Как поставить расширительный бачок на отопление?

Проектирование современного автономного теплоснабжения жилых домов, квартир и производственных объектов – серьезная работа, требующая правильного выполнения расчетов и согласования параметров монтируемого оборудования. Для безотказного функционирования находящегося под нагрузкой отопительного контура важно правильно подобрать расширитель и профессионально осуществить монтаж расширительного бака системы отопления. Рассмотрим конструктивные нюансы, специфику подключения и сервиса устройства, компенсирующего увеличение объема теплоносителя.

Для чего нужна установка расширительного бачка в отопительной системе

Физические свойства жидкости, увеличивающей свой объем при возрастании температуры, являются причиной скачков давления, возникающих в замкнутом отопительном контуре. В связи с этим подключение расширительного бака к системе отопления актуально, так как позволяет решить ряд серьезных задач:

• компенсировать температурное расширение жидкости в отопительных магистралях. Рабочая емкость бачка принимает избыток воды, появляющийся при объемном расширении жидкости. Устройство не позволяет возрастающему давлению повредить котел и обеспечивает целостность магистралей;
• сгладить гидравлические удары, связанные с периодическим включением и выключением циркуляционного насоса. При колебаниях температуры помещения, циклически функционирует подающее теплоноситель оборудование, вызывая кратковременные скачки давления.

Рабочий резервуар расширителя, являясь своеобразным буфером отопительного контура, обеспечивает:

• увеличенный ресурс эксплуатации элементов отопления;
• стабилизирует влияние на оборудование избыточного давления и температуры;
• повышенную надежность и безопасность функционирования узлов.

Приведенные аргументы подтверждают, что установка расширительного бачка в системе отопления – обязательное мероприятие.

Определение объема расширителя

Вместительность или, как говорят специалисты, полезное пространство расширителя – приоритетный параметр устройства. Его величина должна с запасом превышать максимальное количество теплового носителя, который в результате расширения наполняет резервуар. Это связано с тем, что при повышении интенсивности работы котла, возрастает объем находящейся в магистралях жидкости. Она заполняет демпферный резервуар, принимающий увеличившееся количество теплоносителя.

На вместительность расширителя влияет вид используемой жидкости. Для выполнения расчета используются следующие параметры:

• объем резервуара составляет 15% от общего количества воды, заполняющей отопительный контур;
• вместительность возрастает до 20% при заполнении системы теплоснабжения антифризом.

Алгоритм расчета вместительности расширительного резервуара предусматривает определение общего количества рабочей жидкости. Оно рассчитывается путем суммирования объемов отдельных элементов конструкции:

• отопительного котла. Информацию о вместительности содержит технический паспорт агрегата;
• магистралей. Объем труб определяется путем перемножения площади внутреннего сечения на длину;
• радиаторов. При отсутствии данных в паспорте, можно экспериментальным путем вычислить объем, наполняя водой батарею.

Получив, расчетным путем, объем контура, остается перемножить полученное значение на коэффициент 0,15 – для воды или 0,2 – для антифриза.

Например, при вместительности магистралей и аппаратов 60 литров, потребуется демпфирующий бачок следующего объема:

• 60 х 0,15 = 9 литров - при использовании воды;
• 60 х 0,2 = 12 литров - при заполнении антифризом.

Приведенный алгоритм позволяет оперативно произвести расчеты по определению главной рабочей характеристики расширителя.

Где ставят расширительный бак в системе отопления

В зависимости от конструктивных особенностей отопления, меняется место расположения демпферного бачка:

• в конструкции открытого типа его устанавливают в наиболее возвышенной точке, которая обычно располагается в находящемся под крышей помещении или в потолочной зоне котельной. Открытая система является сосудом сложной конфигурации, в котором возникают характерные конвекционные потоки. Размещение котла в верхней точке способствует ускоренному подъему нагретого теплоносителя с последующим движением самотеком в отопительные устройства через трубы. Кроме того, верхнее расположение обеспечивает беспрепятственный подъем образующихся пузырьков воздуха;
• для закрытого отопления оптимальной зоной установки бака является прямой участок, находящийся перед насосом, обеспечивающим принудительную циркуляцию. Отсутствие завихрений на прямолинейном участке магистрали и постоянная скорость течения жидкости создают благоприятные условия, позволяющие бачку компенсировать гидравлические удары и демпфировать тепловое расширение носителя. При этом образующийся при нагреве жидкости воздух беспрепятственно можно удалить, используя имеющиеся воздушные краны.

Определяясь с местом установки расширителя, обратите внимание на следующие моменты:

• близость размещения бачка к помещению котельной или топочной, облегчающая контроль над работой устройства;
• свободный доступ к демпферному резервуару, позволяющий производить обслуживание агрегата;
• наличие между корпусом и стенкой зазора, облегчающего выполнение визуального осмотра;
• надежность фиксации емкости с теплоносителем, которая должна самостоятельно крепиться, не передавая нагрузки на подводящие магистрали.

Правильное расположение расширительной емкости обеспечит нормальное функционирование и облегчит обслуживание.

Какие бывают расширительные бачки в зависимости от системы отопления

Конструкция демпферного бака зависит от типа отопительного контура:

• в системе с естественной циркуляцией используются расширительные устройства открытого типа, позволяющие при необходимости выполнить заливку жидкости. Открытые резервуары не нуждаются в запорной арматуре, герметичной крышке и резиновой мембране. Доливка жидкости осуществляется путем открытия подающего крана водопроводной магистрали или вручную с помощью ведра;
• в замкнутом отопительном контуре с принудительной циркуляцией применяют расширители закрытой конструкции. Они выполнены в виде герметичного резервуара, разделенного резиновой мембраной на две части. В одной находится инертный газ или воздух. В другой – теплоноситель, который при увеличении объема деформирует резину, снижая объем камеры с воздухом, и компенсирует, таким образом, перепады нагрузки.

В закрытых системах применяются следующие виды бачков:

• фланцевые, оснащенные сменной мембраной балонного типа;
• безфланцевые со стационарной диафрагменной мембраной.

Более современные конструкции закрытого типа постепенно вытесняют открытые системы теплоснабжения, которые более подвержены коррозии, требуют постоянного контроля уровня жидкости и регулярной доливки. Принятие окончательного решения о выборе вида демпферного агрегата диктуется конструкцией устанавливаемого отопления.

Расширительный бак открытого типа

На протяжении десятилетий демпфирующие емкости отопительных контуров широко использовались в системах с естественной циркуляцией. Они позволяли восполнять запас воды при небольших утечках или испарении теплоносителя, а также обеспечивали отвод пузырьков воздуха из отопительного контура.

Конструкция

Конструктивно, открытый расширитель представляет собой сообщающийся с атмосферой сварной сосуд, выполненный в форме:

• цилиндра;
• параллелепипеда.

Для изготовления применяются следующие материалы:

• листовая сталь;
• полимерные материалы.

Резервуар оснащается следующими элементами:

• крышкой, позволяющей защитить тепловой носитель от грязи и обеспечивающей доступ при обслуживании;
• прочным кронштейном, позволяющим надежно зафиксировать корпус к стене помещения;
• патрубками, необходимыми для подключения магистралей отопительного контура, а также труб подачи воды и перелива;
• сливным вентилем, позволяющим при выполнении обслуживания и ремонтных работах слить теплоноситель.

Благодаря простоте конструкции, расширитель открытого типа несложно изготовить самостоятельно.

Преимущества и недостатки

Главные достоинства демпферного резервуара открытого типа:

• возможность самостоятельного изготовления;
• простота конструкции;
• низкий уровень затрат;
• эффективность отвода воздуха;
• ускоренный сброс давления.

Наряду с преимуществами, открытая конструкция имеет ряд серьезных недостатков:

• потребность в тепловой изоляции расширителя, расположенного в неотапливаемом помещении;
• контакт теплоносителя с атмосферой, являющийся причиной коррозии металлических элементов;
• необходимость регулярной доливки жидкости в емкость, связанная с ее постоянным испарением;
• специальные требования по монтажу, предусматривающие установку дополнительных магистралей.

Слабые места конструкции ограничивают широкое использование открытых резервуаров.

Установка расширительного бака в открытой системе отопления

Принимая решение, как подключить расширительный бак к системе отопления открытого типа, следует руководствоваться рекомендациями предварительно разработанного проекта и инструкцией. При этом необходимо обратить особое внимание на соблюдение следующих требований:

• установку демпфера на максимально возвышенном участке отопительной магистрали;
• обеспечение надежного крепления резервуара, масса которого при заполнении водой увеличивается;
• тщательное утепление поверхности корпуса, снижающее потери тепла и предохраняющее жидкость от замерзания;
• поддержание эксплуатационных параметров контура за счет доливки воды, уровень которой необходимо регулярно контролировать.

Мероприятия по монтажу предусматривают следующие операции:

• установку контрольной трубы на уровне минимального объема теплоносителя;
• монтаж переливной магистрали, осуществляющей слив на максимальной отметке;
• подключение питающей магистрали, позволяющей восполнить потери.

Мероприятия по подключению бачка не требуют специальной подготовки и могут осуществляться самостоятельно.

Расширительный бак закрытого типа

Демпферные резервуары закрытой конструкции, оснащенные эластичной диафрагмой или камерой для воды, применяются в контурах теплоснабжения с принудительной циркуляцией. Они обеспечивают надежную компенсацию скачков давления и демпфируют увеличение объема теплоносителя. Благодаря комплексу достоинств герметичные расширители выгодно отличаются от аналогичных агрегатов открытого типа.

Безмембранный

Расширительные емкости, в конструкции которых отсутствует мембрана, широко применялись до появления качественных мембран из каучука, обладающих повышенным ресурсом эксплуатации и прочностью. Они функционировали без мембраны, однако нуждались в подключении баллона со сжатым воздухом или компрессора, подающего воздух в необходимом количестве.

Особенности устройства:

• отсутствие механического разделения емкости бака, в результате чего возникает непосредственный контакт теплоносителя с газом;
• необходимость поддержания рабочего давления с помощью газового баллона или компрессора;
• возможность функционирования безмембранного бака только при автоматическом контроле работы и непрерывной подачи газа.

Безмембранные баки по эксплуатационным характеристикам значительно уступают мембранным устройствам.

Мембранный

Конструктивные особенности мембранного расширителя предусматривают разделение теплоносителя и газовой среды эластичной мембраной, имеющей различную форму:

• полусферическую (тарельчатую). Мембрана является стационарным элементом и под влиянием давления принимает сферическую форму;
• баллонную (грушевидную). Съемная мембрана крепится к фланцу на корпусе сосуда и под нагрузкой стремится повторить его форму.

Устройство с тарельчатой диафрагмой отличается наличием следующих элементов:

• вертикально расположенного стального корпуса, представляющего герметичную капсулу, состоящую из двух частей;
• резиновой мембраны, стационарно закрепленной между составными частями стальной капсулы;
• патрубка, расположенного в нижней части емкости, и предназначенного для подключения к отопительным магистралям;
• ниппеля, находящегося вверху резервуара, и позволяющего закачать воздух в емкость.

При возрастании температуры, излишек теплоносителя поступает в емкость между мембраной и корпусом, сжимая воздух. При уменьшении создаваемой котлом температуры, снижается объем воды. Она выдавливается сжатым воздухом, находящимся в верхней части бака. Герметичная конструкция демпфирующего резервуара позволяет при необходимости изменить давление воздуха, открыв ниппель или выполнив подкачку насосом.

Баки, оснащенные баллонной мембраной грушеобразной формы, изготавливаются для закрытых систем в вертикальном и горизонтальном исполнениях. По своей конструкции устройство состоит из следующих частей:

• штампованной емкости с фланцем для крепления баллонной мембраны;
• резиновой камеры для воды, вставляемой в корпус и герметично соединяемой с фланцем;
• соединительного патрубка, необходимого для подключения демпферного устройства к трубам;
• нижнего клапана, предназначенного для поддержания воздушного давления.

Конструктивной особенностью бака является то, что теплоноситель не контактирует с металлической поверхностью, а заполняет резиновый баллон. Это позволяет предохранить стальной корпус от коррозионных процессов и продлить срок его эксплуатации. В отличие от диафрагменных емкостей большим удобством является возможность замены резинового баллона.

Преимущества и недостатки

Достоинства мембранных устройств:

• компактные габариты;
• минимум тепловых потерь;
• отсутствие потребности во внешней теплоизоляции;
• возможность функционирования без подпитки;
• полная герметичность;
• работа при увеличенном давлении;
• повышенная надежность;
• безопасность эксплуатации;
• отсутствие воздушных пробок.

К недостаткам относятся:

• необходимость контроля рабочего давления;
• потребность периодической подкачки воздуха;
• повышенная стоимость.

Устройства широко применяются благодаря многочисленным преимуществам.

Установка расширительного бачка в закрытой системе отопления

Монтаж демпферного бачка, устанавливаемого в замкнутом отопительном контуре – ответственная операция, требующая специальной подготовки. Однако, владея навыками выполнения сантехнических работ, можно самостоятельно установить устройство, соблюдая следующие рекомендации:

• производите установку расширителя только в обратном контуре (со стороны подачи воды к котлу), выбрав любое удобное место;
•  проконтролируйте давление в бачке, которое должно быть на 0,2 атмосферы меньше давления жидкости;
• монтируйте бак в помещении с положительной температурой, располагая его недалеко от котла;
• надежно прикрепите емкость к поверхности стены, так как при заполнении жидкостью его масса возрастет;
• обеспечьте возможность доступа к воздушному ниппелю с целью регулировки давления в камере;
• закрепите устройство так, чтобы оно не воспринимало нагрузку от массы труб с жидкостью;
• подключите тройник и запорную арматуру, позволяющую отключить бачок от труб отопления;
• выполните верхний подвод труб, обеспечивающий функционирование устройства при нарушении целостности мембраны.

Как правильно эксплуатировать расширители

Мероприятия по эксплуатации демпферного бачка предусматривают следующие правила обслуживания:

• визуальный контроль внешних повреждений, связанных с коррозией и механическим воздействием;
• контроль давления воздушного пространства емкости, которое должно соответствовать паспортным данным;
• проверку целостности резиновой мембраны, которая подлежит замене при повреждении;
• слив воды из демпферной емкости при консервации отопления на длительный период.

Периодичность контроля – не реже двух раз на протяжении года.

Заключение

Приведенные в материале статьи рекомендации помогут правильно выбрать демпферную емкость и рассчитать ее объем. Зная, как поставить расширительный бачок на отопление, можно обеспечить безопасность, надежность и долговечность отопительной конструкции с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.