Расширительный бачок для отопления: назначение, характеристики

Всем хорошо известно, что при нагреве любая жидкость увеличивается в размерах, в том числе и вода, которую чаще всего используют в качестве теплоносителя во всех вида отопительных систем. Чтобы не возникало проблем с обогревом помещения, в состав отопительной системы входит расширительный бачок для отопления, принимающий при необходимости образовавшийся избыток воды. Включение в состав отопительной системы расширительного бака позволяет стабилизировать гидравлическое давление в системе, обеспечив непрерыность ее функционирования.

Закрытый бак

Виды и конструктивные особенности

Они могут быть:

• Открытыми, устанавливаемыми в чердачных помещения, лестничных клетках, кровле зданий, то есть в самой верхней точке отопительной системы;
• Закрытыми или мембранными, которые используются в тепловом пункте здания или на тепловой станции. Они устанавливаются непосредственно около котла.

Открытая конструкция подразумевает наличие люка, через который можно осматривать состояние внутренней поверхности бочка и производить ее окрашивания. Его корпус может иметь цилиндрическую и прямоугольную форму. В корпусе может быть предусмотрено несколько патрубков для присоединения:

• Расширительной трубы, используемой для подачи воды в бак;
• Циркуляционной трубы, позволяющей частично отвести охладившуюся воду из бочка, создав циркуляцию и обеспечив требуемый тепловой режим.
• Контрольной трубки, выводимой к раковине и снабжаемой запорным вентилем. По вытеканию воды в случае открытия вентиля, можно судить о наличии воды в системе. В многоэтажных домах она заменяется на два реле уровня, позволяющих получить более достоверную информацию;
• Переливной трубой, предназначенной для удаления воды в канализацию.

Мембранные баки могут быть:

• С фиксированной мембраной, которая жестко закрепляется по всему периметру, разделяя внутреннее пространство на две камеры. В процессе обогрева дома первая заполняется водой, во второй остается воздух. Для обеспечения долговечности изделия на внутреннюю поверхность бочка наноситься эпоксидная водостойкая краска, на наружную – эмаль;
• Со сменной мембраной, внутрь которой в процессе эксплуатации отопительной системы попадает избыток воды, исключая тем самым ее контактирование с внутренней поверхностью бака. Учитывая это, внутренняя поверхность бочка не требует нанесения специального защиты. Элементы, контактирующие с водой, предусмотрительно изготавливаются из нержавеющей стали. Могут иметь горизонтальное и вертикальное исполнение;
• Безнапорными, которые входят в состав автоматической системы, традиционно монтируемой для обогрева помещений со значительной площадью. Имеет значительные объемы.

Возможности, особенности и преимущества открытого расширительного бака

Он позволяет:

• восполнить в случае утечки или понижения температуры теплоносителя недостающий объём воды в отопительной системе;
• удалить воду в канализацию, в случае, если система будет переполнена;
• использовать его в качестве воздухоотделителя и воздухоотводчика;
• управлять действием специальных подпиточных приборов;
• проконтролировать уровень воды, задействованной в отопительной системе.

Его монтаж может потребовать определенных финансовых вложений из-за необходимости установки в самой верхней точке отопительной системы. Однако в любом случае благодаря сравнительно простой конструкции данный тип расширительных баков относится к числу самых доступных по ценовому фактору и благодаря своей надежности. В процессе эксплуатации из системы будет испаряться некоторое количество теплоносителя, которых, возможно, придется в систему добавлять, что надо обязательно учитывать.

Как выбрать открытый бак?

Система открытого бака

Для начала необходимо определиться с его объемом. Для этого необходимо знать полный объем системы, в который необходимо включить объемы труб, монтируемых радиаторов и используемого нагревательного котла. В таком случае объем открытого бака будет составлять 5% от общего объема. Чтобы выполнить расчет, необходимо найденный объем системы умножить на 0,05.

Рассчитав необходимы объем, стоит обратить внимание на качество внутренней поверхности и на то, каким образом она защищена от коррозионных явлений. Учитывая, что конструктивное исполнение данного бочка подразумевает постоянный контроль с воздухом, то коррозионные процессы на внутренней поверхности становятся обычным явлением. Поэтому, срок службы данного аппарата будет напрямую зависеть от качества нанесенного защитного слоя.

Преимущества мембранного бака

Основными достоинствами данной конструкции являются:

• их месторасположение, которое в отличие от бака открытого типа не потребует выполнение монтажных работ в чердачном и любом другом высокорасположенном помещении;
• отсутствие контакта с воздухом, что позволяет минимизировать коррозионные явления и повысить тем самым срок эксплуатации радиатора и котла;
• возможность осуществления передачи теплоносителя под более высоким давлением, чем в случае открытой конструкции, снижая тем самым возможность завоздушивания верхних радиаторов.

Особенности работы и эксплуатации закрытого бака с фиксированной мембраной

Закрытый отопительный бак

Изначально мембрана за счет давления, создаваемого воздухом или газом, находящимся внутри камеры, прижата к внутренней поверхности. Из-за того, что температура теплоносителя в системе начинает возрастать, давление постепенно увеличивается. Разогретая вода начинает поступать в расширительный бачок системы отопления, постепенно отжимая мембрану. Это способствует сжатию воздуха, который остается во второй камере бака.

Стоит отметить, что для длительной эксплуатации такого бочка надо обязательно контролировать наличие в нем давления в преддверии отопительного сезона, оснастив систему стационарным манометром. Это позволит прослужить бачку значительно дольше, минимизировав риск разрыва или повышения влагопроницаемости мембраны, которая замене не подлежит.
Так же стоит установить предохранительный клапан, который позволит отрегулировать давление в камере до оптимального значения. Учитывая, что сжатие имеющегося воздуха может происходить лишь до некоторого значения, характеризующего прочностные характеристики монтируемой системы, то такой клапан поможет снизить давление, исключив возможность протечки или прорыва в отопительной системе.

Особенности работы и эксплуатации закрытого бака со сменной мембраной

Предлагаемые фланцевые баки могут иметь горизонтально или вертикально закрепленную мембрану, которую заполняет избыток теплоносителя. Наибольшее распространение получило горизонтальное расположение мембран, так как в данном случае ее заполнение жидкостью осуществляет симметрично. Это исключая приложение дополнительных растягивающих нагрузок, достаточно часто становящихся причиной разрыва мембраны. При необходимости мембрану можно заменить через фланец открутив болты, которыми он крепится.

Вертикальное расположение мембраны встречается преимущественно в баках больших размеров. В данном случае мембрана крепится к ниппелю задним концом при помощи резьбы.

Как выбрать закрытый бак?

Схема бака системы отопления

Свой выбор начинаем с расчета требуемого объема, который находится путем деления избыточного объема воды, появляющегося при нагревании в литрах на коэффициент заполнения бака. Избыточный объем можно найти, умножив полный объем системы, порядок нахождения которого описан выше, на коэффициент объемного расширения используемого теплоносителя, который меняется при изменении температуры. Поэтому, определяя коэффициент объемного расширения, надо ориентироваться на максимальную температуру в системе.

Коэффициент заполнения бака численно равен объему бака, занимаемому теплоносителем. Для его расчета необходимо знать максимально возможное давление теплоносителя и предварительное давление, которое изначально есть в баке. За максимальное в расчетах можно принять давление, при котором будет происходить срабатывание предохранительного клапана. Предварительное можно найти, прибавив гидростатическому давлению 0,3, то есть:
Предварительное давление = гидростатическое давление + 0,3
Гидростатическое давление рассчитывается по формуле: гидростатическое давление=0,1+h+p

где h – расстояние, определяемое в метрах в вертикальном направлении между самой верхней точкой и самой нижней;

ρ – плотность теплоносителя. Для воды принимаем ρ = 1г/см3.

Найдя все вышеперечисленные значения, коэффициент заполнения бака можно будет рассчитать по формуле:

максимально возможное — предварительное давление / максимально возможное давление +1

При этом надо обязательно учитывать, что найденное значение должно превышать 0,5 или 50%. Теперь можно рассчитать, расширительный бак системы отопления необходимо приобрести.

Определившись с объемом, стоит обратить пристальное внимание на качество материалов, используемых для изготовления мембраны. При этом важное значение имеют следующие характеристики:

• диапазон температур, при которых она может работать. Максимальная должна быть выше 90 °С;
• динамичность работы;
• срок службы;
• стойкость;
• санитарно-гигиенические требования.

Если это решено приобрести бак с фиксированной мембраной, стоит обратить пристальное внимание на свойства материала, который был выбран производителем для изготовления корпус, точнее на его прочностные характеристики. Это позволит увеличить срок службы приобретаемой модели.

Стоит отметить, что, по мнению многих производителей, более предпочтительными являются модели со сменной мембраной благодаря их ремонтопригодности.