Для чего нужен расширительный бачок в системе отопления и особенности монтажа. Мембранный бак для отопления для чего нужен.

Существует также специальная формула расчета, которая дает представление об эффективности расширительного бака: D = (P_м– Р_н) / (Р_м+1)

Для чего нужен расширительный бачок в системе отопления и особенности монтажа

Расширительный бак является неотъемлемой частью системы отопления. С его помощью можно проверить правильность функционирования всей системы отопления. Перед установкой системы отопления важно изучить варианты, представленные на рынке, и рассчитать систему для вашего дома. Способ установки системы также важен. Проще получить консультацию у профессионала из компании, у которой вы покупаете систему, а также проверить работу монтажников и понять, что они говорят в процессе установки.

Многие люди еще из уроков физики знают, что твердые тела расширяются при нагревании. Жидкости и газы, в свою очередь, увеличиваются в объеме. Вода, в отличие от газов, не может сжиматься. Когда вода нагревается в закрытом контейнере, давление увеличивается, потому что нет места для расширения. Следовательно, контейнер просто взорвется. Эти процессы наблюдаются в замкнутом нагревательном контуре с контейнером для жидкости.

Расширение воды под воздействием температуры оценивается с помощью нелинейного коэффициента. Он показывает, во сколько раз жидкость расширяется на один градус в виде тепла. Множество описательных экспериментов, иллюстрирующих этот принцип, можно найти в Интернете.

Опыты с тепловым расширением жидкости

Давайте продемонстрируем этот принцип на примере. Слева находится емкость, в которую налит литр воды. Вода наливается до переливного отверстия. Значение температуры составляет +4 градуса Цельсия. Жидкость с такой температурой можно считать нулевой точкой отсчета. На рисунке также показан измерительный сосуд. Он расположен ниже переливного отверстия.

В правой части рисунка показан тот же сосуд, но уже в нагретом состоянии. Температура жидкости повышается. Соответственно, плотность жидкости уменьшается. Масса среды не изменяется. В то же время объем жидкости увеличивается. Когда вода достигла температуры +90 градусов Цельсия, мерный стаканчик наполняется. В нем образуется чуть больше 30 мл жидкости. Это количество называется избыточным объемом.

Многие скажут, что 30 миллилитров воды не является критическим количеством. Однако важно знать, что если изначально воды было больше, то по мере расширения будет оставаться и больше лишней воды. Например, если надуть сто литров воды, то останется 3,5 литра лишней воды, что является значительным.

Увеличение объема жидкой среды при нагревании в отопительном контуре дачного дома

Вода в системе отопления дома отдыха может нагреваться до 70 градусов Цельсия. При повышении температуры объем воды увеличивается. Без установки расширительного бака в системе отопления давление возрастает многократно. Следовательно, излишки воды должны куда-то уходить. Как правило, утечки происходят в плохо защищенных местах контура. Обычно вода вытекает из куска трубы или трубы отопления.

Чтобы избежать нежелательных последствий, устанавливается предохранительный клапан. Он служит для слива излишков горячей воды. Однако по каким-то причинам не удается настроить работу отопления на нужный уровень. После остывания жидкости ее объем остается прежним, а поскольку горячая вода была удалена, ее место занимает масса воздуха. В результате образуются воздушные пузырьки, а это один из самых больших факторов нарушения работы всех отопительных контуров. Эти закупорки могут стать препятствием для потока жидкости в системе трубопроводов.

Различные типы емкостей

Существуют различные конструкции расширительных баков. Они различаются по размеру и форме. Какой именно сосуд необходим, можно определить путем расчета. При выборе сосуда следует также учитывать тип отопительной системы, установленной в доме. По форме сосуды бывают в виде таблетки, а также цилиндрической формы.

Расширительный бак в форме таблетки

Различное внешнее оформление обусловлено способом использования прибора. Покупатель может купить:

• Бак открытого типа;
• Бак закрытой компоновки со встроенной мембраной.

Существуют также закрытые сосуды без встроенной мембраны. Однако специалисты не советуют использовать этот тип сосудов в системах отопления. К сожалению, конструктивные особенности этих изделий требуют тщательной доработки. В таких емкостях подвижная перегородка заменяется воздушной массой. Это позволяет воздуху проникать во внутреннюю систему отопления дома, а наличие воздуха в контуре недопустимо. В таком резервуаре уровень воды постоянно повышается, пока не достигнет критической точки.

Бачок открытого типа

Устанавливается в системе отопления дома. Система не изолирована от атмосферы, хотя представляет собой закрытую конструкцию. Система не герметизирована. Следовательно, условия избыточного давления не создаются.

Открытая система отопления в дачном доме

Назначение, плюсы и минусы

Когда теплоноситель нагревается, отопительный контур и котлы находятся под давлением из-за увеличения объема жидкости. Поскольку это несжимаемая среда, а сама система герметична, это может привести к повреждению труб или котлов.

Некоторые считают, что установки клапана для выпуска избыточного объема нагретой жидкости достаточно для решения проблемы, но это не так. Когда жидкость охлаждается, она сжимается, и воздух занимает свое место в контуре, препятствуя циркуляции. Поэтому воздух приходится постоянно удалять из радиаторов, а добавлять новый хладагент и нагревать воду очень дорого.

Поэтому рекомендуется использовать расширительный бак с нагревательной мембраной. Это сосуд, который подключается к системе через трубу. Избыточное давление в баке компенсируется за счет объема бака, что обеспечивает нормальную работу контура. Расширительный бак вбирает определенное количество жидкости при увеличении объема и давления и снова выпускает ее при уменьшении этих показателей. Такие устройства отличаются от аналогичных устройств других типов определенными преимуществами:

• их можно применять в любой воде, даже если она содержит много кальция;
• разрешается использовать для питьевой воды;
• имеют большой полезный вытесняемый объем (по сравнению с баками без мембраны);
• подкачка воздуха требуется в минимальном количестве;
• установка быстрая и не требует больших затрат;
• при эксплуатации расходы будут минимальными.

Однако у расширительного бака есть и недостатки. Иногда могут возникнуть проблемы при установке, так как он довольно большой. Увеличиваются тепловые потери, так как хладагент отдает тепло расширителю.

Кроме того, при использовании таких устройств возрастает риск появления ржавчины. Чтобы избежать неконтролируемых потерь тепла, рекомендуется изолировать устройство.

Конструкция изделия

Сети отопления помещений могут иметь открытый или закрытый контур. Первый тип используется в централизованных сетях, чтобы вода для нужд горячего водоснабжения подавалась напрямую. Агрегаты устанавливаются в верхней части контура. Расширительные баки не только позволяют контролировать перепад давления, но и служат сепаратором для воздуха из системы. В закрытых сосудах используется конструкция с мембраной внутри.

Калькулятор расчета секций радиатора по площади

Мембранный расширительный бак имеет относительно простую конструкцию. Он состоит из бака для воды и эластичной мембраны, которая может представлять собой шар или диафрагму.

В первом типе теплоноситель находится внутри резинового цилиндра, а азот или воздух — снаружи. При необходимости этот компонент можно заменить, что экономит затраты на ремонт и исключает необходимость замены всего устройства.

Мембрана для расширительного бака представляет собой сплошную перегородку на основе тонкого металла или эластичного полимера.

Она имеет небольшую пропускную способность и компенсирует небольшие колебания давления. Если она выходит из строя, ее нельзя заменить, поэтому требуется замена всего бака. Однако он стоит дешевле, чем цилиндрическая мембрана.

Принцип работы

Для каждой системы давление газа устанавливается в соответствии с инструкцией к устройству. Тип мембраны не влияет на производительность устройства. Однако цилиндрические мембраны позволяют хранить в резервуаре больше термореактивной жидкости. Принцип работы мембранного расширительного бака в системе отопления не отличается между различными конструкциями:

• если давление воды растет вследствие расширения, то мембрана растягивается;
• затем она сжимает газ, находящийся с другой стороны, и позволяет остаткам теплоносителя попасть внутрь;
• когда давление в сети падает, происходит остывание, и осуществляется обратное действие.

Постоянное давление устанавливается автоматически. Для обеспечения стабильной работы системы необходимо выбрать подходящую емкость и произвести расчеты. Если емкость больше, чем необходимо, она не сможет создать требуемое давление; если меньше, она может не удержать избыток жидкости. Это может привести к несчастным случаям.

Расширительный бак для ГВС и отопления. Для чего нужен? Принцип работы.

В системах горячего водоснабжения и отопления одноквартирных домов установка расширительных баков является обязательной. Сегодня мы расскажем вам об их устройстве, о том, как они работают и как их эксплуатировать.

Назначение расширительного бака в системе отопления и ГВС

Вода, как и любое природное тело, имеет свойство расширяться при нагревании. Этот факт следует особенно учитывать, если система, в которой она циркулирует, является закрытой, то есть системой без постоянного подключения. Это означает, что она не имеет постоянной связи с атмосферой. Системы отопления и горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией относятся к этой категории.

Помимо теплового расширения, поток горячей воды может быть неравномерным из-за неправильной конструкции насосов, котлов или нагревателей и неправильного монтажа трубопроводов. Сила этих импульсов может быть достаточной, чтобы физически разорвать трубы. В простейшем случае пользователь испытывает дискомфорт из-за постоянного стука в трубах.

Поэтому для компенсации и уравновешивания этих явлений существует расширительный бак. Конструкция этих устройств довольно проста, но это не значит, что не существует правил установки и эксплуатации. Они есть, но о них мы поговорим позже.

Типы расширительных баков

Конструкция расширительного бака для отопления и горячей воды основана на том, что жидкость несжимаема и воспринимает внешние воздействия без деформации. Чтобы использовать это свойство, сосуд разделяется на две не сообщающиеся между собой полости эластичным материалом — мембраной. Существует два типа сосудов, в зависимости от способа их установки и характера этого элемента.

В первом случае горячая вода поступает в эластичную емкость, которая устанавливается через горловину сосуда и не сообщается с ним. Во втором случае мембрана состоит из плоской пластины, прикрепленной к металлическому фланцу, который делит бак на две части. В этом случае горячая вода контактирует со стенками.

Та часть объема, которая не содержит воды или другого хладагента, представляет собой емкость с воздухом или другим газообразным веществом (азот, гелий), создающим необходимое давление, воспринимаемое жидкостью.

Для подачи газообразной смеси (обычно воздуха, но может использоваться и азот) — это делается перед началом эксплуатации или после ремонта — в контейнер вставляется пневматический клапан одностороннего действия — ниппель. Его конструкция похожа на ту, что используется для накачивания автомобильных шин.

Как работает мембранный расширительный бак? Все просто: давление газа в пневматической части объема поглощается жидкостью в сосуде и передается всему теплоносителю в трубах. Таким образом, он действует как демпфер и предотвращает резкое и неравномерное повышение или понижение давления.

Как подобрать расширительный бак для ГВС или отопления

При выборе расширительного бака для горячей воды или отопления необходимо учитывать следующие критерии:

Рабочая температура жидкости.

• Давление.
• Объем бака.
• Допустимость работы с питьевыми жидкостями.

Рабочая температура различна для систем горячего водоснабжения и отопления. В первом случае она не превышает 70-80 0С. Во втором случае она различна для систем горячего водоснабжения и систем отопления. Во втором случае она может достигать температуры кипения воды и даже выше в случае работы с перегретым паром. Чтобы помочь пользователю разобраться в моделях, приведено примечание: Высокотемпературные расширительные баки имеют красный цвет, а низкотемпературные — синий.

Рабочее давление в системах отопления одноквартирных домов составляет не более 3 атмосфер, это же ориентировочное значение относится и к бытовой горячей воде. Соблюдайте паспортные данные вашего циркуляционного насоса. Накопительный бак должен работать примерно в том же диапазоне.

Объем бака — очень важный параметр. Если он слишком мал, он не сможет оказать существенного влияния на систему. Простое эмпирическое правило гласит, что в расширитель должно помещаться не менее 10 % от общего объема теплоносителя. Остальное следует определять исходя из возможностей установки и здравого смысла. Слишком большие баки требуют не только дополнительного пространства, но и собственного фундамента.

Бойлерная вода используется для отопления; она содержит вещества, снижающие жесткость воды и препятствующие накоплению солей в трубах. Она не очень хороша для кожи человека и для проглатывания. В закрытых системах часто даже используется токсичный антифриз. Использование горячей воды — это другой вопрос. Желательно, чтобы содержащаяся в ней вода была чистой и безопасной, так как она может попасть в организм во время мытья и других гигиенических процедур.

Примеры обвязки с мембранным бакам

Рисунок 4. Установка расширительного бака в системе с одним котлом: 1 — расширительный бак, 2 — предохранительный клапан, 3 — циркуляционный насос, 4 — фильтр, 5 — обратный клапан, 6 — запорный клапан, 7 — воздухоотводчик.

В данном случае расширительный клапан расположен в обратке агрегата, что позволяет ему работать при более низкой температуре жидкости, чем если бы он был установлен в подающей линии. Такое решение продлевает срок службы агрегата. Подключение бака к всасыванию насоса защищает насос от кавитации.

Рис. 5: Установка расширительного бака в многокотловой системе с автоматическим ограничением минимальной температуры обратной воды (один бак на котел): 1 — расширительный бак, 2 — группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик), 3 — циркуляционный насос, 4 — трехходовой смесительный клапан, 5 — обратный клапан, 6 — запорный клапан, 7 — гидравлическая стрелка.

В этой системе на каждый котел приходится по одному расширительному баку. Емкость каждого из этих сосудов не должна быть меньше расчетной емкости всей системы, т.е. если по расчетам необходим сосуд объемом 80 литров, то емкость каждого установленного блока должна быть одинаковой. Это связано с тем, что при работе на пониженной мощности, если горелка одного из котлов выключена, соответствующий циркуляционный насос также выключается, а трехходовой клапан закрывается. В этом случае циркуляция воды через отключенный котел отсутствует, а расширительный бак, установленный в этом котле, изолирован от остальной системы. Оставшийся расширительный бак должен компенсировать расширение теплоносителя во всей системе. Это также относится к использованию двухходовых клапанов, задачей которых является отключение котлов.

Рис. 6. Установка расширительного бака в многокотловой системе с автоматическим ограничением минимальной температуры обратной воды (один расширительный бак на всю систему) 1 — расширительный бак; 2 — группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик); 3 — циркуляционный насос; 4 — трехходовой смесительный клапан; 5 — обратный клапан; 6 — запорный клапан; 7 — гидравлический рычаг.

Мембранные баки для систем ГВС

Основное отличие мембранных баков для водоснабжения заключается в том, что вода в них не должна соприкасаться со стенками корпуса, как это допускается в системах отопления. Поэтому всегда используется мембрана камерного типа (в виде мешка). Кроме того, к материалу мембраны водяных баков предъявляются повышенные требования в отношении допустимости контакта с пищевыми жидкостями.

Расчет мембранного расширительного бака для бытовой горячей воды производится по формуле 1. Объем воды в установке рассчитывается с учетом воды, содержащейся в трубах и в водонагревателе или теплообменнике.

Конструкция некоторых водонагревателей предусматривает наличие демпфирующей воздушной подушки в замкнутом объеме самого водонагревателя. Объем этой подушки обуславливается высотой расположения выпускной трубы ГВС и также должен учитываться при подборе расширительного бака ГВС.

Пример установки мембранного расширительного бака для горячей воды показан на рисунке 7. 7.

Рисунок 7. Установка расширительного бака в системе горячего водоснабжения: 1 — расширительный бак; 2 — предохранительный клапан; 3 — насос; 4 — фильтр; 5 — обратный клапан; 6 — запорный клапан.

Мембранные баки VALTEC для систем ХВС (гидроаккумуляторы)

Основные функции накопительного бака в системах холодного водоснабжения следующие:

• снижение количества включений насоса;
• демпфирование гидроударов и пульсаций воды при работе насоса;
• поддержание давления в системе в заданном диапазоне;
• подача воды потребителям в период «пиковых» нагрузок, которые выше производительности насоса.

Правильно подобранный накопительный бак для воды продлит срок службы насосной системы.

Если к гидроаккумулятору присоединить компрессор, поддерживающий постоянное давление в воздушной полости, то получится гидропневмостанция, напор на выходе которой будет постоянным, независимо от разбора воды.

Как правило, производительность насоса подбирается по максимальному требуемому расходу. Грамотно подобрав гидроаккумулятор, можно снизить производительность насоса до среднесуточной часовой производительности. При этом дефицит подаваемой насосом воды в пиковые периоды будет покрываться из гидроаккумулятора.

Большинство производителей буферных накопительных баков рекомендуют рассчитывать объем буферного накопительного бака по следующей формуле:

V_ГА= 16,5 — Qmax — (P_max+ 1) — (Pmin + 1) / n — (P_max– Р_min) · (Р₀+ 1), л (5) , где

Q_max— средняя подача насоса, соответствующая расчетному расходу воды в системе, л/мин

Р_max— избыточное давление отключения насоса, установленное на реле давления, бар,

Р_min— избыточное давление, установленное на реле давления для запуска насоса, бар,

Р₀— избыточное давление для предварительной прокачки воздушного пространства резервуара, обычно задается как (Pmin — 0,5), бар,

n — максимально допустимое количество запусков насоса, указанное в паспорте насоса (обычно n = 12-15), 1/ч.

Пример: требуется определить объем гидроаккумулятора для системы с расчетным расходом 22 л/мин, при максимальных и минимальных давлениях на реле соответственно 4,5 и 2,5 бара. VГА= 16,5 · 22 · (4,5 + 1) · (2,5 + 1) / 15 · (4,5 – 2,5) · (2,0 + 1) = 77,6 л. К установке принимается бак VALTEC VAV80.

По российским СНиП 2.04.01-85*, объем гидроаккумулятора должен подсчитываться по формуле: VГА= Q hmax/ 4n, m 3 (6), где Q hmax– номинальная часовая подача насоса, м 3 /ч, n = 6–10 1/ч.

эффективный объем воды в водяной камере аккумулятора давления определяется по формуле:

Пример: требуется определить объем воды в гидроаккумуляторе VALTEC VAV80 при максимальных и минимальных давлениях на реле соответственно 4,5 и 2,5 бара. Vв= 80 · (4,5 – 2,5) / (4,5 + 1) = 29 л.

Специфические характеристики системы гидроаккумулятора давления следующие. Гидроаккумулятор должен быть оснащен предохранительным клапаном, установленным в линии подачи на расстоянии не более 1 м от бака. В качестве альтернативы к верхнему патрубку бака, соединенному с водяной полостью, может быть подсоединен предохранительный узел, состоящий из предохранительного клапана, воздухоотводчика и манометра.

Диаметр соединения с баком должен быть не меньше диаметра сети, к которой он подключен.

Как работает мембранный расширительный бак

Для каждой системы теплоноситель должен быть определен в соответствии с рекомендациями, приведенными в инструкции по эксплуатации устройства. Тип перегородки не оказывает прямого влияния на работу агрегата. Однако, если он цилиндрического типа, бак может вмещать большее количество теплоносителя.

1,5 м3/ч Для бытовой воды

1,5 м3/ч Для бытовой воды

MBFT-75 Перегородка для 75GPD

Принцип работы расширительного бака не отличается у разных типов. Когда количество атмосфер увеличивается из-за увеличения объема жидкости при ее нагревании, мембрана расширяется. Затем внешний газ сжимается, чтобы оставшаяся жидкая среда могла попасть внутрь. После снижения давления из-за падения температуры активируется обратный процесс.

В автоматическом режиме гарантируется стабильная работа. Для правильной работы необходимо выбрать подходящую емкость и произвести предварительные расчеты перед установкой. Желаемые параметры не будут достигнуты, если емкость будет больше или меньше требуемого объема. Такое несоответствие может привести к аварийной ситуации.

Правила выбора изделия

При выборе модели следует обращать внимание не только на емкость. Не менее важно, чтобы устройство отвечало и некоторым другим требованиям:

• мембрана-пластина обязана выдерживать высокие температуры и скачки показателей атмосфер;
• агрегат не должен отклоняться от установленных санитарно-гигиенических норм;
• особенности монтажа также нужно учитывать при покупке.

При выборе устройства (мембранного расширительного бака) легко заметить, что сегодня на рынке представлено множество вариантов, произведенных как в России, так и за рубежом. Основные различия заключаются в ценовом диапазоне изделий.

Выбор самой дешевой модели, безусловно, не лучшее решение. Ведь минимальные первоначальные затраты могут впоследствии обернуться рядом проблем из-за низкого качества материалов, использованных при производстве. В этом отношении следует отдавать предпочтение местным производителям. Их продукция не уступает по качеству дорогой импортной продукции, а стоит гораздо дешевле. Помните, что название бренда не является гарантией надежности и долговечности устройства.

Самый важный параметр, на который следует опираться при выборе бака, — это его объем. Многие специалисты советуют приобретать расширитель емкостью 10% от общего объема теплоносителя в тепловой сети. Коэффициент расширения на самом высоком температурном уровне должен быть в пределах 0,8. Поэтому все необходимые расчеты должны быть проведены с абсолютной точностью. При этом необходимо учитывать следующее:

• предел давления в системе;
• объемные характеристики носителя тепла;
• изначальное число атмосфер в резервуаре;
• соответствующий тепловой коэффициент.

При определении размеров агрегата необходимо учитывать наличие всех компонентов. Для этого достаточно тщательно проверить проектную документацию. Если необходимые документы отсутствуют (утеряны), то необходимые параметры следует рассчитать приблизительно. Следует помнить, что на 1 кВт предусмотрено 15 литров жидкости. В многоэтажных домах коэффициент обычно рассчитывается с учетом состава жидкой среды, которая часто содержит гликоли, благоприятно влияющие на ее качество.

Кроме того, вполне реально определить эту величину на основе температуры теплоносителя. Максимальное давление в сети определяется на основе предельного значения, установленного для узлов. Для этого устанавливаются специальные переключающие элементы. Начальное количество атмосфер должно быть как можно меньше. В некоторых моделях это можно регулировать давлением или стравливанием воздуха. Контроль непосредственно в баке осуществляется с помощью манометра.

Использование расширительного бака с мембраной имеет свои ограничения. Его пригодность для использования в конкретной ситуации в основном зависит от методов производства, используемых производителем, и применяемых материалов. В некоторых случаях к составу теплоносителя предъявляются особые требования. Например, может быть предписано обязательное снижение доли этиленгликоля или антифриза.

При выборе подходящего изделия следует обратиться к российскому производителю «Вода Отсюда». Продукция, выпускаемая этой компанией, отвечает самым высоким стандартам качества и способна прослужить владельцам долгое время. Надежность и высокое качество продукции подтверждает многолетний опыт работы компании и серия положительных отзывов от благодарных покупателей

Разновидности мембранных расширителей

Для того чтобы сбалансировать объем теплоносителя в сети при изменении температурного режима, используются баки двух типов: открытые и закрытые. Первый тип очень популярен среди потребителей, но он имеет некоторые недостатки:

• для монтажа требуются существенные затраты, так как, устанавливаются такие приборы в верхней зоне системы, чтобы задать нужные показатели атмосфер;
• нужно осуществлять постоянный контроль уровня жидкостной среды;
• имеется вероятность появления ржавчины вследствие продолжительного контакта воды с воздухом.

Второй тип расширительных баков лишен этих недостатков. Их система включает в себя специальную мембрану (баллон или диафрагму).

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч