.

Все показанные выше схемы можно образно назвать «пассивными» — через расширительный бак циркуляции теплоносителя не происходит. Просто таким образом создаётся свободное пространство для расширяющегося объема жидкости. Несложно и вполне работоспособно. Но есть и недостаток – функция воздухоотводчика в таких баках весьма непродуктивна. Немалое количество пузырьков воздуха, увлеченных потоком воды при следовании по магистрали подачи, будут просто проскакивать мимо места врезки патрубка, отходящему к расширительному баку. И для того, чтобы бак стал эффективным сепаратором воздуха, нередко через него замыкают и циркуляцию. То есть он становится звеном в общем контуре циркуляции воды.

Это может выглядеть примерно так:

Подача теплоносителя в бак осуществляется по трубе 1, а через патрубок 2 он опять поступает в магистраль подачи. Резкое увеличение объема (на переходе от диаметра трубы к баку) соответственно вызывает и резкое снижение скорости потока, что способствует всплытию и выходу в атмосферу мельчайших газовых пузырьков. Положение трубы 1 может быть и иным, например, она может подводиться и снизу. Но в любом случае ее вваренный патрубок внутри бака должен расположиться выше выходного

Трубы перелива (поз. 3) и подпитки в таких схемах – ничем не отличаются от вариантов, показанных выше. Просто здесь указано не всё, чтобы не перегружать рисунок.

Безусловно, если используется такая схема подключения расширительного бака, то предпринимаются шаги по очень качественной его термоизоляции. В противном случае возможны совершенно непродуктивные и весьма большие потери тепла, в особенности если бак приходится располагать в неотапливаемом помещении.

Кстати, показанная выше схема может иметь и дальнейшее развитие. Можно встретить примеры, когда на расширительный бак возлагается еще и функция раздающего коллектора, если система отопления организована по принципу стояков.

В этом случае хорошо утепленный бак стараются разместить как можно ближе к геометрическому центру дома. И уже от него по врезанным патрубкам производится раздача горячего теплоносителя по стоякам системы.

Какой объем бака потребуется?

Теперь о том, каким должен быть объем открытого расширительного бака. Строгих правил на этот счет не существует. Каждый может, зная значение коэффициента температурного расширения воды, емкость своей системы отопления и предполагаемый ее температурный режим работы, оценить насколько увеличится объем жидкости.

По приведенным выше значениям можно было бы предположить, что раз нагрев 100 литров воды до 90 градусов дает прирост объема в 3,5 литра (то есть, по сути, 3,5 %), то можно исходить из нормы 5 % от емкости системы. Но практика показывает, что этого явно маловато. Не забываем, что бак должен иметь предварительное заполнение хотя бы на четверть своей высоты (это минимум) — чтобы система не «хапнула» порцию воздуха. Далее, предусматривается тот самый «переменный объем», который будет компенсировать расширение. Примерно на верхней границе этого объема врезается патрубок перелива. Ну и выше уровня воды до крышки обязательно должно оставаться свободное пространство. То есть в 5 процентов никак не уложишься.

Опыт мастеров, занимающихся монтажом отопления, показывает, что оптимальным решением будет исходить из такого примерного соотношения: объем бака ≈ 10% от объема системы.

Значит, необходимо знать объем своей системы. Как его найти?

• Если система отопления готова, то проще всего будет засечь по водомеру, какое количество в нее поместится до полного заполнения. Прием очень точный, но мало когда помогающий. Согласитесь, обычно емкость бака просчитывается заранее, а не после монтажа контуров.
• С весьма большой погрешностью, но все же можно принять соотношение: 15 литров воды на каждый киловатт мощности котла. Понятно, что при таком подходе допустить ошибку – совсем несложно.
• Наконец, объем системы отопления можно просто просчитать. Надо полагать, что если планируется установка расширительного бака, то в проекте системы уже намечены и монтируемые контуры труб того или иного типа и диаметра, и модель котла, и типы радиаторов отопления, и их количество. То есть если просуммировать объемы всех элементов системы, можно найти искомую величину.

Задача может показаться архисложной. Но на деле это не так страшно – если воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, к которому ведет ссылка (он откроется на отдельной странице).

Цены на расширительные баки ДЖИЛЕКС

Как рассчитать общий объем системы отопления?

Подбор расширительного бака – далеко не единственный случай когда этот параметр станется необходим. Например, это требуется при покупке теплоносителя-антифриза, при проведении некоторых расчетов смесительных узлов и т.п. С помощью нашего калькулятора расчета общего объема системы отопления читатель выполнит вычисления без особых проблем.

Обратите внимание – если вычисления производятся с целью определения оптимального объёма расширительного бака, то сам бак из расчетов следует исключить. Это сделать несложно – просто передвиньте ползунок слайдера в положение «0».

Недостатки открытой системы отопления

Итак, подведём итог по расширительному баку в открытой систем отопления.

Такие системы, кстати, еще не столь давно полностью преобладали. Хотя бы по той причине, что купить оборудование для системы закрытого типа было попросту невозможно. Но на сегодняшний день их, увы, приходится признавать устаревшими.

• Явным достоинством видится простота конструкции. В ряде случаев вообще практически не придется приобретать каких-то дополнительных материалов. При желании, вполне функциональный бак можно сделать «на коленке» из хранящегося в гараже «хлама».
• В открытой системе априори не может возникнуть опасного давления, так как она связана с атмосферой. Это отметает необходимость использования предохранительного клапана.
• Добавим к преимуществам еще и способность расширительного бака выступать в роли воздухоотводчика.

Но недостатков у системы открытого типа тоже весьма немало:

• Уже не раз отмечалось, что бак должен быть установлен в самой высокой точке системы. Хорошо, если в доме есть утепленный чердак. Но это бывает не всегда, и приходится предусматривать очень качественное утепление емкости, чтобы ее попросту не «прихватило» в сильный мороз.
• Если бак приходится устанавливать в помещениях (например, чердака и вовсе нет), то он, размещенный под потолком, явно не станет украшением интерьера.

• За уровнем воды в баке необходим постоянный контроль. Эта проблема, как мы видели, решаема, но тем не менее.
• Мало того что из-за негерметичности идет постоянный процесс испарения воды. Теплоноситель от контакта с воздухом насыщается кислородом, что активизирует коррозию на металлических деталях контура и в теплообменнике котла.
• Если вы заметили, речь выше шла исключительно о воде в роли теплоносителя. В открытых системах иного и быть не может – испарение дорогостоящего антифриза выглядит расточительством. Кроме того, многие антифризы при испарении – отнюдь не безопасны для здоровья. Так что если открытая система отопления планируется в доме, который часто зимой остается пустым, придётся сливать из нее воду.
• Невозможна такая система, если используется электродный котел. Его работа основана на принципе электрической проводимости теплоносителя, то есть важное значение имеет химический состав. А при неконтролируемом испарении оптимальная концентрация будет быстро теряться.
• Стабильное низкое давление в системе не всегда является преимуществом. Некоторые отопительные приборы, наоборот, показывают свои преимущества именно при повышенных показателях давления.

Как видите, недостатков – очень много. Поэтом более совершенной считается система отопления закрытого типа. Но в ней применяется уже совсем другой расширительный бак.

Расширительный бак для системы отопления закрытого типа

Основными преимуществами такого бака можно считать его компактность и возможность установки на любом участке системы отопления. То, что его часто рисуют на схемах, смонтированным на трубе «обратки» в непосредственной близости от насосного узла – это, действительно, рекомендуемое положение. Но никаких серьезных ограничений нет и по выбору иного места.

Цены на расширительные баки Wester

То, что бак герметичен, означает, что давление в системе может повышаться до весьма значимых показателей. Это предопределяет необходимость наличия в контуре «группы безопасности». В состав такой группы традиционно включаются предохранительный клапан, настроенный на определенный верхний порог давления, автоматический воздухоотводчик и контрольно-измерительный прибор – манометр или манометр совмещенный с термометром.

Вряд ли это можно в полной мере отнести к недостаткам – скорее, это эксплуатационные особенности системы. Так что единственным «минусом» закрытого расширительного бака может считаться необходимость его приобретения. Но за комфортность в пользовании системой не грех и заплатить.

Кстати, очень многие современные котлы отопления, особенно – настенного исполнения, уже изначально оснащены встроенным расширительным баком нужного объема. Так что и покупать и устанавливать уже ничего не придется.

Устройство и принцип работы расширительного бака для закрытой системы отопления.

Устройство бака – довольно простое. Конструкция может несколько различаться, но принцип сохраняется во всех моделях

А заключается принцип в том, что герметично закупоренный объем разделен на две камеры эластичной перегородкой. Одна камера, водяная, подключается через патрубок к контуру системы отоплена. Вторая – воздушная, в которой предварительно создаётся определенный уровень давления.

Устройство можно проиллюстрировать следующей схемой:

Корпус бака (поз. 1) обычно представляет собой сборную штампованную металлическую конструкцию. Цилиндрическая форма является «классической» но встречаются и другие варианты, внутри стенки обработаны антикоррозионным составом, снаружи наносится защитное эмалевое покрытие. Цвет должен быть красным. Дело в том, что в продаже представлены и баки-гидроаккумуляторы, которые и внешне, и по своему устройству мало отличаются от расширительных. Но их синий цвет говорит о том, что они не рассчитаны на работу в условиях высоких температур. Так что полной взаимозаменяемости здесь нет.

На корпусе обязательно имеется установленный резьбовой патрубок (поз.2), через который расширительный бак будет подключаться к контуру отопления. Некоторые производители сразу комплектуют свои изделия и фитингами с накидной гайкой-американкой – так процесс установки бака будет еще проще.

С противоположной стороны корпуса обычно имеется ниппель или золотник (поз. 3), очень похожий на велосипедный, через который производится подкачка воздушной камеры до требуемого уровня давления в ней.

Главной деталью этой конструкции является мембрана (поз. 6), которая делит внутренний объем бака на две камеры. Она изготавливается из материала с высокой эластичностью и предельно низким показателем диффузии. Ранее для этих целей чаще применялся каучук, но такие мембраны все же не отличались долговечностью. В современных приборах обычно используются этилен-пропиленовые или бутиловые.

Итак, мембрана делит бак на водяную камеру (поз. 4), расположенную со стороны патрубка, и на воздушную (поз. 5) – со стороны ниппеля. А объем этих камер – величина переменная.

• Как уже говорилось, в воздушной камере предварительно создается избыточное давление (обычно в пределах от 1 до 1,5 атмосфер). Под его воздействием мембрана опускается вниз, и водяная камера до заполнения системы имеет минимальный объем.
• Система заполнена теплоносителем и запущена. В контуре при этом создаётся определенное рабочее давление (оптимальное для данной системы). Мембрана при этом несколько изгибается – объем водяной камеры возрос.
• По мере нагрева, теплоноситель увеличивается в объеме. Единственное место в системе, где этот «излишек» может вместиться – это водяная камера бака. Значит, ее объём увеличивается еще больше, а в воздушной камере, значительно из-за этого уменьшившейся, возрастает давление газа.
• Теплоноситель остывает, уменьшаясь в общем объеме – давление газа отжимает мембрану вниз. То есть в любой момент достигается необходимый баланс, в системе поддерживается оптимальное значение давления.
• Ну а если что-то пошло нештатно, и теплоносителю расширяться больше некуда (например, подвела термостатическая автоматика системы), то сработает предохранительный клапан «группы безопасности», стравив излишки жидкости и восстановив равновесие – пока не будет выявлена и устранена причина.

Кстати, в некоторые моделях расширительных баков у же в самой их конструкции предусмотрено наличие предохранительного клапана.

Мембрана может иметь и другую форму. Так, достаточно широко применяются баки баллонного типа. Особенности их устройства показано на схеме ниже.

В таких баках мембрана выполнена в форме эластичного баллона (поз.1), края которого герметично закреплены во фланце с входным патрубком (поз. 2). По сути, этот баллон и становится водяной камерой бака. А все остальное пространство – это воздушная камера (поз. 3) с предустановленным в ней давлением. При расширении теплоносителя стенки баллона растягиваются, он приобретает грушевидную форму (фрагмент справа). Объем воздушной камеры уменьшается, давление в ней растет – и далее все, как и в уже описанном выше примере.

Кстати, такие баки пользуются довольно широкой популярностью за то, что в них не составляет труда заменить вышедшую из стоя мембрану – благодаря фланцевому ее креплению. Мембранные же баки очень часто ремонту просто не подлежат.

Какой объем должен быть у расширительного бака в закрытой системе отопления?

В продаже представлены линейки моделей расширительных баков с широким разнообразием объемов. Какой выбрать для своей системы? Чтобы определиться с этим параметром, лучше всего произвести небольшой расчёт.

Формула для вычислений такова:

Vб = Vс × k / D

Расшифровываем обозначения:

Vб — искомый объем бака (минимальный).

Vс — общий объем системы отопления. О том, как его можно определить, уже говорилось выше.

k — коэффициент температурного расширения теплоносителя.

Здесь – чуть подробнее. Дело в том, что если вместо воды применяется антифриз, то показатели расширения могут быть совершенно иными, и зависеть и от температуры, и от концентрации гликолевых добавок.

Подобрать нужное значение поможет таблица, размещенная ниже:

Температура нагрева теплоносителя, °С	Содержание гликоля, %
0% (вода)	10%	20%	30%	40%	50%	70%	90%
0	0.00013	0.0032	0.0064	0.0096	0.0128	0.016	0.0224	0.0288
10	0.00027	0.0034	0.0066	0.0098	0.013	0.0162	0.0226	0.029
20	0.00177	0.0048	0.008	0.0112	0.0144	0.0176	0.024	0.0304
30	0.00435	0.0074	0.0106	0.0138	0.017	0.0202	0.0266	0.033
40	0.0078	0.0109	0.0141	0.0173	0.0205	0.0237	0.0301	0.0365
50	0.0121	0.0151	0.0183	0.0215	0.0247	0.0279	0.0343	0.0407
60	0.0171	0.0201	0.0232	0.0263	0.0294	0.0325	0.0387	0.0449
70	0.0227	0.0258	0.0288	0.0318	0.0348	0.0378	0.0438	0.0498
80	0.029	0.032	0.0349	0.0378	0.0407	0.0436	0.0494	0.0552
90	0.0359	0.0389	0.0417	0.0445	0.0473	0.0501	0.0557	0.0613
100	0.0434	0.0465	0.0491	0.0517	0.0543	0.0569	0.0621	0.0729

D — коэффициент эффективности расширительного бака. Он, в свою очередь, определяется по следующей формуле:

D = (Qm – Qб) / (Qm + 1)

Под буквенными обозначениями кроются следующие величины:

Qm — верхний порог допустимого давления в системе отопления. То есть это — именно тот показатель, под который настраивается усилие срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности».

Qб — предварительно созданное давление в воздушной камере расширительного бака. Если бак уже имеет такую подкачку, то это значение будет указано в паспорте. Но часто давление задают самостоятельно с помощью обычного автомобильного насоса и с контролем по автомобильному же манометру. О величине уже говорилось – как правило, в диапазоне от 1,0 до 1,5 атмосфер.

Еще одна небольшая рекомендация. В системах, где циркуляция осуществляется по принудительному принципу (а так чаще всего и практикуется), желательно не ставить бак объемом менее 12 ÷ 15 литров, независимо от полученного результата.

Ознакомьтесь с важнейшим элементом системы, а именно с расширительным баком для холодной воды, из нашей новой статьи на нашем портале.

Сложно ли установить мембранный расширительный бак самостоятельно?

Нет, никаких трудностей у хозяина, владеющего азами сантехнического монтажа, возникнуть не должно.

Смотрим на схему – по ней все должно стать понятно:

Положение бака в пространстве может быть любым. Но все же наиболее предпочтительным является именно такое – с патрубком входа снизу. Это позволяет более эффективно бороться с пузырьками газа в теплоносителе.

«Классическое» расположение расширительного бака (поз. 5) – на трубе «обратки», как можно ближе к ее входу в котёл отопления (поз. 2).Но при этом – до циркуляционного насоса (поз. 3), чтобы возможные завихрения потока не мешали корректной работе бака.

На трубе «обратки» врезается тройник (поз. 4). Каким образом – это уже в зависимости от вида применяемых в контуре труб.

Между тройником и баком необходимо предусмотреть установку шарового крана (поз. 7). Это позволит в случае необходимости провести демонтаж прибора, не прибегая к сливу теплоносителя изо всей системы. Высота расположения этого крана – как удобно владельцу, и ее можно легко установить монтажом соединительного отрезка трубы соответствующей длины (поз. 9). На этом участке возможен и изгиб или поворот – если это видится необходимым. На работоспособности бака это не скажется.

А вот между краном и патрубком бака (поз. 6) лучше всего предусмотреть разъемное соединение (поз. 8) – с накидной гайкой—«американкой». Тогда демонтаж и обратная установка бака вообще не будут представлять никакой сложности.

На самом же бачке «вмешательства» мастера – минимальные. Однако рассмотрим некоторые нюансы:

Все, можно открывать кран и заполнять систему. Безусловно, сразу проверяется герметичность соединений, если нужно – производится их подтяжка. На этом работу можно считать законченной.

 В завершение – видеосюжет, в котором мастер делится своим опытом установки расширительного бака и объясняет, почему считает этот способ оптимальным.

На этапе планирования строительства или системы коммуникаций в доме важно предусмотреть как можно больше нюансов. Чтобы система теплоснабжения не доставляла хлопот и работала в штатном режиме необходимо выполнить правильный расчет объема теплоносителя и подобрать оптимально подходящее оборудование. Помимо радиаторов, труб, фитингов значимой частью контура является расширительный бачок. Про подбор расширительного бака для отопления расскажем в статье.

Расширительный бак в системе отопления открытого типа

Отличительной чертой открытой системы отопления является ее сообщение с атмосферой, от этого зависят и особенности конструкции и расположения бака.

Вариант открытого расширительного бака

Специфика размещения открытого расширительного бака

Бак открытой модификации должен располагаться в высшей точке домашней отопительной системы, это обусловлено двумя причинами:

• Если поместить бачок вниз, он будет переполняться, что приведет к большим потерям ресурса и тепла в системе;
• Верхнее расположение позволяет отводить из контура лишний воздух, тем самым оберегая ее от воздушных пробок, нарушения движения теплоносителя, коррозии составных частей.

Такое расположение требует учета температурных показателей и особенностей планировки дома.

При низкой температуре в помещении с бачком могут возникнуть значительные теплопотери. Открытые системы отопления не позволяют использования антифриза из-за токсичности испарений, поэтому желательно располагать бачок в отапливаемой части дома.

Верхней точкой домашней системы отопления нередко является чердачное помещение. Если помещение не отведено под жилую зону, то проблем с эстетической составляющей не возникнет, но контроль за работой бака будет затруднен. Для проверки корректности работы системы будет необходимо забираться на чердак. Но из сложившейся ситуации можно выйти, несколько усложнив конструкцию бака, о чем расскажем в следующем разделе.

Варианты конструкции

Выбрать отопительный бак открытого типа можно в зависимости от расположения в доме и особенностей системы отопления.

Простейший бак не участвует в циркуляции воды в системе и служит исключительно для сбора излишков нагретого теплоносителя. Он представляет собой емкость из металлического листа, которая крепится на стену и подсоединяется фитингом-патрубком к трубопроводу.

Важно, чтобы крышка бачка имела негерметичную конструкцию, а вода поднималась на уровень примерно до середины бака. В противном случае недостаточный уровень воды может вызвать “завоздушивание” радиаторов.

Такую конструкцию можно при должном умении сварить самому или приобрести в магазине. Поскольку в открытом баке не создается давление воды, он может быть выполнен из любого термостойкого материала и иметь любую форму.

Есть вариант конструкции, предусматривающий выводную трубу, которая крепится в верхней части бачка на максимальный уровень его заполнения и производит сброс воды в канализацию или за пределы дома в зависимости от подключения.

Вариант подключения бака открытого типа со сливом в канализацию

Для облегчения наблюдения за уровнем воды в бачке умелые мастера советуют оснащать бачки трубой с затвором для проверки наличия минимального уровня воды и нехитрой автоматикой, которая позволит пополнять бак в случае необходимости подпитки. В первом случае контроль за уровнем теплоносителя будет осуществляться оператором, а во втором эту функцию на себя возьмет поплавковая система.

Чтобы лучше очищать отопительную систему от избыточного воздуха, расширительный бак нередко встраивают в контур циркуляции. В этом случае за счет резкого снижения скорости теплоносителя освобождается лишний воздух и вода продолжает свое движение по трубам.

Какой потребуется объем бака для системы отопления?

Самым очевидным в данном случае будет расчет объема бака исходя из объема излишков жидкости, образующейся при расширении. Но этот расчет будет крайне ошибочен, поскольку бак должен быть заполнен на уровень от четверти до половины для защиты от “завоздушивания”, а в верхней части под крышкой должно оставаться немного свободного пространства.

Поэтому при расчете объема бака для открытой системы отопления принято брать показатель, примерно составляющий 10 процентов от общей вместимости всей отопительной системы. Он выводится из расчета расширения воды при нагреве до 90 градусов (примерно 3-4 %) с учетом указанных выше нюансов.

Тогда встает вопрос, как узнать объем всей системы отопления?

Изначально отопительная система планируется уже с учетом бака, поэтому определять его по сумме показателей счетчиков воды у радиаторов не совсем верно.

Второй вариант – это посчитать примерный объем из расчета 15 литров жидкости на 1 кВт мощности котла.

Самым верным способом при расчете будет учет объема всех единиц, входящих в систему отопления: радиаторов, конвекторов, газового или электрокотла. Также необходимо учесть объем трубопровода по сечению труб и общей протяженности. Так при суммировании всех показателей и делении на 10 будет понятен примерный объем расширительного бака.

Расширительный бачок для системы закрытого типа

Из названия данного вида системы отопления следует, что она не контактирует с атмосферой и функционирует в своем закрытом контуре. Чтобы реализовать такой вариант отопления в своем доме, требуется мембранный бак. Как подобрать оптимальный мембранный бак для отопления расскажем далее.

Особенностью работы закрытой системы является высокий уровень давления воды, поэтому расширительные баки для корректной работы таких контуров должны оснащаться автоматикой для его регулировки. Это поможет избежать повышения давления до опасного уровня и повреждения составных частей трубопровода.

В чем несомненное преимущество мембранного расширительного бака для замкнутой системы отопления, так это в выборе удобного месторасположения такого гидрокомпенсатора. В документации указывается желательное место размещения рядом с насосом или на трубе обратного тока, но для закрытого типа бака это не является принципиальным.

Мембранные расширительные баки герметичны, а давление воды в замкнутой системе отопления может достигать высоких значений, поэтому без приборов контроля безопасности в системе с таким баком не обойтись.

Группа безопасности в системе с закрытым баком

Чтобы ответить на вопрос, как выбрать расширительный бак для отопления закрытого типа, рассмотрим подробнее его устройство и принцип работы.

Особенности устройства и принципов функционирования бака для закрытой системы отопления

Вне зависимости от модификации конкретной модели конструкция мембранного бака проста. На изображении она показана более детально.

Закрытый бак (или экспанзомат) представляет собой металлическую емкость с обработкой от ржавчины внутри и эмалированным покрытием снаружи. Чаще всего он имеет цилиндрическую или овальную форму и окрашен в красный цвет. Цвет емкости имеет большое значение при подборе расширительного бака, поскольку красным цветом обозначается способность прибора работать с жидкостью высоких температур.

Внутри бак поделен на две части в зависимости от специфики модели. В одной части находится резервуар для теплоносителя, другая часть мембранного бака отведена под воздух. Для корректной работы устройства газ в камере должен находится под высоким давлением, поэтому в верхней части корпуса расположены ниппель и клапан, через которые воздух поступает в камеру или стравливается при необходимости.

Камеры внутри расширительного бака разделены мембраной. Она изготавливается из резины (чаще этилен – пропилена) и обладает минимальной пропускной способностью. Когда в системе отопления создается избыточное давление, вода поступает в камеру и начинает давить на мембрану. Мембрана движется вверх и газ, находящийся в другой камере, начинает сжиматься.

Если давление является слишком сильным, то избыточная жидкость выходит через сливной клапан. Когда температура воды, а, следовательно, и давление в водной камере начинают снижаться, мембрана выталкивает жидкость обратно в систему отопления. Для правильного функционирования расширительного бака давление в газовой камере должно быть около 1- 1,5 бар.

Различают баки диафрагменного и балонного типа.

Какой объем расширительного бака необходим в закрытой системе отопления?

Подобрать расширительный бачок для отопления с закрытой системой не составит труда, если верно определить его объем.

Для подсчета можно использовать формулу:

Vб=Vс×k/D

В которой:

• Vб – искомый объем мембранного расширительного бачка;
• Vс – объем всей системы отопления, включающий сумму объемов радиаторов, котла, сечение и длину труб и пр.;
• k – коэффициент расширения воды или другого теплоносителя;
• D – коэффициент эффективности расширения бака.

В данной формуле появляются две еще не представленные ранее величины.

Коэффициент расширения жидкости берется из учета характеристик теплоносителя. Расширение воды происходит в пределах 3-4 %, а расширение антифриза в районе 5%. Для удобства расчета приведем таблицу расширения.

Рассчитать коэффициент расширения бака в свою очередь можно по формуле:

(Qm – Qb) : (Qm + 1)

Где:

• Qm – максимальный уровень давления, который может выдержать расширительный бак. Именно при достижении этого уровня срабатывает выпускной клапан;
• Qb – изначальное давление в газовой камере расширительного бака. Его указывают в паспорте к изделию. Если найти информацию не удается, то его можно измерить при нагнетании воздуха или его выходе.

Сложно ли самостоятельно установить мембранный расширительный бак?

Поставить расширительный бачок для отопления можно, вызвав монтажника. Но умелый хозяин сам сможет справиться с этой задачей. Вот какие нюансы стоит при этом учесть:

• Подобрать бак необходимого объема. Для системы отопления с принудительным движением теплоносителя стоит выбрать мембранную модель;
• Подобрать и проверить место для установки. Как мы писали ранее, установку желательно осуществлять на входе трубы обратной магистрали в котел, но при этом она должна располагаться до насоса для корректной работы бака при поступлении потоков воды;
• Произвести врезку. Для врезки можно использовать трубы из пластика или стали заранее подобранного диаметра. Диаметр труб должен соответствовать диаметру входного фитинга расширительного прибора. Немного ниже по системе отопления устанавливается тройник. Желательно производить монтаж таким образом, чтобы между тройником и баком можно было установить шаровой кран, так как при необходимости демонтажа мембранного расширительного бака будет возможность произвести работы локально, а не осуществлять стравливание воды из всей системы отопления. Между краном и баком также можно установить накидную гайку, что еще более облегчит работу в случае необходимости снятия бака или ремонтных работ.
• Проверить работу бака. Это можно сделать, заполнив бак для воды. В этом случае через ниппель вытесняется лишний газ.

Но здесь есть особенности. Чтобы пуск произошел корректно, а система отопления не была повреждена гидроударом, нужно произвести расчет показателей давления. Для этого берутся выяснить:

1. Р0 – давление в камере бака с воздухом;
2. Рнач – минимальное давление для подпитки;
3. Ркон – давление, создаваемое при дополнительной подпитке;
4. Рст – давление, отражающее высоту столба воды от нижней точки с баком до высшей точки системы;
5. Ррасш – управление давлением в системе отопления;
6. Ркл – максимальное давление для клапана безопасности;
7. Рмакс – наибольшее давление внутри котла (котел наиболее всего восприимчив к перепадам давления.)

Далее проводим вычисление в следующем порядке (пример из расчета высоты системы в 4 м):

1. Берем статическое давление по формуле Рст=4/10, то есть 0,4 бар;
2. Далее рассчитаем давление воздуха при его нагнетании в камеру (прибавляем 0,2 бар и получаем 0,6 бар);
3. Когда подключается расширительный бак, в установленной системе отопления создается начальное давление (Рнач). Его можно посчитать, прибавив 0,3 бар к давлению в воздушной камере.
4. Проводим запуск котла и задаем температуру 80 градусов, спускаем воздух из системы отопления. Далее начинается циркуляция теплоносителя, он поступает в бак и нагнетает определенный уровень давления. Это будет Ркон. Если взять средний показатель Ркл в 3 бар, то конечный уровень давления несложно определить вычитанием из Ркл 0,5 бар.

Если после запуска отмечаются протечки в местах стыков, то соединения стоит отрегулировать. Если протечек или других повреждений не обнаружено, то расширительный бак готов к эксплуатации.

Какая конструкция лучше?

Выбор бака для отопления будет проще, если заранее знать преимущества закрытой и открытой модели и понимать с какими сложностями можно столкнуться в процессе установки и эксплуатации.

Ниже приведем таблицу с основными плюсами и минусами каждого вида расширительных баков.

Ответ на вопрос, как выбрать оптимальный расширительный бак для системы отопления, будет непосредственно зависеть от особенностей планировки обогрева дома и возможностей покупателя. Открытый расширительный бак обойдется в более скромную сумму, но потребует постоянного контроля температуры воздуха и уровня теплоносителя, в то время, как закрытый бак при более сложном монтаже прослужит долгое время и поможет поддерживать нужный уровень давления для работы радиаторов.

Правила расчета емкости резервуара

Как рассчитать расширительный бак для безопасного и эффективного отопления в доме? – Произвести подсчеты вполне возможно, если знать, на какие показатели стоит обратить внимание.

В разделе, посвященном открытым системам отопления, мы упоминали вариант расчета емкости бака как 10-ти процентов от общего объема домовой отопительной системы. В случае закрытых отопительных систем такой вариант тоже возможен при учете расширения теплоносителя, но наиболее эффективным он будет, когда максимальный объем теплоносителя не превышает 150 л.

Если суммарный объем отопительной системы превышает 150 л, то вместимость бака стоит рассчитывать с учетом коэффициента расширения жидкости, показателями начального и конечного давления в системе, статического давления.

Ранее мы уже приводили пример расчета уровня давления в системе отопления при запуске бака. Похожую схему можно применить и при расчете емкости резервуара расширительного бака. Формула будет выглядеть следующим образом:

Vn=Ve+Vv * (pe+1/pe – po)

Где:

• Vn – объем бака;
• Ve – объем расширения жидкости (его можно вычислить по формуле Vсист × n%, где Vситс берется из расчета 15 литров жидкости на 1 киловатт мощности котла, а n отражает коэффициент температурного расширения теплоносителя);
• Vv – водяной затвор. Это объем жидкости, который поступает в бак при создаваемом в системе отопления статическом давлении. При баке объемом около 15 литров затвор составляет 20 процентов. В крупных баках водяной затвор составляет 0,5 процента от общего объема.
• ро – статическое давление в системе;
• ре – максимальное давление, при работающем клапане (рассчитывается для клапанов с давлением до 5 атм делением на 10 (0,5 атм), для клапанов с большим давлением – по формуле Ркл×0,9.

Расчет общей емкости отопления

Мы упоминали, что самым эффективным способом расчета емкости отопления является суммирование объема всех ее составляющих. Если данные по котлу и радиаторам можно найти в документации, то объем трубопровода можно высчитать так:

Vобщ = π x D2 x L/4

• π – постоянная величина, равная 3,14;
• L – протяженность труб;
• D – диаметр труб.

Далее итог расчета суммируется с показателями объема другого оборудования и получается общий объем системы отопления.

Выбор расширительного бака с помощью таблицы

Используя данные об общем объеме системы отопления можно определиться с выбором расширительного бака закрытого типа по таблице.

Этот способ значительно сокращает количество расчетов.

Другие способы расчета

Помимо представленных выше способов можно использовать менее трудозатратный способ – онлайн-калькулятор. Достаточно выбрать удобный и произвести расчет. Но самым надежным вариантом будет обращение к проектировщику. Специалист учтет все нюансы вашей системы и поможет с выбором подходящего оборудования. Правда этот способ является самым дорогостоящим.

Как правильно выбирать расширительный бачок

Подбор расширительного бачка для отопления – весьма посильная задача. Вот несколько советов, которые помогут определиться с моделью гидрокомпенсатора:

1. Определите место, где будет производиться установка. Сделать это желательно на этапе планирования и установки отопительной системы. Особенно это касается открытых баков, которые очень требовательны к расположению и температурным условиям. Разместить прибор стоит так, чтобы на него не производилось внешнего давления (не был зажат трубами, не примыкал вплотную к стене). Также стоит убедиться что он будет надежно закреплен в системе трубопровода, а конструкция выдержит устройство при максимальном заполнении.
2. Покупать бак надежного производителя. Качество сборки и комплектующих – немаловажный фактор. Выбирая зарекомендовавшего себя поставщика, вы не подвергаете риску работоспособность отопительной системы дома.
3. Верно рассчитать необходимый объем бака. Стоит принять во внимание все особенности отопительной системы и произвести расчет с учетом максимальных показателей давления и расширения теплоносителя.
4. Ознакомиться с инструкцией. Перед покупкой важно знать все особенности эксплуатации конкретной модели, чтобы понять насколько она подойдет для вашего дома.
5. Выбирать товар красного цвета. Порой покупатели ошибочно принимают за расширительный бак гидроаккумуляторы. Визуально оба устройства похожи по форме и размеру, но гидроаккумуляторы рассчитаны на жидкость низких температур, о чем и свидетельствует синий цвет. Гидроаккумулятор не сможет выдержать давление расширяющегося теплоносителя, что может привести к плачевным последствиям.

Система охлаждения современного автомобиля включает в себя несколько элементов, без которых её нормальное функционирование невозможно. К таковым относится и расширительный бачок, устанавливаемый в разных местах подкапотного пространства в зависимости от марки авто. Незамысловатый пластиковый резервуар с пробкой играет важную роль в работе охлаждающего контура двигателя и требует периодического контроля со стороны владельца машины.

Назначение расширительной ёмкости

В системах охлаждения различных автомобилей содержится от 5 до 20 и более литров незамерзающей жидкости — антифриза (тосола). В процессе эксплуатации двигатель, а вместе с ним и антифриз разогревается от низкой температуры зимой до высокой в летний период.

Перепад температур может достигать 100 °С и более. Например, при эксплуатации машины в северных регионах, где прогрев мотора начинается от минус 20 °С и заканчивается рабочей температурой 90 °С, эта разница составит 110 °С.

Поскольку любая жидкость расширяется в объёме при нагревании, в охладительном контуре авто образуется излишек, который нужно куда-то направить. Антифриз является средой несжимаемой, поэтому при расширении он создаст в системе высокое давление, способное разорвать патрубки и соты радиаторов. И наоборот, при охлаждении жидкость уменьшится в объёме и создаст разрежение (вакуум), воздействующий с такой же силой.

Чтобы обеспечить нормальную работу системы охлаждения силового агрегата и избежать скачков давления, в неё интегрирован расширительный бачок. Его функции следующие:

• воспринимать дополнительный объём антифриза, расширяющегося при нагреве;
• сбрасывать излишки давления через пробку со встроенным предохранительным клапаном;
• отдавать жидкость обратно в систему при остывании мотора, препятствуя возникновению воздушных пробок.

Антифриз, являющийся смесью дистиллированной воды с этиленгликолем (иногда — пропиленгликолем), при нагревании от нуля до 100 °С прибавляет в объёме порядка 5%. В контуре, рассчитанном на 10 л тосола, после полного прогрева образуется целых 500 мл, которые уходят в расширительный бачок.

Видео: зачем нужен расширительный бачок

Конструкция и принцип действия

Современные расширительные ёмкости для автомобилей представляют собой резервуар, изготовленный из прочной толстостенной пластмассы с заливной горловиной и штуцерами для подключения к элементам охлаждающей системы. Форма резервуара не имеет значения в функциональном плане, так что производители подгоняют её под место установки резервуара.

Вместительность сосуда для расширяющегося тосола рассчитывается для каждой модели авто и зависит от полного объёма жидкости в патрубках и агрегатах. Причём в холодном состоянии бачок заполняется антифризом только наполовину, остальное пространство занимает воздух, способный сжиматься под давлением. Горловина резервуара закрыта пробкой со встроенным воздушным клапаном. Принцип работы ёмкости следующий:

1. При «холодном» моторе бачок наполовину пуст — уровень антифриза находится между минимальной и максимальной отметкой на корпусе.
2. После запуска двигателя тосол начинает расширяться и его уровень в сосуде повышается, а воздушная прослойка сжимается. Клапан крышки остаётся герметичным.
3. При достижении жидкостью рабочей температуры 90—95 °С и максимального увеличения в объёме давление в баке достигает порога срабатывания воздушного клапана (1—1,2 Бар или 120 кПа). Он открывается и сбрасывает воздух в атмосферу.
4. В процессе остывания мотора наблюдается обратная картина — клапан пропускает воздух в обратную сторону до тех пор, пока количество антифриза не перестанет уменьшаться. Это предотвращает появление воздушных пробок в шлангах и радиаторах.

В аварийной ситуации, когда тосол или вода по разным причинам начинает кипеть, предохранительный клапан сбрасывает не только воздух, но и пар.

В некоторых моделях автомобилей, например, ВАЗ 2110—2115 ёмкость оснащена второй горловиной, куда вкручивается датчик уровня охлаждающей жидкости. Если в силу поломки либо протечки какого-то узла антифриз начнёт вытекать наружу и его уровень в ёмкости упадёт до минимума, датчик сработает и предупредит водителя сигналом соответствующей лампочки на панели приборов.

Существуют автомобили (как отечественного производства, так и импортного), в которых расширительный бачок закрывается простой пробкой, не оснащённой клапаном и сообщающейся с атмосферой. В подобных системах функцию сброса давления и обратного впуска воздуха выполняет крышка основного радиатора, а резервуар только компенсирует расширение жидкости.

Место бачка в охладительной системе

Ёмкость для компенсации расширяющегося антифриза может устанавливаться в разных местах, расположение зависит от марки автомобиля. Резервуар крепится к деталям кузова — лонжеронам и салонной перегородке с помощью резинового хомута либо специального кронштейна. Как правило, бачок ставится с той стороны, где находится верхний патрубок радиатора для его подключения.

Существуют ёмкости на 2 и 3 штуцера. Последние присоединяются тремя шлангами к следующим агрегатам:

1. Толстый патрубок, подключённый к нижнему штуцеру сосуда, соединяет его с основной магистралью контура охлаждения — малым кругом циркуляции жидкости, который всегда открыт. Увеличивающийся в объёме тосол поступает в бак именно по этому шлангу.
2. Тонкая трубка, идущая от радиатора к верхнему штуцеру. Предназначена для сброса жидкости и пара из радиатора напрямую.
3. Второй тонкий патрубок, подсоединённый к среднему штуцеру, идёт от радиатора салонного отопителя. Его задача такая же — отвод излишков антифриза и пара в ёмкость.

Бачки, оснащённые двумя штуцерами, присоединяются к малому контуру циркуляции и основному радиатору охлаждения, подключение к печке отсутствует.

Расширительный резервуар является самой высокой точкой системы охлаждения мотора. Это сделано для того, чтобы жидкость из бачка могла перетечь в контур по закону сообщающихся сосудов. Когда уровень антифриза в ёмкости находится на 3—4 см выше риски Min на корпусе, все патрубки и агрегаты заполнены тосолом. В том числе самый высокий из них — контур охлаждения дроссельной заслонки.

При заливке жидкости в водяную рубашку силового агрегата через расширительный бачок рекомендуется снимать патрубок охлаждения дросселя. Это позволяет вытолкнуть из магистралей и радиатора печки воздушные пробки.

Жидкости для заливки в бак

Нынешние автомобили, строящиеся с широким применением новых технологий, весьма требовательны ко всем технологическим жидкостям, в том числе и охлаждающей. Перечень требований такой:

• жидкость должна закипать при температуре не ниже 110 °С;
• порог замерзания — от минус 20 до —60 °С в зависимости от условий окружающей среды;
• отсутствие пенообразования при контакте с крыльчаткой насоса, минимальная вязкость;
• в составе жидкости должны быть неагрессивные присадки, препятствующие появлению накипи на металлических частях;
• химический состав не должен меняться в течение 3 лет или 60 тыс. км пробега.

Всем перечисленным требованиям соответствует антифриз или тосол, что суть одно и то же. Название антифриз пошло от английского слова antifreeze, что в переводе означает «незамерзающая». Тосол — вещество, созданное на той же основе из этиленгликоля в бывшем СССР. Слово состоит из аббревиатуры ТОС (технология органического синтеза) и окончания «ол», присущего названиям химических препаратов.

Основа антифриза и тосола одинакова — вода + этиленгликоль в различных соотношениях. Отличия изделий от разных производителей может заключаться в пакете ингибирующих присадок, поэтому путать жидкости нежелательно. Фатальных последствий не наступит, но одни вещества могут нейтрализовать действие других и свойства «незамерзайки» ухудшатся. При этом цвет жидкости не играет роли — это всего лишь краситель.

Для заливки в бачок можно использовать дистиллированную воду в следующих ситуациях:

• для разбавки концентрата антифриза до нужной температуры замерзания;
• при аварийной ситуации — полной либо частичной потере охлаждающей жидкости в пути;
• с целью промывки.

Дистиллированная (обессоленная) вода не отвечает указанным выше требованиям: она замерзает при нулевой температуре и кипит при 100 °С. Поэтому она заливается временно либо в качестве растворителя для антифриза.

Воду из-под крана, насыщенную солями, заливать в расширительный бачок недопустимо. Исключение — поломка и потеря тосола в пути и отсутствие поблизости автомагазина. Устраните течь, заполните охлаждающую систему водопроводной водой и доберитесь до гаража или СТО, после чего её немедленно слейте. Иначе на внутренних стенках водяной рубашки двигателя и других агрегатов образуются отложения, ухудшающие теплообмен.

Видео: жидкости для заливки в контур охлаждения автомобиля

О неисправностях и ремонте ёмкости

Во время эксплуатации машины могут возникнуть следующие поломки расширительного бачка;

• загрязнение или выход из строя перепускного клапана пробки;
• разрыв корпуса бачка;

  

  Стенка бачка разрывается при слишком высоком давлении изнутри

• подтекание тосола из-под крышки.

  

  Неплотность крышки характеризуется появлением разноцветных потёков на корпусе

Большинство автолюбителей при поломке клапана или корпуса попросту меняют деталь на новую. Это оправдано отсутствием времени на ремонт и дешевизной данных запчастей. Хотя при желании лопнувший пластик резервуара можно запаять, а крышку — разобрать и прочистить.

Потёки из-под пробки возникают при неплотном прилегании либо из-за конструктивных особенностей ёмкости. К примеру, на автомобилях ВАЗ 2110 струя из верхнего малого штуцера, подключённого к радиатору, бьёт прямо в горловину, отчего возникает протечка. Способ устранения — установка более совершенного бачка от «Приоры».

Видео: ремонт корпуса бачка

Расширительный бачок автомобиля считается одной из самых надёжных деталей. Нередко они служат весь срок эксплуатации машины, особенно на иномарках. Чтобы не пришлось менять ёмкость раньше времени, рекомендуется периодически проверять состояние клапана в крышке. Если он в порядке, то и пластик сосуда не лопнет от высокого давления.