Расширительный бак для системы отопления закрытого типа
Основными преимуществами такого бака можно считать его компактность и возможность установки на любом участке системы отопления. То, что его часто рисуют на схемах, смонтированным на трубе «обратки» в непосредственной близости от насосного узла – это, действительно, рекомендуемое положение. Но никаких серьезных ограничений нет и по выбору иного места.
Чаще всего расширительный бак мембранного типа устанавливают примерно здесь. Но это – вовсе не догма, и установить его можно на любом участке системы, где удобно хозяевам.
То, что бак герметичен, означает, что давление в системе может повышаться до весьма значимых показателей. Это предопределяет необходимость наличия в контуре «группы безопасности». В состав такой группы традиционно включаются предохранительный клапан, настроенный на определенный верхний порог давления, автоматический воздухоотводчик и контрольно-измерительный прибор – манометр или манометр совмещенный с термометром.
Наличие «группы безопасности» в системе закрытого типа является обязательным условием обеспечения безопасности эксплуатации отопления
Вряд ли это можно в полной мере отнести к недостаткам – скорее, это эксплуатационные особенности системы. Так что единственным «минусом» закрытого расширительного бака может считаться необходимость его приобретения. Но за комфортность в пользовании системой не грех и заплатить.
Кстати, очень многие современные котлы отопления, особенно – настенного исполнения, уже изначально оснащены встроенным расширительным баком нужного объема. Так что и покупать и устанавливать уже ничего не придется.
Устройство и принцип работы расширительного бака для закрытой системы отопления.
Устройство бака – довольно простое. Конструкция может несколько различаться, но принцип сохраняется во всех моделях
А заключается принцип в том, что герметично закупоренный объем разделен на две камеры эластичной перегородкой. Одна камера, водяная, подключается через патрубок к контуру системы отоплена. Вторая – воздушная, в которой предварительно создаётся определенный уровень давления.
Устройство можно проиллюстрировать следующей схемой:
Примерно так устроено большинство расширительных баков для закрытых систем отопления
Корпус бака (поз. 1) обычно представляет собой сборную штампованную металлическую конструкцию. Цилиндрическая форма является «классической» но встречаются и другие варианты, внутри стенки обработаны антикоррозионным составом, снаружи наносится защитное эмалевое покрытие. Цвет должен быть красным. Дело в том, что в продаже представлены и баки-гидроаккумуляторы, которые и внешне, и по своему устройству мало отличаются от расширительных. Но их синий цвет говорит о том, что они не рассчитаны на работу в условиях высоких температур. Так что полной взаимозаменяемости здесь нет.
На корпусе обязательно имеется установленный резьбовой патрубок (поз.2), через который расширительный бак будет подключаться к контуру отопления. Некоторые производители сразу комплектуют свои изделия и фитингами с накидной гайкой-американкой – так процесс установки бака будет еще проще.
С противоположной стороны корпуса обычно имеется ниппель или золотник (поз. 3), очень похожий на велосипедный, через который производится подкачка воздушной камеры до требуемого уровня давления в ней.
Главной деталью этой конструкции является мембрана (поз. 6), которая делит внутренний объем бака на две камеры. Она изготавливается из материала с высокой эластичностью и предельно низким показателем диффузии. Ранее для этих целей чаще применялся каучук, но такие мембраны все же не отличались долговечностью. В современных приборах обычно используются этилен-пропиленовые или бутиловые.
Итак, мембрана делит бак на водяную камеру (поз. 4), расположенную со стороны патрубка, и на воздушную (поз. 5) – со стороны ниппеля. А объем этих камер – величина переменная.
- Как уже говорилось, в воздушной камере предварительно создается избыточное давление (обычно в пределах от 1 до 1,5 атмосфер). Под его воздействием мембрана опускается вниз, и водяная камера до заполнения системы имеет минимальный объем.
- Система заполнена теплоносителем и запущена. В контуре при этом создаётся определенное рабочее давление (оптимальное для данной системы). Мембрана при этом несколько изгибается – объем водяной камеры возрос.
- По мере нагрева, теплоноситель увеличивается в объеме. Единственное место в системе, где этот «излишек» может вместиться – это водяная камера бака. Значит, ее объём увеличивается еще больше, а в воздушной камере, значительно из-за этого уменьшившейся, возрастает давление газа.
- Теплоноситель остывает, уменьшаясь в общем объеме – давление газа отжимает мембрану вниз. То есть в любой момент достигается необходимый баланс, в системе поддерживается оптимальное значение давления.
- Ну а если что-то пошло нештатно, и теплоносителю расширяться больше некуда (например, подвела термостатическая автоматика системы), то сработает предохранительный клапан «группы безопасности», стравив излишки жидкости и восстановив равновесие – пока не будет выявлена и устранена причина.
Кстати, в некоторые моделях расширительных баков у же в самой их конструкции предусмотрено наличие предохранительного клапана.
Мембрана может иметь и другую форму. Так, достаточно широко применяются баки баллонного типа. Особенности их устройства показано на схеме ниже.
Расширительный бак баллонного типа
В таких баках мембрана выполнена в форме эластичного баллона (поз.1), края которого герметично закреплены во фланце с входным патрубком (поз. 2). По сути, этот баллон и становится водяной камерой бака. А все остальное пространство – это воздушная камера (поз. 3) с предустановленным в ней давлением. При расширении теплоносителя стенки баллона растягиваются, он приобретает грушевидную форму (фрагмент справа). Объем воздушной камеры уменьшается, давление в ней растет – и далее все, как и в уже описанном выше примере.
Кстати, такие баки пользуются довольно широкой популярностью за то, что в них не составляет труда заменить вышедшую из стоя мембрану – благодаря фланцевому ее креплению. Мембранные же баки очень часто ремонту просто не подлежат.
Какой объем должен быть у расширительного бака в закрытой системе отопления?
В продаже представлены линейки моделей расширительных баков с широким разнообразием объемов. Какой выбрать для своей системы? Чтобы определиться с этим параметром, лучше всего произвести небольшой расчёт.
Формула для вычислений такова:
Vб = Vс × k / D
Расшифровываем обозначения:
Vб — искомый объем бака (минимальный).
Vс — общий объем системы отопления. О том, как его можно определить, уже говорилось выше.
k — коэффициент температурного расширения теплоносителя.
Здесь – чуть подробнее. Дело в том, что если вместо воды применяется антифриз, то показатели расширения могут быть совершенно иными, и зависеть и от температуры, и от концентрации гликолевых добавок.
Подобрать нужное значение поможет таблица, размещенная ниже:
| Температура нагрева теплоносителя, °С | Содержание гликоля, % | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0% (вода) | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 70% | 90% | |
| 0 | 0.00013 | 0.0032 | 0.0064 | 0.0096 | 0.0128 | 0.016 | 0.0224 | 0.0288 |
| 10 | 0.00027 | 0.0034 | 0.0066 | 0.0098 | 0.013 | 0.0162 | 0.0226 | 0.029 |
| 20 | 0.00177 | 0.0048 | 0.008 | 0.0112 | 0.0144 | 0.0176 | 0.024 | 0.0304 |
| 30 | 0.00435 | 0.0074 | 0.0106 | 0.0138 | 0.017 | 0.0202 | 0.0266 | 0.033 |
| 40 | 0.0078 | 0.0109 | 0.0141 | 0.0173 | 0.0205 | 0.0237 | 0.0301 | 0.0365 |
| 50 | 0.0121 | 0.0151 | 0.0183 | 0.0215 | 0.0247 | 0.0279 | 0.0343 | 0.0407 |
| 60 | 0.0171 | 0.0201 | 0.0232 | 0.0263 | 0.0294 | 0.0325 | 0.0387 | 0.0449 |
| 70 | 0.0227 | 0.0258 | 0.0288 | 0.0318 | 0.0348 | 0.0378 | 0.0438 | 0.0498 |
| 80 | 0.029 | 0.032 | 0.0349 | 0.0378 | 0.0407 | 0.0436 | 0.0494 | 0.0552 |
| 90 | 0.0359 | 0.0389 | 0.0417 | 0.0445 | 0.0473 | 0.0501 | 0.0557 | 0.0613 |
| 100 | 0.0434 | 0.0465 | 0.0491 | 0.0517 | 0.0543 | 0.0569 | 0.0621 | 0.0729 |
D — коэффициент эффективности расширительного бака. Он, в свою очередь, определяется по следующей формуле:
D = (Qm – Qб) / (Qm + 1)
Под буквенными обозначениями кроются следующие величины:
Qm — верхний порог допустимого давления в системе отопления. То есть это — именно тот показатель, под который настраивается усилие срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности».
Qб — предварительно созданное давление в воздушной камере расширительного бака. Если бак уже имеет такую подкачку, то это значение будет указано в паспорте. Но часто давление задают самостоятельно с помощью обычного автомобильного насоса и с контролем по автомобильному же манометру. О величине уже говорилось – как правило, в диапазоне от 1,0 до 1,5 атмосфер.
Сложно ли установить мембранный расширительный бак самостоятельно?
Нет, никаких трудностей у хозяина, владеющего азами сантехнического монтажа, возникнуть не должно.
Смотрим на схему – по ней все должно стать понятно:
Примерная схема врезки расширительного бака в контур закрытой системы отопления
Положение бака в пространстве может быть любым. Но все же наиболее предпочтительным является именно такое – с патрубком входа снизу. Это позволяет более эффективно бороться с пузырьками газа в теплоносителе.
«Классическое» расположение расширительного бака (поз. 5) – на трубе «обратки», как можно ближе к ее входу в котёл отопления (поз. 2). Но при этом – до циркуляционного насоса (поз. 3), чтобы возможные завихрения потока не мешали корректной работе бака.
На трубе «обратки» врезается тройник (поз. 4). Каким образом – это уже в зависимости от вида применяемых в контуре труб.
Между тройником и баком необходимо предусмотреть установку шарового крана (поз. 7). Это позволит в случае необходимости провести демонтаж прибора, не прибегая к сливу теплоносителя изо всей системы. Высота расположения этого крана – как удобно владельцу, и ее можно легко установить монтажом соединительного отрезка трубы соответствующей длины (поз. 9). На этом участке возможен и изгиб или поворот – если это видится необходимым. На работоспособности бака это не скажется.
А вот между краном и патрубком бака (поз. 6) лучше всего предусмотреть разъемное соединение (поз. 8) – с накидной гайкой—«американкой». Тогда демонтаж и обратная установка бака вообще не будут представлять никакой сложности.
На самом же бачке «вмешательства» мастера – минимальные. Однако рассмотрим некоторые нюансы:
| Иллюстрация | Краткое описание выполняемых операций |
|---|---|
 | Приобретённый расширительный бак извлечен из заводской упаковки. На столе разложены необходимые инструменты, сантехнические комплектующие и материалы. |
 | В данной модели бака резьбовой патрубок – на ¾ дюйма. Тянуть такую трубу для врезки в систему, приобретать для нее более крупный кран и другие детали – нет никакого смысла. Лучше всего сразу перейти на ½ дюйма, и это никак не скажется на работе бака. Наматывается подмотка – в данном случае это специальная нить с пропиткой. Впрочем, у каждого мастера свои предпочтения в этом вопросе. Главное, чтобы обеспечивалась герметичность соединительного узла. |
 | Переходник на ½ дюйма запакован. |
 | Выполняется подмотка под установку следующего элемента обвязки. |
 | А вот на этом этапе мастера можно подвергнуть нелицеприятной критике. Он решил жестко запаковать кран с баком. Какой в этом смысл – неясно. Учитывая то, что бак, суда по кронштейнам, будет закрепляться к стене неподвижно, то есть провернуть его не будет никакой возможности, совершенно непонятно, как же можно произвести лёгкий и быстрый демонтаж, например, для смены мембраны. И что в этом случае нам даст кран? Правильнее все же выглядит схема, показанная выше. То есть жёсткая запаковка крана с патрубком из обратки, и затем – разборное соединение с баком через «американку». |
 | А вот между краном и дальнейшим участком для подключения к «обратке», зачем-то установлена «американка». Но все, разобрались, она должна по всем правилам поменять свое место – как показано стрелкой. Кстати, при установке крана необходимо сразу проследить, чтобы его барашек оказался удобном для доступа месте. В тесных условиях котельной бывает всякое. |
 | Сантехнический монтаж почти закончен – осталось лишь подключить бак к «выделенному» для него патрубку «обратки». Но перед окончательным монтажом желательно сразу навести ясность и с воздушной камерой. В данной модели воздушный клапан для подкачки или стравливания воздуха закрыт предохранительным пластиковым колпаком. Он легко скручивается усилием руки. |
 | Под колпаком – обычный ниппель. С помощью автомобильного манометра проверяется давление. При необходимости производится или подкачка, или стравливание воздуха. Автомобилистам или велосипедистам объяснять излишне. |
 | В демонстрируемом примере расширительный бак оснащен расположенными на корпусе кронштейнами, предусматривающими или настенное, или напольное крепление. Бак устанавливается в удобном положении в выбранном месте, а затем окончательно соединяется с контуром обратки соединительным участком. Если правильнее, то сначала – соединительный участок с краном, затем к нему – бак через американку – об этом уже говорилось. На этом установка может читаться законченной. Естественно, и при заполнении системы, и в ходе эксплуатации кран всегда находится в открытом положении. |
 | Другой пример показан лишь для того, чтобы продемонстрировать иной способ крепления бака к стене – такие модели встречаются весьма часто. На корпусе – никаких кронштейнов нет. |
 | Но зато в комплект бака входят монтажная площадка особой конфигурации… |
 | … и длинный ленточный металлический хомут с затяжным винтом. |
 | Лента расправляется и проводится через прорези в монтажной площадке. Сам бак соединяется с площадкой так, чтобы выступающий по месту соединения его половинок бортик вошел в паз монтажной площадки. |
 | Затем производится соединение ленты хомута и его затяжка винтом. Вначале операция производится вручную … |
 | … а затем окончательно натяжение ленты обеспечивается ключом или отверткой. |
 | Всё, бак можно подващивать за отверстия монтажной площадки на вкрученные в стену саморезы или крючки. |
 | Но прежде, конечно, все так же выполняется необходимый сантехнический монтаж… |
 | …и проверка давления в воздушной камере. У данной модели ниппель и вовсе прикрыт только маленьким колпачком – точно, как на велосипедном колесе. |
 | Нередко расширительные мембранные баки уже поступают в продажу с предустановленным давлением в воздушной камере. В этом случае оно будет указано в паспорте или даже на упаковке. Но если требуется его изменить – труда это не составляет (если запрет на подобные действия специально не оговорен производителем – такое тоже встречается). |
Все, можно открывать кран и заполнять систему. Безусловно, сразу проверяется герметичность соединений, если нужно – производится их подтяжка. На этом работу можно считать законченной.
Калькулятор расчета минимального объема расширительного бака для закрытой системы отопления
В программу калькулятора уже внесены значения коэффициентов температурного расширения при среднем уровне нагрева воды или антифризов разной концентрации до 75 градусов.
Пользователь может сам решить, как ему провести расчет – или с указанием точного объема системы отопления (ссылка на калькулятор давалась выше), или примерно отталкиваясь от мощности отопительного котла.
Полученное значение будет ми нормальным. То есть при выборе бака рассматривают модели с объёмом выше (или о крайней мере – не ниже) полученного результата.
Еще одна небольшая рекомендация. В системах, где циркуляция осуществляется по принудительному принципу (а так чаще всего и практикуется), желательно не став