Расширительные баки для систем
отопления являются важным
компонентом, обеспечивающим
стабильную работу отопительного
оборудования. Их основная
функция заключается в
компенсации изменения
объёма жидкости в системе при
изменении температуры. При
нагревании вода расширяется, и
для предотвращения избыточного
давления в системе нужен
расширительный бак.
Существует два основных типа расширительных баков: открытые и закрытые.
Открытые расширительные баки устанавливаются на самой высокой точке системы и, в основном, используются в старых системах отопления. Они требуют регулярного контроля уровня воды и подвержены испарению. Эти баки применяются в старых системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.
Принцип работы (рис. 1):
Бак устанавливается в самой высокой точке системы отопления. При нагреве теплоноситель расширяется, и часть его поднимается в открытый бак, а при остывании возвращается обратно в систему.
Конструкция:
Открытый бак не герметичен, что позволяет воздуху свободно выходить из системы и предотвращает образование воздушных пробок.
Недостатки:
• Необходимость регулярного контроля уровня воды в системе, так как вода может испаряться через открытый бак.
• Риск коррозии металлических элементов системы из-за контакта теплоносителя с воздухом.
• Потери тепла через открытый расширительный бак.
Закрытые (мембранные) расширительные баки применяется в современных системах отопления, особенно в тех, где используется принудительная циркуляция теплоносителя.
Закрытые расширительные баки снабжены диафрагмой, которая разделяет газ и жидкость. Это позволяет поддерживать постоянное давление в системе и минимизирует риск потери жидкости.
Принцип работы закрытого расширительного бака представлен в таблице 1.
Преимущества:
• Герметичность конструкции исключает контакт теплоносителя с атмосферным воздухом, предотвращая коррозию и потерю воды за счёт испарения.
• Возможность установки в любом месте системы, поскольку нет необходимости учитывать высоту расположения бака.
• Меньший риск образования воздушных пробок благодаря отсутствию прямого контакта теплоносителя с окружающей средой.
Современные закрытые расширительные баки, как правило, выполняются из коррозионно-устойчивых материалов, что увеличивает их срок службы и надёжность. К тому же многие модели оснащены манометрами и автоматическими предохранительными клапанами, что делает их эксплуатацию более удобной и безопасной.
Мембранные баки бывают двух типов:
• Диафрагменные - с фиксированной (неразборной) мембраной (рис. 2);
• Фланцевые - со сменной мембраной, которую можно заменить в случае повреждения (рис. 3).
Теплоноситель в баках со сменной мембраной всегда целиком находится внутри мембраны и не имеет контакта с металлической поверхностью бака, следовательно, внутренняя поверхность бака не требует специального покрытия, это значительно снижает риск коррозии. Такие мембраны очень надёжны, имеют хорошую устойчивость к износу. Преимущество грушевидной мембраны в том, что её без проблем можно заменить на новую. Замена мембраны осуществляется через фланец, закреплённый с помощью нескольких болтов.
При выборе расширительного бака важно учитывать его размер и тип, так как это непосредственно влияет на эффективность отопительной системы. Неправильно подобранный бак может привести к превышению давления или недостаточному компенсационному объёму, что может вызвать серьёзные сбои в работе. Рекомендуется обращаться к специалистам для расчёта необходимых параметров, учитывающих особенности конкретной системы отопления.
Подключать расширительный бак нужно по инструкции производителя. Обычно расширительный бак подключают к системе отопления в точке с наименьшим давлением теплоносителя — на обратной магистрали перед циркуляционным насосом. Чтобы в баке не скапливался воздух, его рекомендуют устанавливать присоединительным патрубком вверх. Более точные указания ищите в инструкции к конкретному баку.
Пример установки расширительного бака показан на рис.4
Чтобы найти лучший вариант расширительного бака, надо учесть:
Литраж ёмкости.
Объём расширителя определяют по общему литражу системы или по мощности котла.
Для получения точного значения производят инженерные расчёты. В упрощенной форме для водяных систем считается, что на 1 кВт вырабатываемого тепла должно приходиться 15 л запаса или 10 % от объёма залитой в контур воды (например, если в систему отопления залито 100 л воды, то величина расширительного бака должна быть 10-12 л.).
Для оборудования систем с антифризом расчётные величины умножают на 1,2-1,5 в зависимости от реального коэффициента расширения незамерзающей жидкости.
Для более точного расчёта подбора бака необходимо знать следующие параметры системы:
• объём системы – Q, л;
• гидростатическое давление системы – Pст, кПа;
• давление срабатывания предохранительного клапана – Pпр, кПа;
• коэффициент теплового расширения теплоносителя – b.
Расчёт производится по формуле:
Vрб = Q•b/ (1 – Pст/Pп)
Рабочее давление.
Давление в расширительном баке в системе отопления должно быть таким, чтобы теплоноситель при температуре 20°С в баке занимал 25% от всего объёма расширительного бака.
Для того чтобы выполнить условие заполнения бака на 20% теплоносителем температуры 20°С, нужно чтобы давление воздуха в расширительном баке было 80% от среднего рабочего давления в системе, которое обычно у большинства систем составляет 1,5 атм. Итак, для поддержания рабочего давления в типовой системе отопления 1,5 атмосфер, давление воздуха в расширительном баке должно быть 80% от 1,5 атмосфер, что составляет 1,2 атм.
Мембрана.
В современных гидроаккумуляторах важную роль играет мембрана. Одни производители делают её сменной, что позволяет через некоторое время выполнять ремонт или плановое обслуживание.
Есть расширительные баки, где мембрана несменная. В этом случае срок службы оборудования ограничивается долговечностью мембраны.
Для правильного подбора необходимо знать количество циклов расширения–сокращения мембраны.
Материал колбы.
В изготовлении чаще всего используют углеродистую сталь. Для защиты от возможного ржавления и появления окислов снаружи ёмкость покрывают порошковой краской.
Фланец.
Большинство представленных к продаже расширительных баков оснащено стальным или пластиковым фланцем. Стальные варианты лучше и надёжней пластика.
Конфигурация.
У преобладающего числа расширителей для независимого теплоснабжения шарообразная или овальная форма. Ряд моделей небольшого объёма, до 8-10 л, производят в уплощенном виде.
Они напоминают таблетку, их преимущество заключается в компактности.
Тип расположения.
Расширители для автономного отопления устанавливаются вертикально или горизонтально. Первые в приоритете из-за минимального уменьшения полезного пространства.
У расширительных баков литражом до 12 л обычно нет опор, так как их просто подсоединяют к системе в удобном для подключения месте. Экспанзоматы ёмкостью свыше 50 л снабжают опорными ножками и устанавливают на пол. Ведь из-за большого веса наполненного водой или антифризом устройства трубопровод может деформироваться.
Обязательно в выборе расширительного бака следует учитывать диаметр подключения, чтобы резьбовой штуцер соединения и трубы были одного размера.
Монтаж расширительного бака также требует особого внимания. Он должен быть установлен в местах, где нет риска механических повреждений и где доступ к нему будет удобным для обслуживания.
Кроме того, важно правильно настроить давление в системе, чтобы обеспечить оптимальные условия для работы отопления.
Регулярный технический осмотр расширительного бака также играет ключевую роль в его функциональности. Проверка состояния мембраны в закрытых баках и уровня воды в открытых является необходимой, чтобы предотвратить потенциальные аварии. Следует помнить, что профилактика зачастую дешевле ремонта.
Таким образом, расширительные баки для систем отопления являются неотъемлемой частью обеспечения комфорта и безопасности в жилых и коммерческих помещениях. Забота о их корректной работе и состоянии поможет избежать множества проблем в будущем.
HeatClub #10/2024
