Выбор расширительного бака для отопления

Расчет расширительного бака системы отопления

Все знают из школьной программы по физике, что, нагреваясь, любое вещество становится больше в объеме. Не является исключением и жидкость, циркулирующая в системе отопления. Именно для того, чтобы лишнему объему теплоносителя, образующемуся при его нагревании, было куда деваться, в каждой гидравлической системе отопления используются специальные емкости, что называются расширительными баками.

Взаимодействует система отопления с баком примерно так: при повышении температуры циркулирующей жидкости она расширяется, и вместо того, чтобы создавать критическое давление внутри отопительных коммуникаций и приборов, определенное количество отходит в компенсаторный резервуар. Если теплоноситель остывает, уменьшая при этом свой объем, жидкость из бака возвращается в отопительный контур.

Исходя из этого, становится понятно, что важно знать, сколько теплоносителя может выйти в компенсаторную емкость при определенных эксплуатационных условиях, чтобы подобрать и поставить расширительный бак нужного размера и конструкции.

Какие бывают расширительные баки

В зависимости от имеющегося типа отопительной системы применяются два типа компенсаторных резервуаров:

• открытые;
• закрытые.

Расширительные емкости первого образца, представляющие собой прямоугольные металлические сосуды с открытым верхом, используются все реже. Такие резервуары раньше устанавливались повсеместно там, где функционировали контуры отопления с естественным движением жидкости по трубам и большим ее объемом.

Сейчас же чаще используются закрытые сосуды, не сообщающиеся напрямую с атмосферным воздухом. Ними оснащают современные малообъемные отопительные контуры с принудительной прокачкой рабочей жидкости.

Принцип функционирования расширительного бачка закрытого типа

Современные компенсаторные емкости в большинстве своем представляют полые резервуары, в которых снизу имеется отверстие для подсоединения к отоплению, а сверху, - клапан с устройством для подкачки воздуха. Внутри бачка имеется мембрана из термостойкой резины, которая делит емкость на верхний воздушный и нижний гидравлический отсеки.

В верхнюю часть закрытого расширительного бака закачан воздух или инертный газ, давление которого здесь составляет обычно 1,5 Атм. Имеющийся газ давит на эластичную диафрагму, заставляя ее принимать форму нижнего отсека бачка.

Когда при нагревании теплоноситель расширяется, он начинает заполнять нижнее пространство расширительного бака, выталкивая резиновую мембрану вверх. Однако при этом сжимается газ над диафрагмой, который и без этого находился в состоянии повышенного давления. Движение мембраны вверх продолжается до тех пор, пока давление газа и теплоносителя в системе отопления не выровняется.

Если давление в отопительном контуре вследствие расширения теплоносителя станет еще выше, сжатый больше нормы газ над диафрагмой надавит на воздушный клапан, и он начнет стравливать «лишний» воздух. Если такое происходит, значит, рабочий объем расширительного бака подобран неверно. При дальнейшем расширении циркулирующей жидкости бачок может разорвать.

Чтобы этого не происходило, нужно правильно рассчитывать необходимый в данном случае объем компенсаторного резервуара.

Как рассчитать необходимый рабочий объем расширительного бака

Объем теплоносителя, который устремится в компенсаторную емкость при нагревании, зависит от таких показателей:

• общий объем жидкости в системе в нерабочем состоянии;
• степень расширения теплоносителя при определенной температуре (зависит от типа применяемой в системе рабочей жидкости);
• максимальная средняя температура теплоносителя в отопительном контуре.

С определением первого показателя сложностей быть не должно. Степень, или коэффициент расширения, для всех видов теплоносителей разный, эти данные нужно брать в специальных таблицах или из других достоверных источников. Понятно, что чем больше нагреть жидкость, тем сильнее она расширится. Поэтому важно учитывать степень расширения при определенных температурных показателях, характерных для данной отопительной системы. Для этого нужно учитывать среднюю температуру при максимальных цифрах нагрева.

Чтобы рассчитать этот показатель, нужно найти среднее значение температур на входе в котел и на выходе из него. Допустим, возьмем 30 градусов на обратке и 80 на выходе. Значит, среднее значение будет 55 градусов. Именно из этой величины нужно исходить.

Теперь осталось найти коэффициент расширения имеющегося теплоносителя при данной температуре и умножить на общий объем жидкости в отопительном контуре.

Найденное значение будет соответствовать рабочему объему компенсаторного резервуара, который должен быть указан в сопроводительном техническом паспорте изделия. Лучше выбрать компенсаторный резервуар процентов на 10 больше рассчитанной величины, чтобы сгладить возможные погрешности в расчетах.