Для чего необходим расширительный бачок в системе отопления?
При нагревании теплоносителя, в котле и контуре системы отопления значительно повышается давление ввиду температурного увеличения объёма теплонесущей жидкости. Учитывая, что жидкость является практически несжимаемой средой, а отопительная система герметична, данное физическое явление может привести к разрушению котла или трубопроводов. Проблему можно было бы решить установкой простого клапана, который может стравливать избыточный объём горячего теплоносителя во внешнюю среду, если бы не один немаловажный фактор.
Жидкость при охлаждении сжимается и на место сброшенного теплоносителя в контур отопления проникнет воздух. Воздушные пробки – головная боль любой системы отопления, из-за них циркуляция в сети становится невозможной. Поэтому необходимо спускать воздух из радиаторов отопления. Постоянное же добавление нового теплоносителя в систему весьма затратно, подогрев холодной воды обходится гораздо дороже подогрева теплоносящей жидкости, пришедшей в котёл по обратному трубопроводу.
Эту проблему решает установка так называемого расширительного бака, который представляет собой резервуар, подключённый к системе одной трубой. Избыточное давление в расширительном бачке отопления компенсируется его объёмом и позволяет обеспечить стабильную работу контура. Внешне бачки расширительные для системы отопления, исходя из результатов расчёта и вида отопительного контура, различны по своим форме и размеру. В настоящее время выпускаются баки различных форм, от классических цилиндрических баков до так называемых «таблеток».
Что это такое
Далеко не каждый владелец частного дома или квартиры точно знает, что же собой представляет расширительный бачок. В данном случае название этого устройства говорит само за себя – в условиях фиксированной массы теплового носителя в отопительном контуре и трубопроводе, которые не отличаются эластичностью, с переменой температуры теплового носителя обязательно будет меняться и уровень давления во всей системе. Тут стоит учесть и факт, что жидкость при нагревании расширяется. В тот момент, когда усилие станет мощнее прочности проточной трубы/радиатора, произойдет серьезная авария. Главной ее причиной в данном случае станет тот факт, что вода при изменении своего объема в условиях нагрева, становится почти несжимаемой. Из данного свойства и выходит такое определение, как гидроудар.
Решение такой серьезной проблемы является довольно простым. Нужно разместить в отопительной системе специальный резервуар (расширительный бачок), оснащенный субстанцией, которая беспроблемно поддается сжатию.
Виды отопительных систем
Существуют две схемы отопительных сетей здания — открытая и закрытая. Открытая (самотёчная) система отопления используется в централизованных отопительных сетях и позволяет напрямую забирать воду на потребности горячего водоснабжения, что невозможно в частном домостроении. Такой прибор располагают в верхней точке контура отопительной системы. Помимо нивелирования перепадов давления расширительный бачок отопления выполняет функцию естественной сепарации воздуха из системы, так как имеет возможность сообщения с наружной атмосферой.
Таким образом, конструктивно такое устройство представляет собой компенсационный бак системы отопления, не находящийся под давлением. Иногда по ошибке открытой могут называть систему с гравитационной (естественной) циркуляцией теплонесущей жидкости, что в корне неверно.
При более современной закрытой схеме применяют расширительный бачок системы отопления закрытого типа со встроенной внутренней мембраной.
Иногда такой прибор могут называть расширительный бачок вакуумный для отопления, что тоже справедливо. Такая система предусматривает принудительную циркуляцию теплоносителя, воздух из контура при этом отводится через специальные краны (клапаны), установленные на отопительных приборах и вверху трубопроводов системы.
Частые проблемы
Расширительные бачки, как и любые другие отопительные агрегаты, подвержены возникновению ряда определенных проблем. Ознакомимся с ними.
Самой частой поломкой таких агрегатов является разрыв мембранной детали. Как правило, это происходит из-за слишком высокого давления (выше нормы) либо неравномерных нагрузок. Учтите, что сменные элементы рвутся гораздо чаще спрессованных, так как для последних применяются более крепкие материалы, потому что их можно менять в любой удобный момент.
Проблема поврежденной мембраны может повлечь за собой множество неприятных последствий. Например, из-за этого нередко течет вода из воздушного клапана.
Если вовремя не заменить мембрану, ее разрыв приведет к тому, что с течением времени бачок просто выйдет из строя. Это обусловлено тем, что жидкость попадает на внутреннюю поверхность бачка, после чего он может покрыться ржавчиной и прийти в негодность.
Также пользователи довольно часто сталкиваются с повреждением корпуса бачка. Если с вашим оборудованием приключилась такая проблема, вам лучше обратиться за помощью к специалисту. Не беритесь за ремонт поврежденных корпусных элементов самостоятельно, особенно если раньше ни разу не сталкивались с такими работами.
Бывают и такие случаи, когда расширитель кипит. Чаще всего такая проблема настигает самодельные конструкции открытого типа. Основной сутью этой неполадки является отсутствие циркуляционной скорости (либо ее полное отсутствие).
Вот основные причины подобных поломок.
- Сниженный диаметр разводки. Главный контур однотрубного отопления обычно устанавливается с трубой, которая является не менее тонкой, чем ДУ 32.
- Отсутствие уклона. После отопительного котла нужно сделать так называемый разгонный коллектор. Для этого трубу надо поднять до верхнего участка контура, где как раз устанавливается расширитель. Оставшаяся часть контура должна быть проложена с уклоном вниз.
Многие пользователи задаются вопросом, как же исправить такую серьезную проблему, не приступая к полному демонтажу и переустановке отопительной системы. Ответ прост – необходимо установить циркуляционную помпу. Эта деталь замечательно функционирует во многих системах (особенно открытого типа). Насос надо ставить на обратке прямо перед котлом.
Еще одной проблемой расширительных бачков является воздушная закупорка контура отопительной системы. Чтобы с ней не столкнуться, нужно следить за объемом воды.
Устройство и принцип действия
Конструктивно закрытый расширительный бак в системе отопления представляет собой резервуар цилиндрической формы с установленной внутри мембраной из резины, которая разделяет внутренний объём сосуда на воздушную и жидкостную камеры.
Мембраны бывают следующих типов:
- баллонного, при этом внутри резинового баллона находится теплоноситель, снаружи – воздух или азот под давлением;
- в виде диафрагмы, делящей внутренний объем расширительного бака для закрытой системы отопления на две части – с водой и закачанным воздухом или газом.
Давление газа настраивается для каждой системы в индивидуальном порядке, который описывает прилагаемая к таким приборам как расширительный бачок для отопления закрытого типа инструкция. Некоторые производители в конструкции своих расширительных баков предусматривают возможность замены мембраны. Такой подход несколько повышает первоначальную стоимость прибора, зато впоследствии, при разрушении или повреждении мембраны стоимость её замены будет ниже цены нового расширительного бака.
С практической точки зрения форма мембраны никак не влияет на эффективность работы приборов, следует лишь отметить, что в баллонный расширительный бак закрытого типа для отопления вмещается несколько больший объём теплонесущей жидкости.
Принцип работы их также одинаков – при росте давления воды в сети за счёт расширения при нагревании, мембрана растягивается, сжимая находящийся по другую сторону газ и позволяет попасть внутрь бака излишкам теплоносителя. При остывании и, соответственно, падении давления в сети, процесс проходит в обратном порядке. Таким образом, регуляция постоянного давления в сети происходит в автоматическом режиме.
Нужно заострить внимание на том, что если купить расширительный бачок системы отопления наугад, без необходимого расчёта, то стабильности работы отопительной сети будет добиться весьма сложно. При значительно большем, чем необходимо, размере бака не будет создаваться требуемое для системы давление. В случае же если бак будет размера меньше требуемого, то он не сможет вместить избыточный объём теплонесущей жидкости, что может вылиться в создание аварийной ситуации.
Расчёт расширительных баков
Чтобы провести расчет расширительного бака для отопления закрытого типа сначала необходимо посчитать общий объём системы, складывающейся из объёмов трубопроводов контура, отопительного котла и приборов отопления. Объёмы котла и радиаторов отопления указываются в их паспортах, а объём трубопроводов определяется методом умножения площади внутреннего поперечного сечения труб на их протяжённость. Если в системе присутствуют трубопроводы разных диаметров, то следует определить их объёмы по отдельности, а затем сложить.
Дальнейший для таких приборов, как расширительный бачок для отопления закрытого типа расчет проводится по формуле V = (Vс х k) / D, где:
Vс – объём теплонесущей жидкости в системе отопления, k – коэфф. объёмного теплового расширения, принимаемый для воды 4%, для 10% этиленгликоля – 4,4%, для 20% этиленгликоля – 4,8%; D — показатель эффективности мембранного блока. Обычно он указывается производителем или его можно определить по формуле: D = (Рм – Рн) / (Рм +1), где: Рм – максимально возможное давление в сети отопления, обычно оно равно предельному рабочему давлению предохранительного клапана (для частных домов редко превышает значения 2,5 – 3 атм.) Рн – давление начальной накачки воздушной камеры расширительного бака, принимается как 0,5 атм. на каждые 5 метров высоты контура отопительной системы.
В любом случае следует считать, что расширительные бачки для отопления должны обеспечивать увеличение объёма теплоносителя в сети в пределах 10%, то есть при объёме теплоносящей жидкости в системе 500 л., объём вместе с баком должен составлять 550 л. Соответственно, необходим бачок расширительный системы отопления объёмом не менее 50 литров. Такой метод определения объёма весьма приблизителен и может вылиться в излишние затраты на покупку расширительного бака большего объёма.
В настоящее время в интернете появились онлайн калькуляторы для расчёта расширительных бачков. В случае использования для подбора оборудования таких сервисов, необходимо провести расчеты минимум на трёх сайтах, чтобы определить, насколько корректен алгоритм вычисления того или иного интернет-калькулятора.
Расчет
Чтобы определить объем расширителя, можно опираться на несколько разных способов. Для этого советуют обратиться к мастерам в специальных бюро. Как правило, для проведения всех необходимых расчетов они используют особые программы, позволяющие учитывать все особенности и нюансы, которые оказывают влияние на работу отопительной системы. Однако нужно учесть, что услуги таких специалистов в большинстве случаев являются дорогими.
Расчет объема бачка можно произвести и самостоятельно. Для этого следует использовать общепринятую формулу. В данном случае надо быть максимально внимательным, поскольку даже маленькая ошибка может привести к получению неверных значений
При расчете важно учитывать абсолютно все нюансы: и объем отопительной системы, и конкретный тип теплового носителя, и даже его физические свойства
В приведенной формуле:
- С – это общий объем теплового носителя в системе;
- Pa min – показатель изначального абсолютного давления в резервуаре;
- Pa max – самый большой параметр давления, который может иметь место в агрегате.
Если же вы боитесь ошибиться либо у вас нет времени на проведение всех требуемых расчетов, то стоит обратиться к помощи специальных онлайн-калькуляторов. Правда, в таком случае рекомендуется перепроверить полученные результаты на нескольких сайтах, чтобы не столкнуться с неправильной работой того или иного портала.
Некоторые люди делают проще – прикидывают нужные параметры на глаз. При этом удельную емкость отопительной системы приравнивают к 15 л/кВт. В результате получатся примерные значения. Но учтите, что обращаться к этому способу разрешено только в процессе технико-экономического обоснования.
Производители и цены
В настоящее время проблема купить бачок расширительный для отопления заключается лишь в правильном подборе типа и объёма прибора, а так же в финансовых возможностях покупателя. На рынке представлен широкий выбор моделей приборов как отечественных, так и иностранных производителей. Однако следует отметить, что если на такие приборы как расширительный бачок закрытого типа для отопления цена при покупке будет гораздо ниже, чем у основных конкурентов, то от такого приобретения лучше отказаться.
Невысокая стоимость указывает на ненадёжность производителя и низкое качество используемых при его изготовлении материалов. Зачастую таковой является продукция из Китая. Как и на все остальные товары, на качественный расширительный бачок для отопления цена не будет иметь значительной разницы порядка двух – трёх раз. Добросовестные производители используют примерно одинаковые материалы и разница в цене схожих по параметрам моделей порядка 10-15% обусловливается лишь локацией производства и ценовой политикой продавцов.
Хорошо зарекомендовали себя в этом сегменте рынка отечественные производители. Установив современные технологические линии на своём производстве они добились выпуска продукции, по своим параметрам не уступающей лучшим мировым брендам при более низкой стоимости.
Следует учитывать, что важно не только расширительный бак для отопления закрытого типа купить, требуется также правильная его установка.
Имея необходимые навыки при соблюдении инструкции возможна его самостоятельная установка. Если же у мастера остаются какие-либо сомнения на счёт своих познаний, то лучше всего обратиться к профессионалам для гарантированно стабильной работы сети отопления и исключения возможных неисправностей.
