Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

Система отопления частного дома – это сложная инженерная конструкция, состоящая из большого количества элементов, которые выполняют разные функции, а некоторые сразу несколько. Таким прибором является расширительный бачок для отопления закрытого типа, который является важнейшей частью контура отопительной системы. «Сантехник Портал» расскажет, зачем применяется данный элемент, как его установить и правильно выбрать.

Какие функции выполняет расширительный бак?

Расширительный бак для отопления регулирует объем воды и давление в системе, а также выполняют другие важные функции. Обычно, он красного цвета, но встречаются и серые модели.

Бачок нужен для того, чтобы компенсировать температурные изменения объема жидкости в замкнутых системах теплоснабжения. Еще из уроков физики известно, что при нагревании вода значительно увеличивается в удельном объеме, а так как система замкнутая, то объему нужно дополнительное место в отопительных элементах. Для этой задачи необходим расширительный бак.

Данное приспособление может не только принимать излишнюю жидкость, возникшую при нагреве теплоносителя, но и при охлаждении воды восполнит ее недостаток.

Чтобы этого избежать необходимо, установить приспособление подходящего типа и достаточного объема. При нагревании в него должна будет поступать излишки воды и наоборот, при охлаждении из него теплоноситель будет поступать в систему.

Какие функции выполняет расширительный бак?

Расширительный бак нужен:

  • чтобы была возможность удалить избыток теплоносителя из системы во время его нагревания, а также для водостока во время превышения максимального уровня бака;
  • для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления при помощи регулировки объема теплоносителя;
  • для накопления и удаления паров и воздуха из жидкого теплоносителя, которые появляются во время нагревания. В воде, как правило содержится до 40 миллиграммов воздуха на 1 литр. При нагревании практически 90% этого воздуха принимают вид пузырьков. Расширительный бак помогает отвести избыточный воздух в атмосферу.

При отсутствии расширительного устройства типа Valtec, во время повышения температуры гидравлическое давление в системе увеличивается, а из-за того, что у воды нет такого свойства как сжимаемость, это может привести к разрушению системы обогрева. Компенсированное давление в расширительном бачке защищает систему от разрывов в трубопроводе.

Устройство и принцип работы расширительных баков для отопления

Системы отопления бывают открытые и закрытые. Соответственно, расширительные бачки отопления существуют открытого типа и закрытого.

Баки открытого типа

Открытый расширительный бак для отопления – это ёмкость в форме параллелепипеда, выполненная из нержавейки. Такой бак ставится в самой высокой точке открытой отопительной системы, обычно на чердаке.

Бак открытого типа

К бачку подключаются трубы:

  • магистральная;
  • циркуляционная;
  • сигнальная, с запорным устройством.

В отопительной системе этого типа теплоноситель (вода) циркулирует естественным образом, без насосов. Несмотря на сравнительную дешевизну и простоту такого отопления, оно постепенно уходит в прошлое из-за многочисленных недостатков.

  • В открытом баке теплоноситель постоянно испаряется, поэтому нужно контролировать уровень воды и по мере необходимости подливать. По этой же причине проблематично использовать другой теплоноситель, например антифриз – он испаряется ещё быстрее.
  • Возможен перелив воды из бака, поэтому необходимо предусмотреть её отвод в канализацию или дренаж.
  • Открытый расширительный бачок требует хорошей теплоизоляции, чтобы вода не замёрзла в сильные морозы.
  • Для установки на чердаке потребуются дополнительные трубы и соединительные элементы.
  • Воздух, попадая из расширительного устройства в систему, провоцирует коррозию трубопровода и радиаторов, а также приводит к появлению воздушных пробок.

Система с открытым компенсатором подходит для отопления небольших одноэтажных домиков. Более крупные дома отапливаются закрытыми системами.

Баки закрытого типа

Закрытый, или мембранный расширительный бак системы отопления, содержит внутри эластичную мембрану, которая делит внутренний объём бака-компенсатора на два отсека, газовый и жидкостный. В газовой части содержится воздух под давлением (в некоторых моделях – азот или инертный газ), а в жидкостную поступают излишки теплоносителя при нагреве.

Бак закрытого типа (мембранный)

Чем выше температура, тем больше заполняется жидкостная часть гидроаккумулятора. Газовая часть при этом сокращается и давление в ней возрастает. При достижении порогового значения срабатывает предохранительный клапан, лишнее давление сбрасывается. А когда отопительная система остывает, то происходит обратный процесс, и теплоноситель возвращается из бака в трубопровод.

Принцип работы мембранного расширительного бака

Есть два вида мембранных компенсаторов.

  1. С мембраной диафрагменного типа. Это небольшие по размеру бачки. Диафрагменная мембрана в них несъёмная и не подлежит замене: если она порвётся, то придётся полностью менять прибор.
  2. С баллонной (грушевидной) мембраной. Её можно менять при износе, она используется в крупных тысячелитровых баках.

Объем расширительных баков для отопления может варьироваться в широких пределах от двух до нескольких тысяч литров. Форма закрытого гидроаккумулятора – плоская либо цилиндрическая. В плоском расширительном баке мембрана-диафрагма расположена вертикально, в цилиндрическом горизонтально.

Стоит обратить внимание: мембранный компенсатор иногда ошибочно называют вакуумным расширительным бачком для отопления. Однако вакуум в этом устройстве не используется. В отопительной системе может быть вакуумный деаэратор для удаления из воды микропузырьков воздуха.

Особенности баков открытого и закрытого типа

Расширительные баки открытого и закрытого типа, как и все существующее оборудование, имеют свои особенности и преимущества, благодаря которым их использование оставляет положительные мнения.

Рассмотрим для начала все достоинства и особенности расширительных баков открытого типа. Если учесть конструкцию, все характеристики и прочие данные подобных баков, можно сделать вывод, что главнейшими преимуществами такого оборудования является следующее:

  • Достаточно стандартные формы
  • Сравнительно простая конструкция
  • Отсутствие большого количества элементов управления

Все вышеуказанные параметры обеспечивают расширительным бакам открытого типа доступную цену, а также высокую надежность и прочность. И именно поэтому большая часть покупателей останавливает свой выбор именно на подобном оборудовании.

Расширительные баки закрытого типа. Чем же они порадуют покупателя во время приобретения и принесут ли они дальнейшее удобство в использовании?

Подобные баки имеют достаточно высокую стоимость, в сравнении с предыдущим видом. Такое оборудование отличается более сложной конструкцией и небольшими габаритами. Но благодаря всему этому, следующие преимущества принадлежат именно такому виду расширительных баков:

  • Данные баки никогда не контактируют с воздухом. Это обеспечивает отсутствие испарений, и коррозийных процессов в дальнейшем использовании. Также, при использовании расширительных баков закрытого типа, не появится необходимость периодической дозаправки системы отопления;
  • Также, подобное оборудование можно устанавливать в любом месте отопительной системы. Будь-то чердак, либо помещение внутри дома. Благодаря размещению около отопительной системы, у пользователей не появится необходимость проводить длинную трубу к баку;
  • Такие баки обеспечат долгий срок службы вашего котла и радиаторов;

Возможно, некоторые пользователи предпочтут более низкую стоимость расширительных баков открытого типа, но учтя все преимущества и достоинства баков закрытого типа, нужно задуматься и выбрать подходящий вариант.

Разновидности расширительных бачков

Далее мы рассмотрим виды расширительных баков для отопления. Все они имеют схожую конструкцию, отличаясь внутренним устройством, объемом и формой. Давайте рассмотрим их устройство и выясним некоторые отличительные особенности.

Расширительные баки для открытых систем

Расширительный бак для системы отопления открытого типа представляет собой простой бачок без какой-либо внутренней начинки. Его задача – принимать в себя расширяющийся и увеличивающийся в объеме теплоноситель из отопительного контура, препятствуя его повреждению. Отсюда же удаляется воздух, образующийся в процессе работы отопления. Установленный в самой верхней точке контура, он вмещает в себя до нескольких литров жидкости. С целью предотвращения попадания в теплоноситель посторонних частиц и пыли, бачок закрыт крышкой. При этом он не является герметичным.

Вы можете изготовить самый простой расширительный бак для отопления своими руками – в этом нет ничего сложного. В системах отопления открытого типа в качестве таких бачков используются различные металлические баллоны, пластиковые бочонки и многое другое. Также вы можете сварить его из листового железа, придав ему любую форму (например, прямоугольную – это самый простой и компактный вариант). Подключение расширительного бака к системе осуществляется обычной трубой небольшого диаметра.

Бачки для закрытых систем

В отоплении закрытого типа используются несколько иные бачки. Они построены по замкнутой схеме, теплоноситель в них не сообщается с атмосферным воздухом. Общий принцип работы расширительного бака в системе отопления таков – нагреваясь и расширяясь в объеме, теплоноситель под собственным давлением поступает внутрь бачка, заполняя часть его объема (он ограничен мембраной или резиновым баллоном/мешком). При остывании теплоноситель вытесняется в обратном направлении – внутрь отопительного контура. Еще одна суть расширительного – поддерживать в системе определенное давление.

Мембранный бак для отопления – это и есть не что иное, как расширительный бачок закрытого типа. Но используемые в их конструкции мембраны могут быть двух типов – в виде диафрагмы или в виде резинового баллона (мешка). Мембранные баки для систем отопления разделены надвое прочной резиновой (иногда из альтернативных материалов) мембраной. Вторая половина заполняется воздухом или чистым азотом. При поступлении теплоносителя мембрана изгибается, сжимая газовое наполнение. Как только теплоноситель остынет и его объем уменьшится, мембрана выдавит его обратно в контур.

Некоторые пользователи и специалисты называют такие баки вакуумными, но это не совсем правильная терминология – никакого вакуума тут нет и в помине.

В верхней торцевой части мембранных расширительных баков для отопления мы можем увидеть клапаны для точной настройки давления. Сюда подключаются насосы и манометры. Если бак создаст излишнее давление в системе (при правильно выбранном объеме), начнет срабатывать предохранительный клапан. Если это произошло, следует немного стравить газ из газовой части. В противном случае подсоединяем сюда насос и начинаем накачивать воздух до достижения рекомендуемого производителем давления (указывается в техпаспорте).

Для того чтобы проверить давление в расширительном баке котла для отопления частного дома, воспользуйтесь обыкновенным автомобильным манометром.

Кстати, корпуса расширительных бачков для отопления частных домов и многих других построек делаются пластиковыми или металлическими. Что касается имеющихся внутри мембран, то они нередко делаются съемными – это необходимо для проведения оперативного ремонта без замены всей конструкции целиком.

Встроенные бачки

Также существуют расширительные баки для котлов, которые устанавливаются внутрь обогревательного оборудования – это бачки для двухконтурных котлов, у которых вся обвязка находится непосредственно на борту. В большинстве случаев их объем варьируется от 6 до 8 литров, чего вполне достаточно для обогрева квартир и частных домовладений (и для корректной работы отопления). Например, такие бачки устанавливаются в котлах Baxi, Buderus, Protherm и во многих других.

Расчет объема расширительного бака

Подбор расширительных баков для систем отопления

Когда встает проблема выбора объема, то возникает несколько вопросов. Например, как точно определить этот показатель? Выше уже говорилось о десятипроцентном уровне. Но как можно точно определить, сколько литров теплоносителя в отопительной системе? Есть несколько способов:

  • Самый простой – сделать замер по счетчику подачи воды из водопровода. Для этого вам придется контролировать слив, через который вода должна заполнять сам расширительный бак. Как только вода полилась из трубы, значит, система заполнена. Но это возможно лишь в открытой отопительной системе.
  • Можно использовать чисто теоретический подход, подразумевающий, что на один киловатт производимой нагревательным котлом тепловой энергии требуется 15 литров теплоносителя. То есть вы сначала рассчитываете необходимую мощность приобретаемого вами котла и на ее основе делаете расчет общего количества теплоносителя. Остальное подсчитать не трудно.
  • Провести математический расчет с учетом размеров и характеристик используемых узлов.

Именно третий вариант является самым точным. Но он зависит от множества показателей — размерной величины труб, теплообменника, радиаторов отопления. И эти показатели являются основополагающими. Поэтому такие расчеты самостоятельно провести очень сложно. И все же сделаем некоторые замечания относительно них.

Читайте также:  Выбираем лучший полотенцесушитель для ванны

Каждый материал имеет коэффициент теплового расширения. Это значит, что при нагреве он начинает изменять свои размерные показатели в большую сторону, а значит, изготовленный из этого материала объем будет увеличиваться. Конечно, у каждого материала этот коэффициент свой — отличный от других. К примеру, у полимера он больше, у стали меньше, у чугуна еще меньше. Поэтому, рассчитав объем каждого элемента системы отопления, необходимо его умножить именно на этот коэффициент.

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

Как и где ставится расширительный бак

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.
Как и где ставится расширительный бак
  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.

Как и где ставится расширительный бак

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.

Особенности монтажа системы

Значение имеет обеспечение оптимальной скорости тока теплоносителя, то есть его циркуляции. Если нет насоса, хозяину следует уложить магистрали трубопроводов с определенным наклоном. Стандартом считается 10 мм перепада на каждый метр магистрали, но мастера выкладывают уклон до 30 мм, чтобы циркуляция была постоянной.

Важно! Уклон рекомендуется делать даже в системах с насосом, это гарантирует поддержание работы отопительной конструкции при отсутствии электричества, когда насос не работает.

Также следует просчитать диаметр труб, максимальный показатель должен быть на трубах от котла к расширительному баку, затем идет постепенное снижение диаметра так, чтобы распределение потоков жидкости, давления по точкам теплообмена было равномерным.

Принудительная циркуляция

Открытая система отопления с насосом – энергозависимая схема, в которой теплоноситель циркулирует более равномерно и быстро. Важно выбрать точку монтажа оборудования, как правило, это труба обратного тока перед входом в бойлер. Оптимальное расстояние – 1,5 метра до бойлера. Лучше всего купить не насос, а комплект – байпас, где есть уже сам насос, фильтр и отсекающие краны – это упростит монтаж оборудования.

Важно! Монтаж насоса производится с учетом движения теплоносителя.

Особенности монтажа системы

Гравитационная схема

Это система, в которой нет приборов для принудительной циркуляции, ток воды обеспечивается естественными физическими причинами и осуществляется за счет повышенного давления при нагревании теплоносителя. Монтаж рекомендуется с наличием разгонного стояка высотой не менее 3,5 метров – если стояка нет, теплоноситель не набирает скорости и циркуляция будет замедлена.

Для обеспечения нормальной функциональности системы диаметр трубы для разгонного стояка подбирается на 1 размер меньше сечения основной магистрали.

Также учитываются следующие нюансы:

  1. Монтаж труб с уклоном в сторону приборов отопления.
  2. Котел должен располагаться в самой нижней точке схемы. Лучше всего поставить котел в подвале, затем вывести стояк разгона и после него оборудовать магистрали подачи теплоносителя.
  3. Расширительный бак размещается на чердаке или под потолком – это должна быть самая высокая точка схемы.

На заметку! Электрический или газовый котел для открытой системы отопления не рекомендуется. Велик риск появления воздушных пробок, которые приведут к перегреву теплообменника. Проще выбрать твердотопливный котел или работающий на жидком топливе.

Техника безопасности

Помимо обслуживания самого бачка, важно уделять внимание и тому, насколько безопасно происходит его эксплуатация. Существует несколько правил, которые требуется соблюдать неукоснительно:

  • если оборудование имеет видимые повреждения — вмятины, деформации и тому подобное — эксплуатировать его запрещено,
  • также нельзя вносить какие-либо изменения в форму бака или в его конструкцию,
  • если оборудованию нужен ремонт, то для этого нужно вызвать специалистов, обладающих соответствующими навыками. При необходимости замены каких-либо деталей следует использовать только «родные» комплектующие,
  • в процессе эксплуатации необходим постоянный контроль за показателями давления и температуры в баке. Превышение того и другого недопустимо,
  • если возникла необходимость демонтировать части конструкции, которые находятся под давлением, то это делается только после отключения расширительного бака от системы, слива из него воды и снижения давления до уровня атмосферного,
  • емкость бака, как правило, выполнена из материалов, не слишком устойчивых к различным воздействиям. Поэтому для использования в системе отопления следует выбирать высококачественный теплоноситель — например, дистиллированную воду,
  • при монтаже бака открытого типа необходимо подобрать такое место установки, которое точно выдержит вес оборудования, наполненного водой по максимуму. Пол на этом участке помещения должен быть очень прочным.
Техника безопасности

При соблюдении всех правил эксплуатации и техники безопасности использование расширительного бачка принесет исключительно пользу. На основе полученной сегодня информации вы уже наверняка сможете самостоятельно сделать оптимальный выбор и не запутаться во многообразии оборудования, представленного на современном рынке.

Читайте также:  Как отремонтировать линолеум на полу быстро и качественно

Вполне возможно, что данная статья пригодится не только вам, но и вашим друзьям. Поэтому делитесь ею с ними в социальных сетях и возвращайтесь за порцией новых знаний, которых на этом портале еще очень и очень много. Удачи вам, и до новых встреч!

Монтаж мембранного устройства

Гидроаккумулятор этого типа устанавливают там, где имеется минимальная вероятность завихрений теплоносителя, поскольку для нормальной циркуляции водяного потока по контуру используется насос.

Правильное положение емкости

При подключении расширительного бака к закрытой системе отопления обязательно нужно учесть расположение воздушной камеры устройства.

Резиновая мембрана периодически растягивается и затем сокращается. Из-за такого воздействия со временем на ней появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются. После этого мембрану приходится заменять новой.

Если воздушная камера такого бака при установке останется внизу, то давление на мембрану усилится за счет гравитационного воздействия. Трещины появятся быстрее, ремонт понадобится раньше.

Разумнее устанавливать расширительный бачок таким образом, чтобы отсек, заполненный воздухом, оставался сверху. Это позволит продлить срок службы устройства.

Особенности выбора места установки

Существует ряд требований, которые нужно учитывать при установке мембранного расширительного бака:

  1. Его нельзя ставить вплотную к стене.
  2. Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
  3. Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
  4. Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
  5. Трубы, подведенные к расширительной емкости, при настенной установке также нужно прикрепить к стене, чтобы снять возможную дополнительную нагрузку с патрубка бака.

Для мембранного устройства наиболее подходящим местом подключения считается обратный отрезок магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Теоретически можно поставить расширительный бачок и на подающей трубе, но высокая температура воды отрицательно скажется на целостности мембраны и сроке ее службы.

При использовании твердотопливного оборудование такое размещение опасно еще и тем, что из-за перегрева в емкость может попасть пар. Это серьезно нарушит работу мембраны и даже может ее повредить.

Помимо запорного крана и “американки” рекомендуется при подключении устанавливать дополнительно тройник и кран, который позволит опустошить расширительный бачок перед отключением.

Настройка прибора перед использованием

Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.

Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,2-0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.

В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.

Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.

Бак как дополнительная емкость

Современные модели отопительных котлов нередко уже снабжены встроенным расширительным баком. Однако его характеристики далеко не всегда соответствуют требованиям конкретной отопительной системы. Если встроенная емкость слишком мала, нужно установить дополнительный резервуар.

Он обеспечит нормальное давление теплоносителя в системе. Такое дополнение будет актуальным и в случае изменения конфигурации отопительного контура. Например, когда самотечную систему переделывают под циркуляционный насос и оставляют старые трубы.

Это верно и для любых систем со значительным объемом теплоносителя, например, в двух-трехэтажном коттедже или там, где помимо радиаторов имеется теплый пол. Если используется котел со встроенным мембранным баком небольшого размера, установка еще одной емкости практически неизбежна.

Расширительный бак будет уместен и при использовании бойлера косвенного нагрева. Клапан сброса, подобный тому, что устанавливают на электрокотлах, здесь не будет эффективным, экспанзомат – адекватный выход из положения.

Место, где точно нельзя ставить бак и почему его там ставить нельзя.

Много авторов отстаивают вариант номер 1 — до насоса. Никого не слушайте и не ставьте бак здесь! Почему? Да очень просто. Бак – это первая защита котла от разрушения при критическом повышении давления. И уже потом котёл защищает предохранительный сбросной клапан. Между котлом и баком не должно быть ни одного крана! Никогда! Это запрещено нормативно.

Здесь же между котлом и баком два крана. А иначе как насос обслуживать? А еще и здесь бывает кран, третий. Бывало, что после обслуживания котла монтажники забывали открывать вот эти краны и включали котёл.

Котёл рвался прямо на глазах у монтажников. А что уж говорить о простых пользователях. Кто не согласен, ставьте до насоса, но кто будет за вас, случись что, по судам ходить?

Да чего греха таить. Бывало и я ставил кран между баком и котлом. А куда деваться, бак то нужно обслуживать. Я с этого крана снимал бабочку и вешал рядом на шнурочек, чтоб никто случайно его не закрыл. По схеме, которую Вы скачаете, можно будет обходиться и без крана и без шнурочка и котёл будет в полной безопасности.

И так , вариант 1 убираем как потенциально опасный.