Объем, необходимый для расширительного бака, можно вычислить, используя формулу: Объем расширительного бака = объем теплоносителя в литрах, умноженный на коэффициент 0,07. Кроме того, для упрощения расчетов можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который предоставит вам необходимое значение сразу после ввода всех требуемых параметров.
Как выбрать и настроить расширительный бак
Для успешного выбора расширительного бака важно понимать его основные функции и назначения.
Первостепенная задача экспанзомата (другое его название — от английского «expanse,» что переводится как «расширение») заключается в том, чтобы убирать избыточный объем теплоносителя, возникающий в процессе теплового расширения.
Но как именно увеличивается объем воды, которую мы берем за основу теплоносителя, при нагревании?
Когда температура воды повышается с 10 °C до 80 °C, ее объем увеличивается приблизительно на 4%. Также стоит учесть, что закрытый расширительный бак состоит из двух отделов: в одну из них поступает избыточное расширяющееся теплоноситель, а в другую помещается воздух или газ под определенным давлением.
Учитывая конструктивные особенности расширительного бака, рекомендуется подбирать его объем в пределах 10–12% от общего объема воды в системе отопления вашего дома, которая включает:
- воду в трубах;
- воду в отопительных приборах;
- воду в теплообменнике котла;
- начальный объем воды, которая с начальной температурой заходит в сам бак (при этом статическое давление в системе обычно превышает давление воздуха в экспанзомате).
Настройка бака для работы в системе отопления
Для настройки расширительного бака можно обратиться к рекомендациям известного немецкого производителя оборудования этого типа, компании Reflex.
Подробную инструкция по монтажу и обслуживанию мембранных расширительных баков Reflex вы можете скачать, щелкнув правой кнопкой мыши по данной ссылке: «Инструкция по монтажу и обслуживанию мембранных расширительных баков Reflex».
В этом разделе мы опишем основные принципы настройки бака.
Настраивая бак, важно учитывать различные виды давления, которые необходимо согласовать:
- Pст — статическое давление системы (это давление рассчитывается как высота столба воды, которое обусловлено высотой системы отопления от точки подключения бака до самого верхнего элемента);
- P0 — давление воздуха в воздушной камере бака;
- Pнач — начальное давление, обеспечиваемое системой подпитки;
- Pрасш — давление, создаваемое в системе за счет расширяющегося теплоносителя;
- Pкон — давление, возникающее при дополнительной подпитке во время нормализации рабочего режима системы отопления по температуре (в случае, если в системе используется давление расширения);
- Pкл — давление предохранительного клапана (часто для частных домов это значение составляет 3 бара);
- Pмакс — максимальное рабочее давление, на которое рассчитан самый чувствительный элемент всей системы (обычно это теплообменник котла).
Последствия неправильного выбора
Современные системы отопления представляют собой замкнутые контуры, где котел является источником тепла, а вода или специальный антифриз — носителем этого тепла. При нагреве воды в диапазоне температур от 20 до 90 градусов (это предельный диапазон температур для радиаторов), объем жидкости в системе увеличивается примерно на 4% от исходного объема. Объем антифриза, произведенного на основе этиленгликоля или пропиленгликоля, при аналогичных условиях увеличивается на 6%.
Правильный расчет объема расширительного бака для закрытой системы отопления крайне важен, поскольку неподходящий объем не сможет поглотить прирост объема теплоносителя, что приведет к скачкам давления в системе. К чему это может привести? К частым срабатываниям предохранительного клапана и, в конечном итоге, к аварийным ситуациям, связанным с ошибками, такими как “Отсутствие давления в системе”.
Если объем теплоносителя значительно превысит допустимые нормы, это может нарушить герметичность труб, так как вода является несжимаемым веществом. Последствия подобной аварии могут быть достаточно серьезными, ведь в системе отопления обычно находится множество литров жидкости.
Способ решения проблемы с расширением теплоносителя
Некоторые владельцы не производят расчет расширительного бака для своей системы отопления, а просто устанавливают клапан, который выталкивает лишнее теплоноситель при давлении от 2 до 2.5 бар. Этот подход может дать кратковременное решение, но создает дополнительные проблемы, связанные с попаданием воздуха в систему. Это происходит потому, что, открывая клапан, теплоноситель во время выхода охлаждается и сжимается, а освободившееся пространство заменяется воздухом. Эти воздушные массы мешают нормальной циркуляции воды в системе, поэтому владельцам придется регулярно избавляться от воздуха в трубопроводах. Данный метод создает множество неудобств, в то время как правильный расчет объема расширительного бака для отопления устранит эти проблемы.
Перед тем как произвести расчет расширительного бака для отопления, необходимо ознакомиться с принципом его работы. Мембранный резервуар по сути представляет собой разновидность гидроаккумулятора, который компенсирует тепловые расширения воды или антифриза. Бак подключается к системе с помощью специальной трубы.
Конструкция расширительного бака достаточно проста — она разделяется на две части: верхнюю воздушную камеру с определенным давлением и нижнюю емкость для теплоносителя. Разделяет эти две части гибкая резиновая мембрана. Объем расширительного бака предназначен для компенсации избыточного давления в системе.
Расширительные баки можно приобрести в нашем интернет-магазине.
Когда теплоноситель нагревается и его объем уменьшается, бак выталкивает недостающее количество жидкости обратно в систему. Таким образом, объем жидкости в расширительном баке уменьшается, а воздушная камера, под воздействием высвобожденного давления, — расширяется.
Когда вода остывает, ее объем снова добавляется, что приводит к заполнению теплоносителем расширительного бака, в то время как объем воздушной части уменьшается.
Корректный выбор расширительного бака позволит компенсировать потери теплоносителя в контуре системы. Специальный клапан будет автоматически выталкивать недостающую жидкость из камеры в систему. Таким образом, при правильном расчете объема расширительного бака вам не придется на протяжении всего отопительного сезона постоянно добавлять воду или антифриз в систему отопления.
При выборе конкретной модели следует уделить внимание параметру — область применения. Для систем отопления, как правило, используются красные расширительные баки, такие как Flexcon R объемом 300 литров от производителя Flamco.
Зачем нужен, как работает и как подобрать расширительный бак для водяного отопления
В современных условиях частного домостроения, особенно в странах с температурными колебаниями, превышающими 50 градусов в течение года, необходимо предусматривать наличие качественной и продуманной системы отопления. Ранее для небольших приусадебных домов с одной или двумя комнатами зачастую хватало традиционной печи, однако сегодня, при значительно увеличившихся размерах домов и количестве отдельных комнат (даже в небольших домах это число редко бывает меньше трех-четырех), современная концепция качественного проживания требует обязательного наличия систем водяного отопления.
Виды и специфика расширительных бачков
Система водяного отопления, в отличие от печного обогрева, обеспечивает равномерную комфортную температуру во всех помещениях. Жидкостное отопление предполагает наличие котла, производящего тепло, и теплоносителя, который циркулирует по трубопроводам между котлом и радиаторами в каждом из обогреваемых помещениях. Когда котел отключается, теплоноситель не приобретает дополнительного тепла и его температура быстро снижается до комнатной. Таким образом, температура теплоносителя подвержена изменениям. Как известно из курса физики, всякое вещество обладает свойством расширяться при повышении температуры. С увеличением температуры теплоноситель увеличивает свой объем. Тем не менее, в замкнутом контуре ему попросту некуда деваться, что и вызывает рост давления. Постоянные колебания давления могут нарушить герметичность системы и привести к ее повреждению. Решение данной ситуации заключается в установке расширительного бака в системе отопления.
По своей сути, расширительный бачок — это емкость, способная компенсировать увеличивающийся и уменьшающийся объем жидкости. Установка такого устройства обеспечивает стабильность давления теплоносителя при изменениях его температуры. Расширительный бак следует устанавливать при монтаже любой системы жидкостного отопления. Однако необходимо отметить, что виды расширительных бачков различаются в зависимости от типа системы, которая разрабатывается в каждом конкретном случае. В целом, существуют два основных варианта жидкостного отопления: открытая и закрытая система.
Что выбрать — открытую или закрытую систему
Открытая система отопления представляет собой не полностью герметичную систему с открытым верхом. Давление жидкости в такой системе зависит от высоты размещения емкости и уровня теплоносителя в ней. Чтобы понять, как это работает, можно представить открытую систему как кастрюлю, заполненную водой на две трети, стоящую на плите, и не имеющую крышки. Стенки и дно кастрюли непроницаемы для воды, и удерживают ее, однако верх остается открытым.
При нагревании кастрюли вода увеличивает свой объем и заполняет кастрюлю не только на две трети, но и на три четверти. При этом, оставшегося пространства под головой кастрюли все еще достаточно, чтобы не произошло переливания. В этой аналогии открытая схема отопления соответствует верхней части кастрюли. Эта емкость будет иметь открытый верх (обычно покрытый крышкой, но не герметично). В конструкции открытой системы, если принудительная циркуляция теплоносителя не предусмотрена, расширительный бак расположивается в самой верхней точке, сразу после котла. Как правило, максимально нагретый теплоноситель, согласно законам физики поднимается вверх и попадает в расширительный бак, откуда он затем распределяется по трубам к радиаторам, теряя тепло, и возвращается обратно к котлу. Оборудование открытой системы состоит из двух штуцеров — для входа и выхода теплоносителя и открытого верха, который может быть прикрыт негерметичной крышкой. В случае, если используется принудительная циркуляция, бачок можно располагать в любом месте системы, при условии, что он будет находиться выше всех других элементов. В этом случае достаточно подвести один штуцер снизу, чтобы обеспечить выход жидкости в необходимый объем для ее дальнейшего расширения при нагреве. Однако такие схемы довольно редки.
Как выбрать расширительный бак для отопления
Системы обогрева в России являются неотъемлемой частью зданий. Обойтись без них в долгие холодные месяцы бывает невозможно. Как правило, в таких системах теплоносителем выступает вода, и согласно законам физики, нагревание жидкости приводит к ее увеличению объема. Для этих случаев предусмотрена специальная отводная емкость, называемая расширительным бачком. Благодаря ему можно обеспечить надежную и длительную работу всей системы. Чтобы добиться максимальной эффективности, важно знать, как выбрать расширительный бак для отопления, чтобы он мог полностью удовлетворять все требования и эффективно выполнять заложенные функции.
При выборе бака необходимо учитывать его целевое назначение. Его основной задачей является защита коммуникаций и узлов от скачков давления, происходящих при нагреве жидкости. Для этого недостаточно лишь установить расширительный бак; он должен соответствовать требованиям и параметрам самой системы отопления. На рынке представлены различные конструкторские решения, включая котлы с уже встроенными элементами отвода. Однако объем расширительного бака в таких случаях не всегда отвечает требованиям системы, зачастую оставляя запрос до 12 литров.
Готовые коммерческие решения хорошо подходят для небольших помещений. Но если вы планируете создать систему отопления для добротного загородного дома с несколькими этажами, этого будет недостаточно. Для нормального функционирования системы потребуется бак объемом до 100 литров и более. Одним из решений проблемы является приобретение более вместительного расширительного бака, что повысит ресурс всей системы. Вам могут предложить следующие варианты:
- Расширительный бак открытого типа. Этот бак имеет простую конструкцию и подключается к системе отопления посредством трубы. Эта труба выполняет роль канала, по которому теплоноситель попадает в бак при нагреве, а при остывании возвращается обратно. Часто такие баки оборудованы еще одной трубой для отведения жидкости в случае, если они переполняются. Преимущества открытого типа заключаются в простоте и низкой стоимости, но есть и недостатки: такую емкость необходимо размещать выше отопительной системы, теплоноситель может выливаться, стенки бачка могут ржаветь, и необходимо регулярное пополнение воды.
- Расширительный бак закрытого типа. Это герметичная емкость, в которой предусмотрена мембрана, сделанная из резины. Эта конструкция идеально подходит для систем, где используется насос для циркуляции теплоносителя. Внутри бака мембрана разделяет емкость на две области: в верхней части находится инертный газ (чаще всего это азот или воздух), а в нижней — теплоноситель. Когда бак наполняется, мембрана растягивается, а давление на уложенный газ возрастает. При остывании теплоносителя его объем уменьшается, и жидкость возвращается в систему.
Из двух типов предпочтительнее использовать закрытый, так как его конструкция предотвращает контакт теплоносителя с воздухом. Это исключает испарение жидкости, насыщение кислородом и образование ржавчины.
Тем, кто сталкивается с выбором, как правильно подобрать расширительный бак для отопления, особенно в случае специфических особенностей, стоит учесть, что такие устройства можно устанавливать в любом месте, где есть необходимое пространство и доступ — нет необходимости обеспечивать возвышение конструкции. Закрытые баки выдерживают высокое давление, в то время как открытые предназначены для низких нагрузок.
Сложности выбора: требуемый запас
Чтобы избежать проблем в эксплуатации и не допустить возможных переделок, важно понимать, как правильно подобрать объем расширительного бака. Нужен запас, однако чрезмерно большие размеры отразятся на цене и употреблении пространства. После выбора типа и места установки следующим наиболее важным параметром является размер бака. Подсчитать необходимый объем можно несколькими способами, которые отличаются по точности и сложности:
- Приблизительные значения. Это простейший метод для получения ориентировочных значений, подходящий для технико-экономического обоснования. Для определения минимального объема нужно умножить количество теплоносителя в системе на 0,08. К примеру, если для отопления используется 100 литров, то расширительная емкость должна составлять не менее 8 литров. Чтобы обеспечить запас прочности системы, объем увеличивают до достижения 15% от рассчитанного значения (умножают на 0,15) — это упрощенный способ определения объема расширительного бака для домашнего водоснабжения.
- Использование калькулятора. Этот метод предполагает определение минимальных значений исходя из параметров системы. Такие калькуляторы можно найти на различных тематических сайтах или в мобильных приложениях для систем Android и MacOS. Для более точного результата рекомендуется использовать несколько калькуляторов, чтобы получить разные результаты для сопоставления.
- Расчеты по формулам. Метод требует минимальных знаний в математике и физике, но важна внимательность, так как одна ошибка приводит к сильно искаженному результату. Такой подход позволяет учесть емкость отопительной системы, характеристики теплоносителя (наличие добавок), источник нагрева и ряд других параметров. Чтобы найти оптимальный объем расширительного бака, необходимо использовать несколько формул для подтверждения полученных результатов.
- Профессиональный расчет. Лучшим вариантом будет, если расчет произведут квалифицированные специалисты с соответствующим образованием и опытом работы. Инженеры-проектировщики, использующие специализированное программное обеспечение, наиболее точно определят необходимый объем.
Вот как правильно выбрать расширительный бак для системы отопления. Рекомендуется всегда оставлять определенный запас, который может составлять до половины расчетного значения.
Формула расчета
Хотя сложные математические расчеты могут вызывать негативные реакции, они необходимы для достижения оптимального значения без привлечения специалистов. Зная, как правильно рассчитывать необходимые параметры, вы сможете выбрать бак с точными характеристиками. Одна из простейших формул для расчета выглядит следующим образом: Vn = (Ve + Vv) × ((Pe + 1) / (Pe — Po)). Рассмотрим значения ее составляющих:
- Vn — итоговый результат, указывающий требуемый параметр емкости.
- Ve — объем, который образуется при тепловом расширении. Для расчета это количество теплоносителя в литрах умножается на температурный коэффициент (подробнее смотрите Таблицу 1). Указанные значения актуальны при использовании воды. Если в качестве теплоносителя используется антифриз, с 10% и 20% замены, изменения будут следующими: 4% × 1,1 = 4,4% и 4% × 1,2 = 4,8% соответственно. Тем не менее, изменение зависит от его доли в общем объеме.
- Vv — объем теплоносителя в расширительном баке, обусловленный гидростатическим давлением. Второе название этого объема — водяной затвор. Например, если номинальный объем составляет 30 литров, то принимается 10% от этого объема. Минимальный размер водяного затвора не должен опускаться ниже двух значений: 0,5% от общего объема и 3 литра.
- Po — статическое давление внутри отопительной системы. Это значение фиксировано: 10 метров водяного столба равны 1 атмосфере.
- Pe — конечное давление, возникающее из-за работы предохранительного клапана. Если иное значение не указано в инструкции или сопроводительных документах: для 5 атм. оно рассчитывается как произведение указанного параметра на коэффициент 0,9.
Как выбрать расширительный бак
При подборе расширительного бака обратите внимание на его объем, диаметр резьбы для подключения и способ установки.
Объем расширительного бака
Это самый важный параметр: именно он определяет, насколько эффективно расширительный бак будет выполнять свои функции. Если бака окажется недостаточным по объему, то при нагреве и расширении воды в обогревательной системе он быстро заполнится до предела и перестанет компенсировать увеличение давления. Когда давление дойдет до опасного уровня, сработает аварийный клапан и теплоноситель начнет сбрасываться из системы, пока давление не нормализуется.
Хотя слишком большой бак не чреват аварией, это создаст неудобства, так как он займет лишнее место и повлечет за собой увеличение без необходимости объем системы отопления (придется добавлять дополнительный теплоноситель). Кроме того, чем больше будет бак, тем выше его цена, что приводит к нерациональным расходам.
Объем расширительного бака должен составлять 8–10% от общего объема всей системы отопления. Чтобы выяснить объем системы, необходимо сложить объем всех ее компонентов — котла, радиаторов и трубопроводов. Если бака нужного объема нет в торговле, выбирайте ближайший подходящий с большим объемом.
Диаметр выходного отверстия
Обычно диаметр выходного отверстия соответствует размеру бака: чем больше емкость, тем больше диаметр присоединительной резьбы. Однако у расширительных баков разных производителей диаметры присоединительной резьбы могут варьироваться. Если вы хотите заменить старый бак новым, постарайтесь выбрать новый с аналогичным размером резьбы. Если диаметры различаются, вам придется дополнительно приобретать переходник.
Способ установки
Расширительный бак можно подвесить на стену или установить на пол. Как правило, баки объемом более 50 литров бывают исключительно настольными, а небольшие емкости с диаметром резьбы ¾ можно разместить на группах безопасности.
Как подключить расширительный бак
Подключение расширительного бака нужно производить в соответствии с инструкцией от производителя. Обычно этот бак интегрируется в систему отопления в точке с наименьшим давлением теплоносителя — на обратной магистрали перед циркуляционным насосом. Чтобы воздух не скапливался в баке, его рекомендуют устанавливать с присоединительным патрубком, направленным вверх. Более детальные указания ищите в инструкции, прилагаемой к конкретной модели бака.
Дмитрий Парада
Устанавливайте бак в котельной так, чтобы обеспечить легкий доступ к нему для обслуживания и ремонта.
Информацию по монтажу конкретного расширительного бака ищите в руководстве, которое идет в комплекте с устройством. Чтобы избежать необходимости сливать воду из всей системы во время замены устройства, между баком и трубопроводом используется запорный кран, а также тройник с краном для слива теплоносителя из бака.
Схема подключения расширительного бака
