Как подобрать расширительный бак для отопления?

На этапе планирования строительства или системы коммуникаций в доме важно предусмотреть как можно больше нюансов. Чтобы система теплоснабжения не доставляла хлопот и работала в штатном режиме необходимо выполнить правильный расчет объема теплоносителя и подобрать оптимально подходящее оборудование. Помимо радиаторов, труб, фитингов значимой частью контура является расширительный бачок. Про подбор расширительного бака для отопления расскажем в статье.

Расширительный бак в системе отопления открытого типа

Отличительной чертой открытой системы отопления является ее сообщение с атмосферой, от этого зависят и особенности конструкции и расположения бака.

Вариант открытого расширительного бака

Специфика размещения открытого расширительного бака

Бак открытой модификации должен располагаться в высшей точке домашней отопительной системы, это обусловлено двумя причинами:

• Если поместить бачок вниз, он будет переполняться, что приведет к большим потерям ресурса и тепла в системе;
• Верхнее расположение позволяет отводить из контура лишний воздух, тем самым оберегая ее от воздушных пробок, нарушения движения теплоносителя, коррозии составных частей.

Такое расположение требует учета температурных показателей и особенностей планировки дома.

При низкой температуре в помещении с бачком могут возникнуть значительные теплопотери. Открытые системы отопления не позволяют использования антифриза из-за токсичности испарений, поэтому желательно располагать бачок в отапливаемой части дома.

Верхней точкой домашней системы отопления нередко является чердачное помещение. Если помещение не отведено под жилую зону, то проблем с эстетической составляющей не возникнет, но контроль за работой бака будет затруднен. Для проверки корректности работы системы будет необходимо забираться на чердак. Но из сложившейся ситуации можно выйти, несколько усложнив конструкцию бака, о чем расскажем в следующем разделе.

Варианты конструкции

Выбрать отопительный бак открытого типа можно в зависимости от расположения в доме и особенностей системы отопления.

Простейший бак не участвует в циркуляции воды в системе и служит исключительно для сбора излишков нагретого теплоносителя. Он представляет собой емкость из металлического листа, которая крепится на стену и подсоединяется фитингом-патрубком к трубопроводу.

Важно, чтобы крышка бачка имела негерметичную конструкцию, а вода поднималась на уровень примерно до середины бака. В противном случае недостаточный уровень воды может вызвать “завоздушивание” радиаторов.

Такую конструкцию можно при должном умении сварить самому или приобрести в магазине. Поскольку в открытом баке не создается давление воды, он может быть выполнен из любого термостойкого материала и иметь любую форму.

Есть вариант конструкции, предусматривающий выводную трубу, которая крепится в верхней части бачка на максимальный уровень его заполнения и производит сброс воды в канализацию или за пределы дома в зависимости от подключения.

Вариант подключения бака открытого типа со сливом в канализацию

Для облегчения наблюдения за уровнем воды в бачке умелые мастера советуют оснащать бачки трубой с затвором для проверки наличия минимального уровня воды и нехитрой автоматикой, которая позволит пополнять бак в случае необходимости подпитки. В первом случае контроль за уровнем теплоносителя будет осуществляться оператором, а во втором эту функцию на себя возьмет поплавковая система.

Чтобы лучше очищать отопительную систему от избыточного воздуха, расширительный бак нередко встраивают в контур циркуляции. В этом случае за счет резкого снижения скорости теплоносителя освобождается лишний воздух и вода продолжает свое движение по трубам.

Какой потребуется объем бака для системы отопления?

Самым очевидным в данном случае будет расчет объема бака исходя из объема излишков жидкости, образующейся при расширении. Но этот расчет будет крайне ошибочен, поскольку бак должен быть заполнен на уровень от четверти до половины для защиты от “завоздушивания”, а в верхней части под крышкой должно оставаться немного свободного пространства.

Поэтому при расчете объема бака для открытой системы отопления принято брать показатель, примерно составляющий 10 процентов от общей вместимости всей отопительной системы. Он выводится из расчета расширения воды при нагреве до 90 градусов (примерно 3-4 %) с учетом указанных выше нюансов.

Тогда встает вопрос, как узнать объем всей системы отопления?

Изначально отопительная система планируется уже с учетом бака, поэтому определять его по сумме показателей счетчиков воды у радиаторов не совсем верно.

Второй вариант - это посчитать примерный объем из расчета 15 литров жидкости на 1 кВт мощности котла.

Самым верным способом при расчете будет учет объема всех единиц, входящих в систему отопления: радиаторов, конвекторов, газового или электрокотла. Также необходимо учесть объем трубопровода по сечению труб и общей протяженности. Так при суммировании всех показателей и делении на 10 будет понятен примерный объем расширительного бака.

Расширительный бачок для системы закрытого типа

Из названия данного вида системы отопления следует, что она не контактирует с атмосферой и функционирует в своем закрытом контуре. Чтобы реализовать такой вариант отопления в своем доме, требуется мембранный бак. Как подобрать оптимальный мембранный бак для отопления расскажем далее.

Особенностью работы закрытой системы является высокий уровень давления воды, поэтому расширительные баки для корректной работы таких контуров должны оснащаться автоматикой для его регулировки. Это поможет избежать повышения давления до опасного уровня и повреждения составных частей трубопровода.

В чем несомненное преимущество мембранного расширительного бака для замкнутой системы отопления, так это в выборе удобного месторасположения такого гидрокомпенсатора. В документации указывается желательное место размещения рядом с насосом или на трубе обратного тока, но для закрытого типа бака это не является принципиальным.

Мембранные расширительные баки герметичны, а давление воды в замкнутой системе отопления может достигать высоких значений, поэтому без приборов контроля безопасности в системе с таким баком не обойтись.

Группа безопасности в системе с закрытым баком

Чтобы ответить на вопрос, как выбрать расширительный бак для отопления закрытого типа, рассмотрим подробнее его устройство и принцип работы.

Особенности устройства и принципов функционирования бака для закрытой системы отопления

Вне зависимости от модификации конкретной модели конструкция мембранного бака проста. На изображении она показана более детально.

Закрытый бак (или экспанзомат) представляет собой металлическую емкость с обработкой от ржавчины внутри и эмалированным покрытием снаружи. Чаще всего он имеет цилиндрическую или овальную форму и окрашен в красный цвет. Цвет емкости имеет большое значение при подборе расширительного бака, поскольку красным цветом обозначается способность прибора работать с жидкостью высоких температур.

Внутри бак поделен на две части в зависимости от специфики модели. В одной части находится резервуар для теплоносителя, другая часть мембранного бака отведена под воздух. Для корректной работы устройства газ в камере должен находится под высоким давлением, поэтому в верхней части корпуса расположены ниппель и клапан, через которые воздух поступает в камеру или стравливается при необходимости.

Камеры внутри расширительного бака разделены мембраной. Она изготавливается из резины (чаще этилен - пропилена) и обладает минимальной пропускной способностью. Когда в системе отопления создается избыточное давление, вода поступает в камеру и начинает давить на мембрану. Мембрана движется вверх и газ, находящийся в другой камере, начинает сжиматься.

Если давление является слишком сильным, то избыточная жидкость выходит через сливной клапан. Когда температура воды, а, следовательно, и давление в водной камере начинают снижаться, мембрана выталкивает жидкость обратно в систему отопления. Для правильного функционирования расширительного бака давление в газовой камере должно быть около 1- 1,5 бар.

Различают баки диафрагменного и балонного типа.

Какой объем расширительного бака необходим в закрытой системе отопления?

Подобрать расширительный бачок для отопления с закрытой системой не составит труда, если верно определить его объем.

Для подсчета можно использовать формулу:

Vб=Vс×k/D

В которой:

• Vб - искомый объем мембранного расширительного бачка;
• Vс - объем всей системы отопления, включающий сумму объемов радиаторов, котла, сечение и длину труб и пр.;
• k - коэффициент расширения воды или другого теплоносителя;
• D - коэффициент эффективности расширения бака.

В данной формуле появляются две еще не представленные ранее величины.

Коэффициент расширения жидкости берется из учета характеристик теплоносителя. Расширение воды происходит в пределах 3-4 %, а расширение антифриза в районе 5%. Для удобства расчета приведем таблицу расширения.

Рассчитать коэффициент расширения бака в свою очередь можно по формуле:

(Qm – Qb) : (Qm + 1)

Где:

• Qm - максимальный уровень давления, который может выдержать расширительный бак. Именно при достижении этого уровня срабатывает выпускной клапан;
• Qb - изначальное давление в газовой камере расширительного бака. Его указывают в паспорте к изделию. Если найти информацию не удается, то его можно измерить при нагнетании воздуха или его выходе.

Сложно ли самостоятельно установить мембранный расширительный бак?

Поставить расширительный бачок для отопления можно, вызвав монтажника. Но умелый хозяин сам сможет справиться с этой задачей. Вот какие нюансы стоит при этом учесть:

• Подобрать бак необходимого объема. Для системы отопления с принудительным движением теплоносителя стоит выбрать мембранную модель;
• Подобрать и проверить место для установки. Как мы писали ранее, установку желательно осуществлять на входе трубы обратной магистрали в котел, но при этом она должна располагаться до насоса для корректной работы бака при поступлении потоков воды;
• Произвести врезку. Для врезки можно использовать трубы из пластика или стали заранее подобранного диаметра. Диаметр труб должен соответствовать диаметру входного фитинга расширительного прибора. Немного ниже по системе отопления устанавливается тройник. Желательно производить монтаж таким образом, чтобы между тройником и баком можно было установить шаровой кран, так как при необходимости демонтажа мембранного расширительного бака будет возможность произвести работы локально, а не осуществлять стравливание воды из всей системы отопления. Между краном и баком также можно установить накидную гайку, что еще более облегчит работу в случае необходимости снятия бака или ремонтных работ.
• Проверить работу бака. Это можно сделать, заполнив бак для воды. В этом случае через ниппель вытесняется лишний газ.

Но здесь есть особенности. Чтобы пуск произошел корректно, а система отопления не была повреждена гидроударом, нужно произвести расчет показателей давления. Для этого берутся выяснить:

1. Р0 - давление в камере бака с воздухом;
2. Рнач - минимальное давление для подпитки;
3. Ркон - давление, создаваемое при дополнительной подпитке;
4. Рст - давление, отражающее высоту столба воды от нижней точки с баком до высшей точки системы;
5. Ррасш - управление давлением в системе отопления;
6. Ркл - максимальное давление для клапана безопасности;
7. Рмакс - наибольшее давление внутри котла (котел наиболее всего восприимчив к перепадам давления.)

Далее проводим вычисление в следующем порядке (пример из расчета высоты системы в 4 м):

1. Берем статическое давление по формуле Рст=4/10, то есть 0,4 бар;
2. Далее рассчитаем давление воздуха при его нагнетании в камеру (прибавляем 0,2 бар и получаем 0,6 бар);
3. Когда подключается расширительный бак, в установленной системе отопления создается начальное давление (Рнач). Его можно посчитать, прибавив 0,3 бар к давлению в воздушной камере.
4. Проводим запуск котла и задаем температуру 80 градусов, спускаем воздух из системы отопления. Далее начинается циркуляция теплоносителя, он поступает в бак и нагнетает определенный уровень давления. Это будет Ркон. Если взять средний показатель Ркл в 3 бар, то конечный уровень давления несложно определить вычитанием из Ркл 0,5 бар.

Если после запуска отмечаются протечки в местах стыков, то соединения стоит отрегулировать. Если протечек или других повреждений не обнаружено, то расширительный бак готов к эксплуатации.

Какая конструкция лучше?

Выбор бака для отопления будет проще, если заранее знать преимущества закрытой и открытой модели и понимать с какими сложностями можно столкнуться в процессе установки и эксплуатации.

Ниже приведем таблицу с основными плюсами и минусами каждого вида расширительных баков.

Ответ на вопрос, как выбрать оптимальный расширительный бак для системы отопления, будет непосредственно зависеть от особенностей планировки обогрева дома и возможностей покупателя. Открытый расширительный бак обойдется в более скромную сумму, но потребует постоянного контроля температуры воздуха и уровня теплоносителя, в то время, как закрытый бак при более сложном монтаже прослужит долгое время и поможет поддерживать нужный уровень давления для работы радиаторов.

Правила расчета емкости резервуара

Как рассчитать расширительный бак для безопасного и эффективного отопления в доме? - Произвести подсчеты вполне возможно, если знать, на какие показатели стоит обратить внимание.

В разделе, посвященном открытым системам отопления, мы упоминали вариант расчета емкости бака как 10-ти процентов от общего объема домовой отопительной системы. В случае закрытых отопительных систем такой вариант тоже возможен при учете расширения теплоносителя, но наиболее эффективным он будет, когда максимальный объем теплоносителя не превышает 150 л.

Если суммарный объем отопительной системы превышает 150 л, то вместимость бака стоит рассчитывать с учетом коэффициента расширения жидкости, показателями начального и конечного давления в системе, статического давления.

Ранее мы уже приводили пример расчета уровня давления в системе отопления при запуске бака. Похожую схему можно применить и при расчете емкости резервуара расширительного бака. Формула будет выглядеть следующим образом:

Vn=Ve+Vv * (pe+1/pe - po)

Где:

• Vn - объем бака;
• Ve - объем расширения жидкости (его можно вычислить по формуле Vсист × n%, где Vситс берется из расчета 15 литров жидкости на 1 киловатт мощности котла, а n отражает коэффициент температурного расширения теплоносителя);
• Vv - водяной затвор. Это объем жидкости, который поступает в бак при создаваемом в системе отопления статическом давлении. При баке объемом около 15 литров затвор составляет 20 процентов. В крупных баках водяной затвор составляет 0,5 процента от общего объема.
• ро - статическое давление в системе;
• ре - максимальное давление, при работающем клапане (рассчитывается для клапанов с давлением до 5 атм делением на 10 (0,5 атм), для клапанов с большим давлением - по формуле Ркл×0,9.

Расчет общей емкости отопления

Мы упоминали, что самым эффективным способом расчета емкости отопления является суммирование объема всех ее составляющих. Если данные по котлу и радиаторам можно найти в документации, то объем трубопровода можно высчитать так:

Vобщ = π x D2 x L/4

• π - постоянная величина, равная 3,14;
• L - протяженность труб;
• D - диаметр труб.

 

Далее итог расчета суммируется с показателями объема другого оборудования и получается общий объем системы отопления.

Выбор расширительного бака с помощью таблицы

Используя данные об общем объеме системы отопления можно определиться с выбором расширительного бака закрытого типа по таблице.

Этот способ значительно сокращает количество расчетов.

Другие способы расчета

Помимо представленных выше способов можно использовать менее трудозатратный способ - онлайн-калькулятор. Достаточно выбрать удобный и произвести расчет. Но самым надежным вариантом будет обращение к проектировщику. Специалист учтет все нюансы вашей системы и поможет с выбором подходящего оборудования. Правда этот способ является самым дорогостоящим.

Как правильно выбирать расширительный бачок

Подбор расширительного бачка для отопления - весьма посильная задача. Вот несколько советов, которые помогут определиться с моделью гидрокомпенсатора:

1. Определите место, где будет производиться установка. Сделать это желательно на этапе планирования и установки отопительной системы. Особенно это касается открытых баков, которые очень требовательны к расположению и температурным условиям. Разместить прибор стоит так, чтобы на него не производилось внешнего давления (не был зажат трубами, не примыкал вплотную к стене). Также стоит убедиться что он будет надежно закреплен в системе трубопровода, а конструкция выдержит устройство при максимальном заполнении.
2. Покупать бак надежного производителя. Качество сборки и комплектующих - немаловажный фактор. Выбирая зарекомендовавшего себя поставщика, вы не подвергаете риску работоспособность отопительной системы дома.
3. Верно рассчитать необходимый объем бака. Стоит принять во внимание все особенности отопительной системы и произвести расчет с учетом максимальных показателей давления и расширения теплоносителя.
4. Ознакомиться с инструкцией. Перед покупкой важно знать все особенности эксплуатации конкретной модели, чтобы понять насколько она подойдет для вашего дома.
5. Выбирать товар красного цвета. Порой покупатели ошибочно принимают за расширительный бак гидроаккумуляторы. Визуально оба устройства похожи по форме и размеру, но гидроаккумуляторы рассчитаны на жидкость низких температур, о чем и свидетельствует синий цвет. Гидроаккумулятор не сможет выдержать давление расширяющегося теплоносителя, что может привести к плачевным последствиям.