Расширительный бак для отопления — схема установки в открытой и закрытой системах. Правила выбора: какой расширительный бак нужен для отопления частного дома? Какой мембранный бак выбрать для отопления

29.10.2023

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.

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.

Использование бака расширительного для отопления необходимо из-за того, что при нагревании воды на 10 °C она увеличивается в объеме на 0,3 %. Из-за этого во время нагревания в системе с 10 – 15 °C до 80 – 95 °C, ее объем увеличится на 2,4 – 2,8%. А если системе количество теплоносителя равняется 100-300 литров, при нагревании разница в объеме может достичь от 2,5 до 8 литров. А это уже достаточно большое количество воды, которое может привести к разрыву труб.

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.

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.

Конструкция и принцип действия

Конструкция закрытого расширительного бака для отопительной системы выглядит, как цилиндрический резервуар с установленной внутри мембраной из резины, которая разделяет внутреннюю часть бака на воздушную и жидкостную камеры.

Типы мембран бывают следующими:

баллонный мембранный бачок для отопления, теплоноситель в такой конструкции находится внутри резинового баллона, а снаружи воздух или азот под давлением;
в виде диафрагмы, которая разделяет внутреннюю часть расширительного бака закрытой системы отопления на два отсека – с водой и закачанным воздухом либо газом.

Давление газа регулируется индивидуально для каждой системы, об этом можно прочесть в прилагаемой к подобным приборам инструкциям. У некоторых красных баков предусмотрена в случае необходимости возможность замены мембраны. Это несколько увеличивает изначальную стоимость прибора, но в последующем при повреждении или разрушении мембраны, ее можно будет просто заменить, что будет гораздо дешевле и выгоднее чем замена всего бака.

Форма мембраны никоим образом не отражается на эффективности работы приборов, только стоит заметить, что в закрытый баллонный расширительный бак для отопления вмещается гораздо больше теплоносителя.

Для расширительных баков системы отопления принцип работы абсолютно не отличается – при росте давления теплоносителя в сети при нагревании за счет расширения, мембрана растягивается, тем самым сжимая газ, находящийся по другую сторону и тем самым позволяет попасть внутрь бака излишнему объему теплоносителя.

Как только температура теплоносителя падает, процесс происходит в обратном порядке. Благодаря чему происходит автоматическая регуляция давления в сети.

Стоит подчеркнуть, что если купить расширительный бак для отопительной системы без соответствующих расчетов, тогда довольно трудно будет добиться стабильности работы отопительной системы.

Если установить больший по объему, чем необходимо, резервуар, то давления в расширительном бачке отопления закрытого типа будет недостаточно. А если взять меньший, тогда он не сможет вместить избыточный объем теплоносителя, что может привести к аварии.

Виды схем отопления с расширителем

Устройство расширительного бака бывает следующих типов:

открытый расширительный бак для отопления;
закрытый расширительный бак, оборудованный сменной либо несменной (диафрагменной) мембраной.

У каждой схемы есть как плюсы, так и минусы. Но, тем не менее, наиболее популярной в наши дни является закрытая система с принудительной циркуляцией. Данная схема отличается компактностью, малым весом и более быстрой установкой. У нее есть так же ряд других эксплуатационных преимуществ.

Главной отличительной особенностью это то, что в закрытой системе циркуляция теплоносителя обеспечивается при помощи циркуляционного насоса. Он не создает избыток давления, а просто проталкивает воду по трубам с определенной скоростью. В этой системе отопления установлен расширительный бак для отопления закрытого типа или же, как его еще называют мембранный расширительный бак системы отопления.

Свое название он заслужил из-за своей конструкции которая представляет собой герметичную емкость, разделенную на две части при помощи эластичной мембраны. В одной части находится воздух, другая служит для того размещения излишек теплоносителя. Из-за присутствия в баке мембраны его еще называют мембранным.

В открытой отопительной системе не предусмотрена установка циркуляционного насоса. В такой системе расширительным баком для отопления – может служить любая емкость, даже ведро, к которому подводятся трубы от системы отопления. Для подобного расширительного бака открытого типа не нужна даже крышка, хотя при желании его можно ей оборудовать.

Наиболее простой вариант для отопления открытого типа представляет собой сваренную металлическую емкость, которая монтируется на чердаке. У подобной конструкции есть довольно серьезный недостаток. Из-за того, что бак не герметичный, со временем теплоноситель испаряется и нужно постоянно контролировать его количество, время от времени доливая его. Обычно это делается вручную при помощи ведра.

Это весьма неудобно, так как существует вероятность забыть восполнить запасы теплоносителя и это может привести к завоздушиванию и как следствие поломке системы.

Более удобно смонтировать автоматизированный контроль уровня. Но в этом случае, кроме труб отопления на чердак нужно будет протягивать еще и водоснабжение, а кроме этого куда-нибудь необходимо вывести переливной шланг (трубу) в случае переполнения бака. Зато уже нет необходимости постоянно следить за количеством теплоносителя.

Расчет объема расширительных баков

Для того чтобы сделать расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, для начала нужно будет сделать расчет общего объема системы, который складывается из объемов трубопроводов контура, отопительного котла и приборов отопления.

Об объемах котла и радиаторов можно узнать в их паспортах, а объем трубопроводов определяется при помощи умножения площади внутреннего поперечного сечения труб на их протяженность. В случае если в системе есть трубопроводы разного диаметра, тогда необходимо вычислить их объемы по отдельности, а затем сложить.

Дальнейший расчет расширительного бака для закрытой системы отопления осуществляется по формуле:

V = (Vс х k) / D, где:
Vс – объем теплонесущей жидкости в системе отопления, k – коэффициент объемного 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, Рн – давление начальной накачки воздушной камеры расширительного бака, принимается как 0,5 атм. на каждые 5 метров высоты контура отопительной системы.

Задачей расширительных бачков для отопления является обеспечение увеличение объема теплоносителя в сети до 10%, что подразумевает, если в системе объем теплоносителя равняется 500 литрам, объем вместе с баком должен быть не менее 550 литров.

Согласно этому, расширительный бак должен иметь объем не меньше 50 литров. Данный способ расчета объема довольно приблизительный, что может повлечь дополнительные финансовые траты на приобретение агрегата больших объемов.

Цена за резервуар на 12 литров в среднем составляет 1 000 рублей, за емкость на 24 литра, рассчитанную на работу в системе с давлением от 1,5 до 6 бар, придется выложить около 1 800 рублей, за бак 30 и 50 заплатить нужно от 2 300 до 5 000 рублей

Особенности монтажа бачка мембранного типа

После того как выполнены все расчеты, можно начинать монтаж расширительного бачка. Довольно важным моментом является выбор его месторасположения в общей схеме. На это влияет тип системы – гравитационная или с принудительной циркуляцией. Невзирая на то, что суть задачи расширительного бака в отопительной системе не меняется – неправильная установка может вызвать сбои во время работы.

Монтаж мембранного расширительного устройства в отопительной системе, делается только на обратной трубе перед циркуляционным насосом. Одно из обязательных условий – это соблюдение в помещении температурного режима. Уровень нагревания воздуха не должен составлять не меньше +5°С. Установке не должны мешать посторонние предметы. Данное требование касается и обслуживания сооружения.

Правильный монтаж расширительного бачка в систему отопления заключается в соблюдении его уровня. Устройство должно располагаться строго вертикально. Даже незначительное отклонение может вызвать неполадки в работе всей системы. Для того чтобы обеспечить безопасность при обслуживании, на воздушную камеру необходимо установить воздушный клапан для того чтобы была возможность быстрее сбросить давление в момент аварийной ситуации.

Для того, у кого есть специальные навыки для проведения сантехнических операций, не потребуется много усилий для установки расширительного бака. Как он должен врезаться, можно увидеть на схеме:

На трубе обратки (позиция 1), как можно ближе ко входу в отопительный котел (позиция 2), но как правило – перед циркуляционным насосом (позиция 3), необходимо выполнить разрез, куда должен запаковываться тройник (позиция 4). Методы установки бывают разными – все зависит о того, какой тип труб используется – полипропилен, металлопластик либо металл.

На патрубок (позиция 6) непосредственно расширительного бачка (позиция 5) запаковывается шаровой кран (позиция 7). Он нужен для обеспечения возможности отключения расширительного бачка при необходимости осуществления профилактики или ремонта. Для подобных случаев также стоит между краном и бачком установить соединение с накидной гайкой – «американкой» (позиция 8). Во время работы кран должен всегда находиться в открытом положении.

К тройнику от крана идет соединительный участок трубы (позиция 9). Его длина и конфигурация (количество поворотов и изгибов) не имеют большого значения – но как правило это выполняется по более удобному и короткому пути от места монтажа бака до трубы с обраткой.

Главное отличие работы расширительного бака в закрытой отопительной системе заключается в том, чтобы была возможность его быстро демонтировать. Для этого необходимо установить 2 отсекающих крана в момент монтажа – один на подводящий патрубок к системе отопления, а второй - на водяную камеру бака. Их прикрытие позволит быстро демонтировать бак для выполнения ремонта либо замены на новый.

Соблюдая все указания и рекомендации, указанные в инструкции по монтажу, можно легко и просто своими руками установить расширительный бачок для отопления. Но если есть какие-либо сомнения в собственных силах и навыках, редакция сайт рекомендует обратиться за помощью к профессионалам, которые помогут правильно и надежно установить расширительный бак, который обеспечит корректную и стабильную работу отопительной системы и тем самым поможет предотвратить возможные неисправности.

В отопительной структуре расширительный бак можно по праву назвать незаменимым элементом. Работа бака обеспечивает полноценное движение теплоносителя без непредвиденных утечек и разрыва труб .

Это явление происходит в процессе нагревания жидкости, её естественного расширения и, как следствие, повышения давления в системе. Излишки теплоносителя как раз и компенсирует расширительный бак.

Расширительный бак открытого типа для систем отопления

Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.

Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.

Для полноценной работы домашних систем , расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива , не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.

Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:

«забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
выводит воздух , который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.

Принцип действия

Рабочий процесс подразделяется на четыре простых этапа:

наполненность бачка на две третьих при нормальном состоянии;
увеличение поступающей жидкости в бак и возрастание уровня заполнения при нагревании теплоносителя;
уход жидкости из бачка при снижении температуры;
стабилизация уровня теплоносителя в баке до изначальной позиции.

Конструкция

Форма расширительного бачка существует в трёх вариантах: цилиндрической, круглой или прямоугольной. На верхней части корпуса располагается крышка для осмотра.

Фото 1. Устройство расширительного бачка открытого типа для систем отопления. Указаны составные части.

Сам корпус изготовлен из листовой стали , но при самодельном варианте возможны и другие материалы, к примеру, пластик или нержавейка .

Справка. Бак покрывают антикоррозийным слоем , чтобы предотвратить преждевременное разрушение (в первую очередь, это касается железных ёмкостей).

Система открытого бачка включает несколько различных патрубков:

для соединения расширительной трубы , через которую вода наполняет бак;
при стыке переливной , для выливания излишков;
при соединении циркуляционной трубы , по которой теплоноситель заходит в систему отопления;
для подключения контрольной трубы , предназначенной для ликвидации воздуха и регулировки наполненности труб;
запасного , необходимого при ремонте для сброса теплоносителя (воды).

Объём

Правильно рассчитанный объём бачка влияет на длительность эксплуатации совместной системы и бесперебойное функционирование отдельных элементов .

Маленький резервуар приведёт к поломке предохранительного клапана, из-за частого срабатывания, а слишком большой потребует дополнительных финансов при покупке и обогревании лишнего объёма воды.

Влиятельным фактором будет и наличие свободного пространства .

Внешний вид

Открытый бак — металлический резервуар, у которого верхняя часть просто закрывается крышкой , с дополнительным отверстием для долива воды. Корпус бака бывает круглым или прямоугольным. Последний вариант более практичен и надёжен при установке и креплении, но круглый имеет преимущество в виде герметичных бесшовных стенок.

Важно! Прямоугольный бак требует дополнительного усиления стенок при внушительном объёме воды (самодельный вариант). Это утяжеляет весь расширительный механизм, который нужно поднимать на самую верхнюю точку отопительной системы, к примеру, на чердак.

Достоинства:

Стандартная форма. В большинстве случаев — прямоугольник, который можно установить и подключить к общему механизму самостоятельно.
Простая конструкция без чрезмерного количества управляющих элементов, что позволяет легко контролировать бесперебойную работу резервуара.
Минимальное количество соединительных элементов , что придаёт корпусу прочность и надёжность в процессе работы.
Среднерыночная цена , благодаря вышеизложенным фактам.

Недостатки:

Малопривлекательный внешний вид , без возможности скрыть толстостенные громоздкие трубы за декоративными панелями.
Низкий КПД.
Использование воды, в качестве теплоносителя . При других антифризах испарение происходит быстрее.
Резервуар не герметичен.
Необходимость постоянного добавления воды (раз в неделю или раз в месяц) из-за испарения, которое, в свою очередь, влияет на завоздушивание и нормальное функционирование отопительной системы.
Присутствие воздушных пузырьков приводит к внутренней коррозии элементов системы и снижению срока эксплуатации и теплоотдачи, появлению шума.

Вам также будет интересно:

Место установки

Установка открытого бачка осуществляется в наиболее высокой точке системы отопления. При этом существуют несколько вариантов установки:

На подаче. Классический вариант подразумевает установку резервуара над котлом. При такой схеме горячая вода (теплоноситель) не только идёт по контуру, но и проникает в бачок, создавая характерный шум, напоминающий закипающую воду в чайнике.

Внимание! При ошибочных расчётах теплоноситель может закипеть и в баке.

На обратке . Такой способ позволяет избежать проблем с кипением, благодаря сниженной температуре жидкости.
Комбинированно . Этот способ подразумевает установку двух расширительных баков — одного в месте подачи теплоносителя, а второго на обратке. Такая комбинация позволяет избегать, образующихся в системе, воздушных карманов.

Фото 2. Схема отопительной системы с расширительным баком. В данном случае он устанавливается на обратку.

Как правильно установить

При монтаже открытого расширительного резервуара есть несколько действенных рекомендаций, применяемых опытными специалистами для надёжного результата:

Врезание аварийной сливной трубки , во избежание перелива теплоносителя через верх бака.
Утепление корпуса бака.
Размещение резервуара прямо над котлом и соединение с ним вертикальной подающей магистралью.
Утепление трубки, соединяющей резервуар с общей системой . Это поможет избежать взрыва из-за того, что увеличенному объёму теплоносителя некуда будет деваться.
Утепление отводящей сливной трубки , чтобы при её замерзании избежать перелива воды через край или уберечься от вредных паров антифриза.
Установление трубки (гибкого шланга, находящегося внутри бака) до самого дна. Это будет способствовать использованию пространства бака по максимуму.

Как сделать своими руками из пластиковой тары или нержавейки

Расширительную ёмкость можно сделать самостоятельно. Для этого подойдёт резервуар 10—12 литров (в зависимости от точных расчётов объёма теплоносителя общей системы).

При наличии готовой основы, к примеру, пластиковой тары, следует проверить её ёмкость (обычными 3-литровыми банками ), а потом уже крепить недостающие элементы.

Обычно бак делают из листовой нержавейки 2—4 мм толщины.

Инструменты :

сварочный аппарат, электроды для сваривания;
болгарка с соответствующими кругами;
листовой металл (нержавейка);
патрубки;
различные болты, набор штуцеров;
резиновые прокладки;
щётка, перчатки, защитная маска;
масляная краска;
теплоизоляционные материалы;
напильник по металлу;
рулетка;
схема бака со всеми размерами.

Разметка листа металла

Прежде всего, необходимо сделать разметку на листовом металле. Для этого можно воспользоваться картой раскроя с бумажными деталями , позволяющими использовать металл с наименьшими отходами. При стыковке на листе двух деталей , обязательно нужно учесть толщину круга болгарки, которая может «съесть» несколько миллиметров.

Важно! Все работы следует проводить аккуратно с последующей зачисткой краёв.

Вырезание заготовок

Корпус бака состоит из пяти или шести прямоугольников (в зависимости от наличия крышки). При желании можно верхнюю деталь крышки разделить на две части так, как будет удобно, приварив одну часть к основанию, а вторую прикрепив на завесы.

Сварка самодельного прибора

Вырезанные заготовки нужно поставить под прямым углом и приварить . Способ крепления может быть разным — газ отлично подойдёт для 2-х мм стальных листов, а с 3—4 мм листами хорошо работать электросваркой.

В дне корпуса необходимо проделать отверстие и приварить туда патрубок , по которому теплоноситель будет попадать в бак. Сам патрубок, соответственно, присоединить к контуру общей системы отопления.

Утепление

Открытая структура отопления отличается установкой расширительного бачка в самой высокой точке системы. Обычно, это неотапливаемый чердак, где зимой температура зачастую минусовая. При таких условиях вода в бачке может замёрзнуть, повредив всей системе. Чтобы избежать такой проблемы резервуар следует утеплить специальными материалами, к примеру, базальтовой ватой.

Такой теплоизоляционный материал устойчив к высоким температурам , что является необходимым условием, т. к. вода в баке, при повышенных градусах, закипает.

Добавление масла

В конструкцию самодельного бачка, кроме главного патрубка, соединяющего резервуар с системой, привариваются дополнительные элементы:

для подпитки системы или добавления теплоносителя (воды, масла);
для аварийного слива лишнего теплоносителя в канализацию.

Важно! Патрубок для слива нужно располагать выше предельного уровня заполнения бака , чтобы избежать переливания жидкости через верх.

Через отверстие в крышке вода из бака испаряется и в систему может попадать воздух. Это приводит к перегреву труб и плохой циркуляции теплоносителя. Чтобы решить эту проблему профессионалы рекомендуют залить в бачок чуть-чуть масла . Оно затянет поверхность теплоносителя тонкой плёнкой, создавая, таким образом, защитный слой от проникновения воздуха.

В водяной системе отопления один из компонентов — расширительный бак. Это небольшой резервуар, который отвечает за стабилизацию давления. Без него возможны повреждения труб, радиаторов и других элементов системы. О том, что такое расширительный бак для отопления и как он регулирует давление и поговорим дальше.

Назначение и виды

В системе отопления температура теплоносителя постоянно изменяется, что приводит к изменениям его объема. Ведь известно, что жидкости при нагревании расширяются, при остывании сжимаются. Расширительный бак для отопления как раз и предназначен для того, чтобы принимать на себя излишки жидкости при нагреве (расширении), и возвращать их в систему при остывании. Таким образом он поддерживает стабильное .

Открытого типа

Есть два типа расширительных бачков: открытого и закрытого. Емкости открытого типа используется обычно в самотечных системах (). Так он называется потому, что представляет собой негерметичную емкость. Это может быть бочка, кастрюля, специально сваренный резервуар. Для того чтобы теплоноситель меньше испарялся, устанавливают крышку, но сама емкость негерметична. Принцип работы открытого расширительного бака прост: это емкость, в которую вытесняется излишек теплоносителя при повышении температуры и подается обратно при остывании.

Расширительный бак открытого типа — любая емкость, например, пластиковая канистра

При расчете баков открытого типа берут солидный запас по объему: можно долить теплоноситель и некоторое время не проверять его уровень. Емкость негерметична, так что идет постоянное испарение жидкости и запас не помешает. В случае недостатка теплоносителя, в систему попадет воздух, что может ее остановить. Последствия могут быть печальными — если сработает автоматика котла (если она есть) — есть вероятность разморозки. Если автоматики нет, котел от перегрева может разорваться. В общем, это тот случай, когда запас действительно оправдан.

Если в систему отопления залита вода, можно сделать автоматической пополнение на основе поплавка от бачка унитаза. Принцип работы точно такой же: при понижении уровня ниже определенной точки открывается подача воды. При достижении нужного уровня, подача перекрывается.

Плюс такого решения в том, что нет необходимости контролировать количество теплоносителя, возможность завоздушивания минимальна. Минус — надо тянуть водопроводную трубу. Так как открытые систем обычно работают на естественной циркуляции, расширительный бак для отопления ставят в самой верхней точке системы. Очень часто это — чердак, так что трасса получается длинной.

И это еще не все возможные аварийные ситуации. Поплавки, случается, не перекрывают подачу воды. Если такое произойдет с унитазом, вода просто бежит в канализацию. В случае с отоплением вода польется на чердак, затопит дом… Чтобы избежать подобной ситуации, надо сделать контроль перелива. В самом простом случае это ввареный/приделанный на нужном уровне патрубок с подключенным к нему шлангом. Шланг можно вывести в канализацию, но тогда надо придумать еще и сигнализацию переполнения емкости (заодно тогда и снижение уровня ниже критического). Можно шланг просто вывести на метр от дома или запустить в систему водостока. В этом случае видны будут «следы» переполнения и можно будет своевременно отреагировать и без сигнализации. Так что открытый расширительный бак для отопления требует некоторого дооборудования.

Закрытого типа

Расширительный бак для отопления закрытого типа ставится в системы с принудительным движением теплоносителя. В них движение теплоносителя активизируется при помощи циркуляционного насоса. Такие системы работают при повышенном (относительно атмосферного) давлении. Для сохранения этого давления, емкость должна быть герметичной.

Одна из главных функций расширительного бака для закрытой системы отопления — поддержание стабильного давления. Для этого емкость делят на две части. В одной находится воздух или закачанный на заводе инертный газ (обычно аргон). Эта часть герметична, есть выход малого диаметра, в котором установлен золотник (принцип работы такой же, как у велосипедного или автомобильного). Другая камера пуста и имеет выход какого-то сечения. Через этот выход расширительный бак для отопления подключается к трубопроводу. При расширении в эту камеру поступает теплоноситель.

Расширительный бак закрытого типа делится на камеры при помощи эластичной резиновой перегородки — мембраны . Бывает она двух видов: в виде диафрагмы (диска) или груши. Разницы особой нет, за исключением того, что грушу проще менять. Так что емкости с грушей более популярны, чем с диафрагмой.

Принцип работы мембранного расширительного бака сложнее, чем открытого. В «сухой» камере создается определенное давление. Оно подбирается в зависимости от рабочего давления в системе, а стандартная заводская настройка — 1,5 Бар. Пока давление в системе ниже чем в расширительном баке, «водяная» часть емкости остается пустой.

Когда оно становится выше, жидкость начинает поступать, мембрана растягивается, повышая давление в «газовой» части бака. Этот процесс происходит до тех пор, пока либо давление в системе не начинает падать (теплоноситель остывает), либо емкость заполняется полностью. Первый случай — это нормальная работа системы отопления, второй — аварийная.

Второй вариант означает, что объема расширительного бака не хватает. И такая ситуация возникает при неправильно подобранном размере (слишком маленький) или при перегреве котла. Чтобы сохранить работоспособность системы в таких ситуациях, ставят аварийные клапана.

Определение объема расширительного бака и его выбор

Для нормальной работы отопления расширительный бак должен иметь достаточный объем. Есть два способа его определения: можно рассчитать по формуле, можно воспользоваться эмпирическими данными.

Эмпирический путь

Начнем с эмпирического способа. По опыту эксплуатации сделан вывод, что если объем расширительного бака для отопления составляет около 10% от общего объема системы отопления, этого достаточно. Вопрос в том, как определить объем системы. Способов как минимум два:

Посчитать при заполнении (если заполняется водой и стоит счетчик или при заполнении теплоносителем из канистр — вы точно будете знать, сколько закачали жидкости).
Высчитать по объему элементов системы. Потребуется найти информацию о том, сколько литров помещается в одном метре трубы, в одной секции радиатора. С этими данными уже можно узнать объем системы отопления.

Зная, сколько литров теплоносителя в вашем отоплении, легко рассчитать требуемый объем мембранного бака — он должен быть не менее 10% от этой цифры. В случае с баком открытого типа, реальный объем можно хоть удвоить — меньше вероятность того, что бачок опустеет. По минимуму, стоит добавить половину — вы все равно недольете его, минимум, на 1/3.

Мембранный расширительный бак для отопления берут обычно не слишком завышая расчетную цифру. Дело в том, что чем больше емкость, тем дороже стоит расширитель. И рост цены значительный. Тем не менее, брать меньший не стоит — давление будет «скакать», что приведет к раннему износу компонентов или вообще, останову системы. Наиболее вероятно, что отопление засбоит в морозы, потому что в холодную погоду теплоноситель более горячий, значит — его объем больше. И именно в эти моменты, объема расширительного бака может не хватить. Если вы заметили такие симптомы и расчет подтвердил, что мембранный бачок у вас недостаточного размера, не обязательно менять его на больший. Можно поставить второй. Важно чтобы суммарная емкость их была не менее расчетного значения.

Если в системе антифриз

Антифриз для отопления имеет большее тепловое расширение, чем вода. Причем разные марки имеют различные характеристики. Поэтому, для теплоносителя этого вида, желательно объем расширительного бака предварительно рассчитать.

Тут есть два пути: определить как для воды, сделать поправку на большее тепловое расширение. Оно зависит от процентного содержания этиленгликоля (тосола). На каждые 10% гликоля добавляем 10% объема. То есть:

10% этиленгликоля — должны добавить 10% от найденного объема бака для воды;
20% этиленгликоля — 20% добавляем и т.д.

Этот расчет обычно оправдан, но можно найти более точные цифры, используя формулу (на рисунке).

После того как вы определились с объемом, пора покупать расширительный бак. Но в магазине они есть разных цветов. Как минимум, есть синие (голубые) и красные. Так вот, мембранный расширительный бак для отопления всегда красного цвета . Синие — для водопровода, причем для холодной воды. Они значительно дешевле, но мембрана там сделана из резины не приспособленной к высоким температурам. Так что в системе отопления прослужит он совсем недолго.

Давление в мембранном баке и его проверка

Чтобы закрытая система отопления работала нормально, в расширительном баке должно быть давление на 0,2-0,5 Бар ниже, чем в системе. Чем больше система, тем больше разница в давлении. Но, как уже говорили, на заводе их накачивают до 1,5 Бар, так что перед установкой расширителя, его лучше проверить и настроить под свою систему отопления.

Проверяем давление манометром, подключив его к выходу с золотником. Если давление выше, чем вам надо, немного стравливаем. Сделать это несложно — чем-то тонким нажать на лепесток в ниппеле. Послышится шипение выходящего воздуха. Когда давление достигнет желаемого уровня, освобождаем лепесток.

Если мембранный бачок накачан слишком слабо (такое тоже бывает), его можно накачать обычным насосом. Но удобнее автомобильным, с манометром — сразу можно контролировать давление. После проверки можно устанавливать в систему.

Место установки

Расширительный бак для отопления закрытого типа устанавливается на прямом участке перед циркуляционным насосом. Перед, в том смысле, что насос гонит воду от расширительной емкости, а не в нее. В таком случае расширитель работает более корректно.

Для установки мембранного бака, монтируют тройник, от него идет труба, к которой подключается емкость. Высота установки не имеет значения. Но перед баком и за ним лучше поставить отсечные краны. Мембрана, выходит из строя раз в несколько лет. Еще чаще приходится его проверять, подкачивать. Чтобы для обслуживания не приходилось останавливать и сливать систему и ставят запорный кран. Его перекрывают и можно бачок снимать, проверять, ремонтировать.

В системах открытого типа, место установки расширительного бака выбирается исходя из других соображений. Его ставят в самой верхней точке системы. В этом случае он работает еще и как воздухосборник. Пузырьки воздуха стремятся вверх, а если в самой верхней точке стоит расширительный бачок, они тут и поднимаются на поверхность, выходя в атмосферу. Так что такой бак намеренно делают негерметичным, чтобы воздух из системы отопления имел возможность выходить естественным путем.

Как выбрать расширительный бак для отопления

Расширительный бак – это специальная емкость, благодаря которой появляется возможность компенсировать температурное расширение жидкости, циркулирующей в системе отопления. При нагревании воды ее объем возрастает, динамика увеличения объема составляет порядка 0,3% на каждые 10°С.

Жидкость характеризуется низким коэффициентом сжимаемости, поэтому избыточному объему будет некуда деться в полностью герметичной системе без специального резервуара, что приведет к аварии – из-за повышенного давления могут протечь соединения или лопнуть трубы. Также нельзя заменить расширительный бак клапаном для сброса «лишнего» разогретого теплоносителя, поскольку при охлаждении жидкость в трубопроводе сожмется, образуя вакуум – это приведет к разгерметизации системы и попаданию туда воздуха – в результате отопление не будет функционировать.

Разновидности расширительных баков

Выполняя подбор расширительного бака, в первую очередь следует ориентироваться на тип отопительной системы – она бывает открытой и закрытой.

1. Баки открытого типа

Данный вид устройств рассчитан на эксплуатацию в составе системы отопления, в которой теплоноситель перемещается по трубам самотеком, в результате естественной конвекции. Конструкция расширительного бака в этом случае предельно проста – он представляет собой обычную емкость цилиндрической или прямоугольной формы. Резервуар должен быть смонтирован в верхней точке трубопровода системы. Он не только компенсирует тепловое расширение теплоносителя, но и обеспечивает отвод воздуха из системы.

Бачок открытого типа

Так как из открытого бака жидкость испаряется, необходимо регулярно проводить визуальный контроль уровня и подливать воду. Для чего требуется смонтировать соответствующее ответвление водопровода с краном либо носить ведра с водой на чердак дома, где обычно устанавливается бак.

Чтобы снизить теплопотери, рекомендуется обеспечить термоизоляцию такого расширительного бака. Емкость изготавливается из листового металла, верхняя часть снабжается крышкой, чтобы вода меньше испарялась и остывала. Для контроля максимального уровня жидкости бак оснащается трубой перелива, которую выводят в канализацию или на улицу.

Недостатком конструкции является :

необходимость регулярного обслуживания;
повышенные тепловые потери;
быстрая коррозия внутренних стенок резервуара;
необходимость прокладки дополнительных труб.

Преимущества :

возможность создать полностью энергонезависимую отопительную систему;
простая конструкция – бак можно изготовить и смонтировать самостоятельно.

Сегодня расширительные баки открытого типа применяются все реже из-за низкой эффективности самотечной отопительной системы.

2. Баки закрытого типа

Такое устройство может подбираться к отопительной системе любого типа – с естественной и принудительной циркуляцией. Применение замкнутых емкостей дало возможность исключить контакт теплоносителя с воздухом – это снизило коррозионную опасность для элементов отопительной системы, выполненных из стали и продлило срок их службы.

Закрытые расширительные баки с различными мембранами

К преимуществам герметичных расширительных баков также можно отнести :

отсутствие испарения теплоносителя (нет необходимости следить за уровнем воды, подливать ее в систему, монтировать отвод перелива);
отопительная система может функционировать при более высоком давлении;
так как бак преимущественно монтируется в котельной, его не требуется защищать от перемерзания, он стабильно функционирует весь отопительный сезон.

Герметичный закрытый бак должен быть оснащен ручным либо автоматическим клапаном для отвода воздуха. Если клапан ручной, необходимо визуально контролировать наполнение системы теплоносителем. При наличии автоматического клапана контроль осуществляет манометр, который измеряет давление в системе.

3. Баки мембранного типа

Современный усовершенствованный вариант закрытого герметичного бака функционирует в автоматическом режиме. Ключевой деталью устройства является внутренняя мембрана, выполненная из эластичного полимерного водонепроницаемого материала, устойчивого к высоким температурам.

Мембрана позволяет разделить полость резервуара на водяную и воздушную камеры, благодаря чему теплоноситель не контактирует с металлическими стенками емкости и с воздухом. Это снижает риск проникновения кислорода в жидкость и предохраняет систему от коррозии, сам бачок также защищен от разрушительного воздействия влаги.

Мембранный расширительный бак

При расширении теплоносителя мембрана деформируется и заставляет воздух в камере бака сжаться. При остывании жидкости воздух выталкивает ее обратно в трубопровод. Такой принцип действия позволил примерно в 4 раза уменьшить размеры резервуара, необходимого для отопительной системы. Кроме того, установка мембранного бака позволяет поддерживать давление в системе на стабильном уровне, что благоприятно сказывается на долговечности всего оборудования, задействованного для теплоснабжения дома.

Расширительный мембранный бак заодно служит своего рода предохранителем – если давление в нем по каким-либо причинам дойдет до критических значений, циркуляционный насос автоматически отключится. Систему можно будет вновь запустить только после нормализации давления.

Принцип действия расширительного бачка закрытого типа

Рассматривая, как выбрать расширительный бак мембранного типа, следует обратить внимание на долговечность устройства. Мембрана со временем теряет эластичность и растрескивается. Рекомендуется приобрести модель со сменной мембраной – это дает возможность при необходимости быстро отремонтировать бак вместо его полной замены.

В список преимуществ устройства входит :

компактные габариты;
отсутствие испарения теплоносителя;
минимальные теплопотери;
защита отопительной системы от коррозии;
возможность работы системы под высоким давлением.

Расширительный бачок в разрезе

Обратите внимание! Отправившись выбирать мембранный расширительный бак обратите внимание на маркировку, чтобы не перепутать его с гидроаккумулятором для системы водоснабжения. Они похожи по форме и могут быть окрашены в одинаковые цвета. На шильдике, расположенном на корпусе бака, указывается рабочая температура и давление: у расширительного бака до 120°С и 3 бар, у гидроаккумулятора, соответственно, не более 70°С и 10 бар.

Расчет объема резервуара

Вопрос, как подобрать расширительный бак для системы отопления, напрямую связан с определением необходимого объема резервуара. Для этого требуется произвести ряд расчетов.

При проектировании системы отопления учитывается, что объем расширительного бака должен составлять около 15% от объема теплоносителя в системе.

в котельном агрегате – данный параметр указывается в паспорте изделия;
во всех радиаторах отопления – подсчитывается для каждого радиатора и суммируется. Следует использовать значения, указанные в технических характеристиках радиаторов соответствующего типа;
в трубопроводе - рассчитывается на основании сечения и протяженности труб.

Расчет радиаторов зависит от типа – если это панельная модель, в паспорте указывается ее внутренний объем. У секционных моделей приводят объем одной секции, это значение надо умножить на количество секций.

Для подсчета количества воды в трубах используется формула Vобщ = π × D2 × L/4

L – длина трубы (потребуется измерить все отопительные контуры в доме);
D – внутренний диаметр трубопровода;
π – 3,14.

Перед тем как производить расчеты, необходимо суммарную длину труб посчитать в сантиметрах и диаметр также перевести в сантиметры. После вычисления объема по формуле результат также будет выражен в сантиметрах. Для перевода полученного значения в литры, его требуется разделить на 1000.

Заключение

Вопросом, как подобрать расширительный бак для отопления, важно задаться в ходе проектирования отопительной системы и подобрать подходящий тип бака. А вот расчет объема и, соответственно, покупку устройства, следует отложить на конечный этап. Это связано с расчетами объема резервуара.

Если по проекту в доме будут смонтирована система водяного теплого пола, не забудьте до заливки стяжки определить длину контура в каждом помещении. Это касается и скрытого трубопровода радиаторного отопления.

Покупая расширительный бак, лучше выбрать модель несколько больше по объему относительно расчетного значения, чем меньше. Большой бак принципиально не повлияет на функциональность системы.

Ознакомьтесь с видео ниже, которое поможет определиться с выбором бачка.

А вот если подобранный мембранный бак недостаточно вместителен, через аварийный клапан будет сбрасываться разогретый теплоноситель. В этом случае устанавливают новый мембранный резервуар большего объема или в систему монтируют еще один расширительный бак.

Давайте постараемся разобраться, для чего нужна и как выполняется установка расширительного бака в системе отопления.

Мы рассмотрим варианты для открытой системы с естественной циркуляцией и для закрытой системы отопления, использующей циркуляционный насос. Начнем, однако, с определений.

Наша задача — выбрать бак, подходящий нам по объему, и правильно смонтировать его.

Общая информация

Что такое расширительный бачок и для чего он нужен?

Само его название дает подсказку: для расширения. При фиксированной массе теплоносителя в контуре отопления и трубах, эластичность которых стремится к нулю, с изменением температуры теплоносителя неизбежно будет меняться давление в системе. Тепловое расширение, помните? Вода или любой другой теплоноситель, нагреваясь, расширяются.

Как только усилие превысит прочность трубы или радиатора на разрыв… Бум!

Причина возможной аварии — в том, что вода, меняя свой объем при нагреве, остается практически несжимаемой. Отсюда же и такое понятие, как гидроудар: упругие взаимодействия в жидкой среде, упрощенно говоря, отсутствуют.

Очевидное решение — создать в системе резервуар с легкосжимаемой субстанцией — воздухом. При увеличении объема воды при наличии такого резервуара давление вырастет незначительно.

Полезно: чтобы кислород из воздушного резервуара не способствовал коррозии труб, растворяясь в воде, в бачках для закрытых систем он отделен от воды резиновой мембраной.

Однако мы описали лишь одну из функций расширительного бачка.

Помимо частных домов с фиксированными объемами и контура, и теплоносителя в нем, расширительный бачок можно обнаружить:

В открытых системах, контактирующих с атмосферным воздухом;
В системах централизованного отопления с верхним розливом. Там расширительный бак находится на чердаке и соединяется непосредственно с подающим трубопроводом домовой системы отопления.

В обоих описанных случаях монтаж расширительного бака отопления нужен для того, чтобы избавиться от воздушных пробок. Перепад между двумя нитками в случае центрального отопления — всего-то около двух метров. В — и того меньше.

Уточнение: автору так и слышатся возгласы мало-мальски сведущих людей, которые в разгар отопительного сезона видели в элеваторном узле в 10 раз больший перепад.
Типично 6 кгс/см2 на подающем трубопроводе и 4 — на обратном (1 атмосфера избыточного давления соответствует водяному столбу в 10 метров).
Не путайте теплое с мягким: в отопительную систему поступает не вода с подачи, а смесь.
Элеватор вовлекает в повторный круг по отопительной системе воду обратки, впрыскивая в нее через сопло струю более горячей воды с более высоким давлением с подающего трубопровода.
В результате, как и сказано, перепад между смесью и обраткой не превышает 2 метров, или 0,2 кгс/см2.

При таком перепаде напор воды никак не сможет выдавить воздушную пробку из верхней части отопительной системы. Отсюда простое решение: поставить некую емкость для сбора воздуха там, где он будет накапливаться, и при запуске системы стравливать его. В случае открытой системы, понятное дело, какие-то активные действия не нужны.

Весь воздух в системе будет вытеснен вверх и попадет в расширительный бак. В открытой системе он тут же воссоединится с атмосферой. В закрытой — будет ждать, пока владелец дома откроет воздушный кран.

Как и где ставится расширительный бак

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

Открытая система

В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.

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

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

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

Выводы очевидны:

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.
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.

Закрытая система

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

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

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

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

Баки в заводской комплектации иногда снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление.
Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с встроенными . Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве.
В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, не так уж редка.
Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.
Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с нее на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.

Заключение

Как обычно, дополнительную информацию о выборе и установке расширительных бачков в системах разных типов вы обнаружите в видео в конце статьи. Теплых зим!