Строительный портал - все о строительстве и ремонте

Установка расширительного бака в системе отопления открытого и закрытого типа

Основным параметром бака является его полезный объем, который должен превышать величину изменения объема жидкости системы в результате максимального изменения ее температуры.

Объем жидкости в системе отопления не является постоянным, так как в процессе работы теплоноситель может расширяться и сжиматься. Нагрев теплоносителя, а соответственно и увеличение его объема при постоянном размере внутреннего пространства системы отопления приводит к увеличению давления на стенки трубопроводов и отопительного оборудования, что может стать причиной их разрушения.

Для компенсации изменения объема жидкости и стабилизации давления на внутренние стенки компонентов системы отопления в её схему вводят расширительный бак (также известный как экспанзомат, от англ. глагола «expanse», что означает «расширять»). При расширении теплоносителя, его количество, превышающее объем внутреннего пространства системы, поступает в расширитель, а после падения температуры – возвращается обратно.

Как определить необходимый объем расширителя?

Объем расширителя должен превышать значение потребного объема, который представляет собой максимальное количество теплоносителя, поступающее в бак в результате его нагрева.

В первую очередь определяется общий объем теплоносителя в системе. Суммируя внутренний объем труб и полостей всех элементов системы (котла, батарей отопления, запорной арматуры) получаем суммарный объем. Количество жидкости в трубопроводах можно рассчитать в зависимости от типоразмера трубы, используя данные таблицы 1. Объем полостей оборудования указан в документации (паспорте или каталоге производителя) на изделие.

Таблица 1 – Определение объема теплоносителя в 1 погонном метре трубопровода.

Таблица 1 – Определение объема теплоносителя в 1 погонном метре трубопровода.

Далее зная суммарное количество жидкости определить потребный объем расширителя, воспользовавшись данными таблицы 2. Данную величину выбирают в зависимости от давления в системе. В случае если рассчитанное ранее значение находится между двумя табличными, потребный объем бака определяют по большему из значений.

Таблица 2 – Определение потребного объема расширительного бака

Таблица 2 – Определение потребного объема расширительного бака.

Указанные данные таблицы 2 справедливы, если в качестве теплоносителя используется вода. Для жидкостей с коэффициентом теплового расширения отличным от воды табличное значение суммарного объема умножается на поправочный коэффициент, равный соотношению плотности воды и используемой жидкости.

Основные разновидности баков

Существуют два основных типа расширителя, которые применяются в системе отопления:

  1. открытого типа;
  2. закрытого типа.

Расширительные баки открытого типа представляют собой однообъёмную емкость, сообщающуюся с атмосферой. Такой бак устанавливается в наивысшей точке системы отопления, что необходимо для обеспечения естественного возвращения жидкости в трубопровод при снижении ее температуры.

Расширитель открытого типа.

Закрытые расширители изготавливают в виде герметичного сосуда, часть которого заполнена жидкостью, а часть – воздухом или газом находящимся под определенным давлением. При нагреве жидкость поступает в экспанзомат, при этом газ сжимается. При охлаждении жидкости она возвращается в систему, а разницу в объемах заполняет газ.

Расширительный бак закрытого типа.

Расширительный бак закрытого типа.

Расширительный бак открытого типа

Кроме основных функций (компенсации объема, стабилизации давления), экспанзомат открытого типа служит для восполнения воды, если в системе происходит небольшая утечка и для отвода воздуха из системы.

Открытые расширители имеют прямоугольную либо цилиндрическую форму и изготавливаются из листовой стали или полимерных материалов. Установка расширительного бака открытого типа в системе отопления осуществляется в ее верхней точке, что требует увеличения общей длины трубопроводов отопления. Бак оборудован крышкой для защиты теплоносителя от загрязнений и обеспечения доступа внутрь при обслуживании.

Принцип работы и схема подключения открытого расширительного бака в системе с принудительной циркуляцией

Принцип работы и схема подключения открытого расширительного бака в системе с принудительной циркуляцией.

Местом для размещения открытого расширителя может служить чердачное помещение, лестничный проем или специально оборудованный бокс, установленный на крыше дома. Если высота дома позволяет установить расширитель внутри жилой части здания, его можно разместить в санузле или хозяйственном помещении. Емкости, размещенные за пределами отапливаемой части дома необходимо утеплять для снижения потерь тепла в системе.

Открытый бак, сваренный из листового металла.

Открытый бак, сваренный из листового металла.

Принцип работы и особенности установки

Чтобы вода в баке открытого типа не застаивалась, необходимо обеспечить ее циркуляцию. Для этого между ним и основной магистралью теплопровода оборудуют контур, состоящий из расширительной и циркуляционной трубы, причем отверстие последней расположено в баке несколько ниже (примерно на 50 мм). Для эффективной циркуляции воды контур врезают перед входом в насос (если система работает с принудительной циркуляцией), установленный на магистрали обратного хода. Циркуляция позволяет выводить из системы в атмосферу пузырьки воздуха.

Открытый расширитель с реле нижнего и верхнего уровня.

Открытый расширитель с реле нижнего и верхнего уровня.

Надо отметить, что выше сказанное справедливо при установке расширителя в систему отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя!

В системе с естественной циркуляцией для беспрепятственного выхода пузырьков воздуха расширитель подключается в самой верхней точке подающего трубопровода.

В районе отметки минимального уровня теплоносителя из бака выходит контрольная труба, а на максимальном уровне – переливная, предназначенная для слива лишней жидкости. Проверка уровня может осуществляться простым открытием крана на контрольной трубе. Если вода из крана поступает, значит, ее уровень в баке превышает минимальную отметку. Для данной цели могут устанавливаться реле нижнего и верхнего уровней, подающие световой или звуковой сигнал при возникновении опасности снижения уровня воды до минимального значения или её подхода к точке перелива.

Полезный объем расширителя равный площади его основания умноженной на высоту между минимальным и максимальным уровнем, равен приросту количества воды в результате температурного расширения. Он должен быть равен либо превышать потребную величину, рассчитанную с использованием таблиц 1 и 2.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества расширителя открытого типа:

  1. простота конструкции, что подразумевает относительно низкую стоимость;
  2. выполняет функцию сброса давления и отвода воздуха из системы отопления.

Недостатки открытых расширительных баков:

  1. особые условия установки, предусматривающие монтаж дополнительных трубопроводов;
  2. высокие потери тепла и необходимость теплоизоляции;
  3. непосредственный контакт с атмосферой, что может вызвать коррозию стальных элементов системы;
  4. из-за возможности испарения система нуждается в периодическом пополнении теплоносителя.

Следует отметить, что ввиду вышеуказанных недостатков баки открытого типа все реже применяются в системах отопления жилых домов, уступая по популярности закрытым расширителям.

Расширительный бак закрытого типа

В отличие от открытых экспанзоматов, закрытый расширительный бак не связан с атмосферой. Он представляет собой герметичный стальной сосуд, частично заполненный жидкостью, а частично – закаченным через специальный клапан инертным газом. В зависимости от способа разделения внутреннего объема закрытые баки делятся на:

  1. безмембранные;
  2. мембранные.

Закрытые расширители различных форм и размеров.

Закрытые расширители различных форм и размеров.

Безмембранные

В безмембранных расширителях теплоноситель непосредственно контактирует с газом, так как у них отсутствует механическое разделение внутреннего пространства. Для поддержания заданного давления используется компрессор или газовый баллон, расположенный снаружи. Контроль давления и подача газа осуществляется автоматически.

Безмембранные баки широко использовались в то время, когда резиновые (каучуковые) мембраны имели низкие ресурсные показатели и требовали частой замены. Они могли работать без мембраны, но необходимость в компрессоре или баллоне усложняла конструкцию. В настоящее время широкое распространение получили закрытые баки с разделительной мембраной.

Мембранные

В конструкциях современных расширителей жидкость и газ разделены с помощью гибкой мембраны. Существуют расширители с:

  1. тарельчатой мембраной (диафрагмой);
  2. грушевидной (баллонной) мембраной.

Тарельчатая крепится в средней части бака и имеет форму, близкую к полусфере. В зависимости от температуры воды она принимает выпуклую или вогнутую форму.

Устройство расширителя с диафрагмой.

Устройство расширителя с диафрагмой.

Грушевидная повторяет форму сосуда и закрепляется на противоположных концах емкости. Особенностью данных баллонов является отсутствие контакта теплоносителя со стенками, так как жидкость заполняет гибкую мембрану, а между ней и металлическими стенками закачан газ. Это защищает конструкцию от коррозии и увеличивает срок службы. Данная конструкция допускает замену мембраны, в то время как конструкция диафрагменных баков этого не позволяет.

Бак с грушевидной мембраной.

Бак с грушевидной мембраной.

В современных расширителях применяются бутиловые и этиленпропиленовые мембраны, отличающиеся повышенной долговечностью. Ранее для этих целей использовали каучук, который имеет меньший срок службы и в настоящее время не используется.

Схема работы бака с компрессором.

Схема работы бака с компрессором.

Преимущества и недостатки мембранных баков

Недостатками мембранных расширителей являются:

  • высокая стоимость;
  • необходимость периодической подкачки газа либо воздуха;
  • необходимость контроля давления в системе.

Среди преимуществ можно выделить:

  • компактные размеры;
  • минимальные потери тепла, отсутствие необходимости теплоизоляции;
  • отсутствие прямого контакта теплоносителя с атмосферой (испарения), что снижает риск образования, распространения коррозии и необходимость подпитки ситемы;
  • возможность работы при высоком давлении;
  • возможность установки практически в любом месте.

Выбор мембранного расширителя

Основным параметром мембранного бака является потребный объем жидкости в системе, который должен быть предварительно рассчитан с использованием таблиц 1 и 2. Бак должен иметь объем, равный или превышающий полученное значение.

Кроме традиционной овальной формы многие производители выпускают плоские расширители с диафрагмой. Такой бак более компактен и может устанавливаться в пространстве между стеной и внутренней отделкой помещения, не занимая полезное пространство.

Расширитель плоской формы.

Расширитель плоской формы.

Главной рабочей частью современного бака закрытого типа является мембрана, от параметров и качества изготовления которой зависит его срок службы. Основными характеристиками мембраны являются:

  • диапазон рабочих температур и давлений;
  • материал;
  • диффузионная устойчивость.

Мембранные баки для систем отопления окрашены красным цветом, в то время как используемые в системах водоснабжения – синим. К мембранам расширителей систем отопления выдвигаются более низкие санитарно-гигиенические требования.

Правила установки закрытых расширителей

Установленный расширитель отопления (слева).

Установленный расширитель отопления.

  1. Установка расширительного бака закрытого типа в системе отопления может осуществляться в любой точке схемы, но оптимальным является монтаж перед циркуляционным насосом (для система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя).
  2. Установка допускается в любом положении, но вариант с верхним подводом жидкости является предпочтительным, так как позволяет естественным образом выходить пузырькам воздуха. Такой монтаж обеспечит работоспособность бака даже при разрыве мембраны.
  3. Если в процессе эксплуатации системы отопления обнаружится, что объема установленного бака недостаточно вместо его замены рациональней установить дополнительный требуемых размеров.
  4. При переходе с воды на другой теплоноситель может понадобиться замена расширительного бака на более объемный. Возможна установка дополнительного расширителя.
  5. Некоторые модели отопительных котлов имеют встроенный расширительный бачок, в этом случае установка дополнительного не требуется.
  6. Установка закрытого расширителя в систему отопления с естественной циркуляцией требует установки «автосбросника» (автоматического поплавкового клапана) в верхней точке системы для автоматического сброса воздуха при наполнении системы и во время работы котла.

Эксплуатация расширителей

Поддержание расширительного бака мембранного типа в работоспособном состоянии включает в себя:

  1. регулярный визуальный осмотр на отсутствие коррозии;
  2. проверка целостности мембраны;
  3. проверка давления воздуха (газа).

Техническое обслуживание баков открытого типа предусматривает внешний осмотр состояния корпуса и теплоизоляции, а также проверку уровня жидкости, который не должен опускаться ниже минимальной отметки.

Установленный расширитель отопления (слева).

Расширительный бак на кронштейне.

Правильный выбор и установка расширительного бака в системе отопления – одна из составляющих надежной, бесперебойной и безопасной работы всей системы отопления жилого дома. Сегодня чаще устанавливается расширительный бак закрытого типа с мембраной-диафрагмой, сочетающий в себе доступную цену и высокий уровень удобства в эксплуатации.

Статьи по теме:

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить