Расширительный бак мембранного типа

Устройство расширительного бака мембранного типа

При нагревании теплоносителя в закрытых системах отопления создается повышенное давление. Жидкость при температуре 90°C увеличивается в объеме на 3,55%. Чтобы избыточное количество теплоносителя не испортило радиаторы или трубы, устанавливается мембранный бак для отопления. Предохранительная конструкция из металлической емкости и гибкой мембраны принимает излишки воды, возвращая показатели давления в норму.

Устройство и принцип работы мембранного бака

Расширительный бак – это герметичная металлическая емкость, внутренняя часть которой поделена на две части эластичной мембраной. Один отсек заполняется воздухом, во второй будет поступать вода при расширении. Корпус бачка выполняется из стали. От коррозии металл защищает порошковое окрашивание. По типу сетей отопления устройства делятся на две группы:

Расширительный резервуар открытого типа должен находиться в наивысшей точке контура. Его делают из стали, наиболее распространенной является прямоугольная форма. Бачок служит для отвода излишков жидкости и воздуха, растворенного в ней. Конструкция его очень простая – в металлическую емкость с крышкой врезаны два патрубка – для поступления и отведения воды. Бачок часто устанавливают на чердаке. В холодном помещении его необходимо утеплить пенопластом. Плюсом открытой конструкции является простая эксплуатация и низкая стоимость.

Мембранные расширительные баки для систем отопления закрытого типа должны быть герметичными. Стальной резервуар рассчитан на долгосрочную эксплуатацию. Его рабочая деталь – эластичная мембрана. Она изготавливается из специальной термостойкой резины. В зависимости от вида бачка применяется мембрана баллонного или диафрагменного типа.

Принцип работы

В водяных системах отопления циркулирует жидкий теплоноситель. При нагревании он расширяется. Излишки через соединительный патрубок поступают в мембранный бак. Эластичная резина растягивается, один отсек заполняется жидкостью, а во втором сжимается воздух. После охлаждения воды в контуре давление уменьшается. Под действием сжатого воздуха мембрана выпрямляется и выталкивает жидкость обратно в систему.

Во время передвижения жидкость не контактирует с воздухом. Это снижает вероятность развития коррозии.

Виды мембранных баков

Чтобы система отопления работала с максимальной эффективностью, важно правильно выбрать мембранный бак.

Фиксированный

Конструкция с фиксированной мембраной рекомендуется для небольших систем отопления. В таких контурах давление относительно стабильное и нет резких скачков. Гибкий элемент жестко зафиксирован и не снимается для замены в случае неисправности. Плюсом варианта является низкая цена.

Фланцевый со сменной мембраной

Особенностью конструкции бачка является фиксация мембраны баллонного типа на горловине с помощью фланца. Болтовое крепление позволяет надежно удерживать резиновую деталь в процессе эксплуатации. В случае ее разрыва можно снять деталь и заменить новой. Возможность ремонта продлевает срок службы дорогостоящего бака.

Достоинства и недостатки

Основной плюс оборудования – предотвращение протечек и других аварийных ситуаций, возникающих при скачках давления. Бачки необходимы в контурах большой протяженности. В них находится значительный объем воды, который при расширении создает повышенную нагрузку на места соединений, радиаторы и трубы.

  • исключается попадание воздуха в магистраль;
  • оборудование рассчитано на воду любого качества;
  • отсутствует испарение жидкости;
  • предотвращается аварийный рост давления;
  • установка возможна в любом месте;
  • упрощается обслуживание системы, не требуется регулярная доливка теплоносителя.

К минусам относят потери тепла и довольно высокую стоимость мембранных баков по сравнению с емкостями открытого типа.

Расчет объема

Параметры бачка должны позволить предотвратить рост давления при нагревании теплоносителя. Для примерного расчета системы емкостью до 150 л можно воспользоваться формулой: объем бачка – 10% от объема системы. В случае использования антифриза параметр увеличивается до 15%. Для вычислений потребуется емкость контура. Узнать параметр можно по водомеру в процессе заполнения системы. Также его высчитывают, сложив объем всех узлов, труб, радиаторов и котла. Для расчета существуют онлайн-калькуляторы.

Более точное значение даст вычисление по формуле: V = V1 x Bt/(1-(Pmin/Pmax)), где:

  • V – объем бачка;
  • V1 – объем жидкости в контуре;
  • Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя, находится по таблице;
  • Pmin – заводское давление в баке;
  • Pmax – максимальное давление в системе, определяется в момент срабатывания предохранительного клапана.

Правильно подобранный объем расширительного бака помогает продлить срок эксплуатации отопительной системы.

Требования и рекомендации по установке мембранного бака

Монтаж оборудования можно выполнить самостоятельно, следуя инструкции. При работе придерживаются требований по установке:

  1. Первый этап – выбор места. Необходимо обеспечить свободный доступ к резервуару для обслуживания. Удачным местом считается участок обратной магистрали между насосом и котлом.
  2. Для безопасности закрытого контура потребуется установка предохранительного клапана, воздухоотводчика, манометра и термометра.
  3. Перед входным патрубком устанавливают дренажный кран для спуска воды из емкости.
  4. На участке, соединяющем бачок и систему отопления, нельзя устанавливать фильтры.
  5. Перед подключением оборудования проверяют давление газового пространства. При необходимости подкачивают воздух.
  6. Бак не должен располагаться в помещении с минусовой температурой.

Резервуар надежно закрепляется на стене, при этом на него не должна оказываться дополнительная нагрузка. Модели большого объема монтируются на пол. Рекомендуется схема подключения с расположением входного патрубка снизу. Специалисты советуют выполнить разъемное соединение патрубка и сливного крана перед ним. В случае необходимости расширительный бак легко демонтируется.

Производитель указывает требования по количеству антифриза в составе теплоносителя. Нельзя превышать заявленные пропорции.

Правила выбора оборудования

Основные характеристики мембранного бака, на которые ориентируются при покупке:

  • объем;
  • максимальное давление;
  • материал мембраны и корпуса;
  • рабочая температура.

Эти критерии обеспечат надежность работы отопления. Недостаточный или избыточный объем резервуара не позволит наладить нормальное давление в контуре. Тип и материал мембраны и корпуса влияют на срок эксплуатации оборудования. Качественная резина выдерживает большое количество циклов расширения и сжатия. Чтобы корпус не подвергался коррозии, он должен иметь защитное покрытие. Стоит учесть габариты изделия и продумать место монтажа. Специалисты советуют покупать изделия известных производителей. Низкая стоимость продукции часто является показателем использования низкосортных материалов.

Возможные поломки

Во время эксплуатации оборудования владельцам рекомендуется каждые полгода осматривать корпус на протечки и повреждения. Также необходимо измерять давление в газовой камере. Проверка состояния мембраны осуществляется 1 раз в 2 года. При длительном отсутствии эксплуатации из бачка сливают воду.

  • Падение давления в газовом отсеке – необходимо подкачать через ниппель воздух с помощью насоса.
  • Повреждение корпуса – механическое воздействие или коррозия могут вызвать появление трещины. Восстановить герметичность емкости можно в сервисном центре.
  • Течь из воздушного клапана – из-за высоких нагрузок и горячей воды резина может потрескаться. Лучше вовремя выполнить замену испорченной детали.

Выполнить ремонт оборудования можно своими силами. Для замены мембраны потребуется слить воду, демонтировать емкость и сбросить давление. Затем откручивают болты фланца, удерживающие резиновую деталь. Старую мембрану вынимают, заменяют новой. Все процедуры проводят в обратной последовательности.

Популярные модели

Российская торговая марка Wester выпускает мембранные баки для холодного и горячего водоснабжения, а также отопления. Серия WRV предназначена для компенсации расширения теплоносителя. В нее вошли модели различной емкости – от 8 до 10000 л. Корпус изделий окрашен в красный цвет.

Wester WRV 50

Устройство применяется в системах отопления закрытого типа. Его объем составляет 50 л. расположение корпуса вертикальное, монтаж напольный. Модель производится из прочной углеродистой стали. Мембрана изготавливается из пищевой синтетической резины. Она сменная, поставить и зафиксировать новую эластичную деталь позволяет фланец на горловине бачка. Конструкция рассчитана на давление до 5 бар.

Wester WRV 200 top

Баки мембранные для отопления Wester wrv200 top изготавливаются из стали сложной вытяжки. Для разделения внутренней камеры используется термостойкая эластичная резина EPDM. Деталь сменная. Диапазон рабочей температуры от -10 до +100°C. Конструкция выдерживает давление до 10 бар, ее объем составляет 200 л. Размещение напольное.

Расширительный бак – простая по конструкции, но функциональная часть системы отопления. Предотвратит поломки, вызванные резким повышением давления. Его установка обеспечит безопасную и стабильную работу всех рабочих узлов.

Как мембранный расширительный бак используется в системе отопления?

Объём теплоносителя изменяется в зависимости от смены температурных режимов, что может привести к опасным последствиям. Для безопасной и длительной эксплуатации теплоносителя необходимо поддержание его стабильных характеристик. Для этого может использоваться мембранный расширительный бак.

Назначение и особенности конструкции

В отопительных системах теплоносителями выступают жидкости, находящиеся в процессе слабого сжимания. Для безопасной работы отопительной системы необходимо использовать стабилизирующее устройство – мембранный расширительный гидробак, который способен принимать определённое количество жидкости в процессе увеличения давления и объёма, а потом возвращать её в циркуляционный контур при понижении данных показателей.

Мембранные расширительные баки обладают рядом преимуществ перед другими устройствами того же назначения, а именно:

  • пригодны для любой воды, даже если в её состав входит большое количество кальция;
  • безопасно применять для питьевой воды;
  • обладают большим вытесняемым полезным объёмом, чем напорный бак без мембраны;
  • нужна минимальная подкачка воздуха;
  • экономично и быстро монтируются;
  • низкие расходы при эксплуатации.

Однако у данных устройств тоже есть недостатки, а именно:

  • большие размеры расширительного бака делают процесс установки довольно проблематичным;
  • из-за отдачи теплоносителем своего тепла экспанзомату повышаются теплопотери;
  • повышается риск образования ржавчины.

Чтобы избежать неконтролируемой потери тепла специалисты советуют утеплять устройство.

Отличия от гидроаккумулятора

Конструкция герметичных расширительных баков схожа с конструкцией гидроаккумуляторов, однако, предназначение у этих приборов разное. Расширительный бак компенсирует расширение воды, происходящее из-за нагревания в системе отопления. Гидроаккумулятор аккумулирует объём воды под давлением в системе водоснабжения, имеющей напорный насос, чтобы уменьшить частоту включения данного насоса и сгладить гидроудары. Кроме того, чаще внутри гидроаккумулятора находится груша, сделанная из пищевой резины. Именно она накачивается водой, в результате вода не контактирует с корпусом бака. Расширительный бак для систем отопления изготовлен с мембраной, выполненной из технической резины. Она делит корпус на два отсека, а теплоноситель имеет контакт с корпусом.

Устройство и принцип работы

Мембранный бак – это герметично закрытая металлическая ёмкость, разделённая на два отсека (камеры) эластичной мембраной. Одна из таких камер – это пневмокамера, которая содержит газ или воздух, находящийся под давлением. Во вторую камеру – гидрокамеру, поступает теплоноситель.

Работа устройства осуществляется следующим образом:

  • давление воздуха, находящееся в состоянии равновесия, в пневмокамере компенсирует давление жидкости в отопительной системе, объём теплоносителя и гидрокамеры сведены к минимуму;
  • когда давление жидкости повышается в системе, в том числе и при нагревании, происходит увеличение давления и в гидрокамере, куда поступает излишество теплоносителя;
  • из-за эластичности мембраны уменьшается объём пневмокамеры, что сопровождается повышением давления газа;
  • при повышении давления в пневмокамере компенсируется увеличение давления в гидрокамере, и система возвращается в состояние равновесия.

При снижении давления теплоносителя в системе происходят противоположные действия. Газ (воздух), сжатый в пневмокамере, расширяется и вытесняет жидкость из гидрокамеры в систему до восстановления разницы давлений. Конструкция позволяет исключить возможность контакта теплоносителя и воздуха, снижая вероятность возникновения ржавчины не только в баке, но и в остальных деталях отопительной системы – трубопроводе, котле. Герметичные расширительные баки оснащены клапанами безопасности, позволяющими ограничить максимальное давление в отопительной системе на допустимом уровне. Это характеризует бак и как устройство защиты для системы отопления.

Виды и критерии выбора

Чтобы компенсировать объём теплоносителя в системе во время изменения температуры, используют расширительные баки двух видов: открытые и закрытые (герметичные).

Открытые расширительные баки широко распространены, но имеют следующие недостатки:

  • большие затраты на установку, так как монтируют такие баки в верхней точке системы для создания необходимого уровня увеличенного давления;
  • необходимо постоянно контролировать уровень жидкости;
  • есть риск возникновения ржавчины в системе из-за длительного контакта нагревающегося теплоносителя с воздухом.

Герметичные расширительные баки не имеют таких недостатков. Для отопительных систем выпускаются баки, которые отличаются в использовании мембраны. Мембраны делятся на баллонные и диафрагменные виды. Баллонная мембрана – это установленная внутри бака ёмкость, сделанная из резины высокого качества, способной выдержать значимые температурные колебания. Фланцевое крепление такой мембраны позволит заменить её быстро и просто.

Мембраны баллонного типа имеют такие преимущества, как:

  • широкий диапазон рабочих давлений, дающих возможность применить герметичный расширительный бак;
  • возможность смены мембраны, что помогает сделать ремонт данного устройства дешевле и быстрее;
  • простое задание минимального давления для любых систем.

Диафрагменная мембрана – это несъёмная перегородка, которая, чаще всего, выполнена из эластичного полимера или тонкого металла. Эта мембрана отличается малой собственной ёмкостью и способностью компенсировать небольшие перепады давления в системе. При выходе из строя такого бака потребуется его полная замена. Одной из привилегий данного устройства является низкая цена. Кроме того, бак, имеющий диафрагменную мембрану, просто сконструирован и надёжен в эксплуатации.

Правильно выбрать расширительный бак – это значит обеспечить безопасность эксплуатации отопительной системы, поэтому выбирая расширительный бак, стоит обратить внимание на такие основные характеристики:

  • материал мембраны, её устойчивость к высоким абсолютным значениям температур, давлений и перепадам этих показателей;
  • материал и покрытие корпуса, устойчивость к возникновению ржавчины;
  • соответствие санитарно-гигиеническим нормам;
  • исполнение (способ монтажа).

Ограничения

На использование мембранных расширительных баков производители накладывают определённые ограничения, которые зависят от конструкции и материалов, применяемых при изготовлении устройства. Производителями предъявляются чёткие требования к свойствам и составу жидкости в отопительной системе. Содержание, к примеру, этиленгликоля в растворе антифриза ограничивают. Использование мембранного расширительного бака при превышающих допустимые нормы давлениях запрещено. Обязательна установка группы безопасности, контролирующей и ограничивающей давление в баке. В отопительных системах квартир автономного отопления и частных домов используется оборудование, рабочее давление которого составляет не менее 3 бар.

Читайте также:  Принудительная циркуляция в системе отопления

Расчёт объёма

Объём – это главная характеристика, по которой выбирается расширительный бак. Многие источники советуют выбирать объём расширительного бака в пределах 10% общего объёма теплоносителя в отопительной системе. Этот способ определения вместимости устройства основан на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве +100 градусов не превышают 0,08. Такой метод расчётов не учитывает давление в системе, поэтому может дать неточности. Есть более точный метод расчёта объёма мембранного расширительного бака. Здесь используется соотношение:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax)), где

  • С – объём теплоносителя в системе;
  • Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя;
  • Pмin – начальное давление в баке;
  • Pmax – допустимое давление в системе.

Объём теплоносителя в отопительной системе определяют, учитывая все её узлы. Данный параметр получают из проектной документации на отопление. Если такой возможности нет, можно воспользоваться ориентировочным расчётом, который основан на том, что объём теплоносителя в системах отопления связан с мощностью отопления – на каждый кВт приходится 15 л жидкости. Коэффициент теплового расширения жидкости определяют с помощью её состава – чаще всего, в отопительных системах квартир и домов не исключено добавление в воду гликолей для улучшения её характеристик. Этот коэффициент может зависеть и от температуры теплоносителя. Можно найти необходимые величины в таблицах объёма воды в трубе.

Максимальное давление в отопительной системе определяют с помощью минимальной из величин, которые допускаются для разных узлов. Переходной клапан настраивается именно на неё. Первоначальное давление в отопительной системе при охлаждённом теплоносителе соответствует настроечному (минимальному) давлению. Для многих устройств возможно точное его регулирование распространёнными средствами (стравливание воздуха из бака или его накачивание насосом). Давление в баке контролируется во время установки на него манометра. Расчётные данные дадут увеличение объёма теплоносителя в системе в процессе его нагревания. Для выбора бака коэффициент заполнения округляют в большую сторону. Коэффициент зависит от максимального и начального давления и может быть найден с помощью таблиц, предоставляемых производителями или в специальной литературе.

Установка

Установить мембранный расширительный бак несложно, но лучше доверить это специалисту. Прежде всего, должна использоваться инструкция к устройству. При установке данного устройства в отопительную систему важно тщательно проверить герметичность соединений. Расширительный бак нельзя открывать или разбирать. Его просто присоединяют к трубопроводу, находящемуся к котлу ближе всего. Чтобы предотвратить увеличение давления, устанавливают предохранительные устройства.

При установке бака стоит учитывать следующие правила:

  • бак устанавливают до разветвления;
  • температура в комнате должна быть постоянно выше 0;
  • нужно перепроверить перед установкой все расчёты;
  • бак объёмом больше 30 л не крепится на стены, а ставится на ножки;
  • для контроля давления на выходе бака устанавливают манометр, на входе – обратный клапан (если насоса нет);

  • устройство должно находиться в месте комфортном для ТО и настройки;
  • присоединяя бак к стене, на кронштейне нужно выдерживать высоту, которая будет удобна для доступа к запорной арматуре и к воздушному пространству;
  • подводная труба и кран не должны перегружать своим весом расширительный бак, подводку нужно укрепить отдельно;
  • к мембранному баку, расположенному на полу, нельзя прокладывать подводку по полу поперёк прохода;
  • между стеной и ёмкостью должно быть расстояние для осуществления осмотра.

Расширительный бачок малой вместительности можно подвесить к стене, если будет хватать её несущей способности. Многие рекомендуют устанавливать бак так, чтобы труба была присоединена к баку наверху, а воздушная камера оставалась внизу. Таким образом, легче удаляется воздух из-под мембраны, его вытеснит вода. Однако специалисты по монтажу рекомендуют установку присоединительным патрубком вниз и никак иначе. А в некоторых моделях штуцер изначально находится в нижней части боковой стенки, и поставить сосуд иначе просто не получится. Такой способ установки обусловлен тем, что когда-нибудь в мембране появятся трещины. При установке патрубком вниз воздух проникает в теплоноситель медленнее, и устройство прослужит дольше. В противоположном случае воздух быстро протекает в камеру с теплоносителем, и бак потребует срочной замены.

Неисправности

Одной из самых распространённых поломок мембранного расширительного бака считают разрыв мембраны из-за превышения допустимого давления и неравномерных нагрузок. Для запрессованных мембран используют более прочные материалы, так как их нельзя поменять, поэтому сменные мембраны рвутся довольно часто. Из-за разрыва мембраны расширительный бак выйдет из строя, потому что вода попадёт на внутреннюю поверхность, и бак заржавеет, что недопустимо. Поэтому материал, из которого сделана мембрана, сильно влияет на надёжность и качество расширительного бака. Нужно быть внимательным при выборе нужной модели, установке и обслуживании устройства. Прежде всего, его необходимо правильно настроить.

Обзор принципа работы расширительного бака смотрите в следующем видео.


Мембранный расширительный бак для отопления и водоснабжения

Для любой отопительной системы нужна установка специального оборудования, компенсирующего расширение теплоносителя. Такое требование обусловлено возможным повреждением батарей, труб и теплообменников котла.

Расширительный бак мембранного типа

Кроме клапана также обязательна установка мембранного расширительного бака, от работы которого во многом зависит эффективность и безопасность работы всей системы в целом.

Устройство и принцип работы расширительных баков для отопления

Расширительные бачки, как и обогревательные системы, бывают:

Открытый расширительный бачок — это изготовленная из нержавеющей стали емкость в виде параллелепипеда, устанавливаемая в наивысшей точке системы, чаще всего на чердаке.

Как выглядит открытый расширительный бачок

К баку подсоединяются несколько труб:

В системах открытого типа теплоноситель перемещается под воздействием естественной гравитации без установки насосов.

Вопреки относительно небольшим затратам на обустройство и легкость обслуживания, открытые системы стремительно теряют свою популярность по причине слишком большого количества слабых мест:

  • необходимость обязательного отслеживания уровня воды в бачке по причине интенсивного испарения теплоносителя в открытых сосудах;
  • необходимость добавления воды по мере необходимости;
  • невозможность использования антифриза в связи с открытостью бака, испаряющегося еще быстрее воды;
  • необходимость устройства дренажа либо подводa канализации, так как иногда случается перелив находящейся в расширительной емкости воды;
  • наличие эффективной теплоизоляции с целью предотвращения замерзания теплоносителя в открытой расширительной емкости;
  • необходимость дополнительного приобретения соединительных частей и труб для установки на чердаке расширительного бака мембранного типа;
  • появление ржавчины на радиаторах и трубах, образование пробки, связанное с попаданием в отопительную сеть из расширительного сосуда воздуха.

Схема открытого бачка

Сфера применения: системы с открытыми емкостями устанавливаются преимущественно для обогрева зданий малой площади в один этаж. В больших домах целесообразно устанавливать систему закрытого типа.

Устройство закрытого мембранного расширительного бака

Закрытый мембранный расширительный бак разделяется гибкой мембраной на отсеки для:

  • жидкости, куда поступает образовавшийся при нагревании избыточный теплоноситель;
  • газов, где под давлением находится воздух, а в некоторых случаях – инертный газ либо азот.

Конструкция закрытого расширительного бака

Принцип работы мембранного расширительного бака:

  • увеличение температуры теплоносителя приводит к тому, что все больший его объем подается в отсек;
  • объем газового отсека сокращается, а давление в нем нарастает;
  • критическое давление приводит к включению предохранительного клапана и сбросу лишнего давления.

Как устроены закрытые баки

При охлаждающейся отопительной системе наблюдается противоположный процесс: мембранный расширительный бак возвращает воду обратно в трубопровод.

Виды мембранных бачков

Устройство расширительного бака мембранного типа кажется простым только сначала. Для каждой системы следует подбирать свой тип, в наиболее полной мере отвечающий предъявляемым требованиям и условиям эксплуатации.

Фиксированный бак

Особенностью такого вида является невозможность разборки конструкции, то есть мембрану нельзя достать и заменить на другую.

Несмотря на кажущийся существенным недостаток, такие баки обладают весомым плюсом – низкой ценой. Именно по этой причине они востребованы в небольших системах со стабильным давлением.

Часто при расчетах указанное производителем давление принимается неизменным, но при возможном превышении допустимого параметра расширения теплоносителя следует подобрать мембранный бак для отопления иного типа.

Фланцевые бачки со сменной мембраной

В их конструкции предусмотрено наличие фланца, позволяющего заменить износившуюся мембрану. Таким образом регулируется объем бачка, и появляется возможность установки мембран различной степени упругости.

Бак со сменной мембраной

В мембранном баке такого типа допускается непостоянное давление с большой долей вероятности повышения. Примеры: котлы на твердом топливе, в которых нет возможности оперативно отрегулировать нагрев воды.

Баки выпускаются в горизонтальном и в вертикальном исполнении.

Баки различной формы

Оптимальный объем бачка связан с его геометрической формой. Для домашних отопительных сетей с небольшой протяженностью труб лучше подбирать плоские устройства, а для имеющих большую протяженность систем больше подходят конструкции цилиндрической формы.

Расчет объема мембранного бака

По одной из методик за требуемый объем расширительного сосуда принимается порядка 10% от суммарного объема циркулирующего в системе теплоносителя. Данный подход основывается на том, что показатели теплового расширения теплоносителя не превышают значения 0,08 при добавлении гликоля до 90% и нагревании до 100°С. Этот метод расчетов достаточно приблизительный, так как не берет в расчет давление в системе.

Для более точного определения требуемого объема бака рекомендуется воспользоваться формулой:

V = C*Bt/(1-( Pmin/Pmax)), где:

  • С – объем теплоносителя;
  • Bt – параметр теплового расширения теплоносителя;
  • Pmin – начальное (настроечное) давление в сосуде;
  • Pmax – допускаемое давление в системе (при котором происходит срабатывание предохранительного клапана).

Суммарный объем (С) используемого в системе теплоносителя рассчитывается по всем ее элементам. Это значение обычно приводится в технической части проекта отопления.

Значение параметра расширения жидкости (Bt) зависит от ее состава и температуры. В отопительных системах индивидуальных домов в качестве теплоносителя в основном применяется вода, но для улучшения характеристик можно добавить гликоль. Табличное значение параметра приведено в специальной литературе либо на тематических интернет-порталах.

Значение настроечного давления (Pmin) принимается равным значению начального давления в системе при не нагретом теплоносителе.

Максимальное давление (Pmax) ограничивается наименьшей из всех величиной, допускаемых для отдельных узлов. Это значение определяет момент включения предохранительного клапана.

Полученная расчетная величина (V) характеризует прибавление объема жидкости при ее нагревании.

Расширитель подбирается исходя из полученной расчетной величины и коэффициента заполнения. Этот коэффициент можно определить по специальным таблицам в зависимости от начального и наибольшего давления, которые легко можно отыскать в специальной литературе.

Требования к установке

Монтаж бака нельзя назвать сложной работой, поэтому можно обойтись и собственными силами.

Схема систем отопления открытого и закрытого типа

При установке нужно строго выполнять следующие требования:

  • не следует устанавливать бак в помещениях с отрицательной температурой;
  • установить бак можно в любой точке системы до разветвления;
  • особое внимание необходимо уделять надежности крепления, так как при наполнении бака жидкостью вес его значительно увеличивается;
  • все соединения должны быть герметичны;
  • не допускается применение герметиков, так как они ухудшают трение между корпусом и мембраной;
  • не рекомендуется размещение сосуда на выходной трубе сразу за котлом.

Нельзя прикреплять мембранные баки большого объема (свыше 30 л) к несущим конструкциям. В большинстве случаев они оборудованы ножками для установки на пол.

Рекомендации по установке

Устанавливая мембранный расширительный бак в систему отопления, следует учесть следующее:

  • окружность патрубка обычно равна 3/4, поэтому в «обратке» следует предусмотреть наличие совпадающего резьбового канала;
  • проведению работ не должны мешать части системы либо посторонние предметы;
  • нужно полностью исключить любую нагрузку на расширительный бак для водоснабжения или отопления;
  • рекомендуется использовать прокладки из паронита, обладающие требуемой устойчивостью к воздействию повышенных температур и давления;
  • для регулирования и поддержания давления в газовом отсеке следует непременно оборудовать расширитель воздушным клапаном.

Всякий раз после включения закрытой системы на мембрану действует высокое давление, по этой причине как минимум один раз в 2 года необходима проверка состояния мембраны и при необходимости ее замена.

Какие бывают мембраны для бака

Устанавливая мембранные расширительные баки для отопительных систем необходимо постараться избегать серьезных ошибок, приводящих к некорректной работе оборудования.

Самая серьезная из них – это неверное указание максимального давления в газовом отсеке. Оно должно составлять 85-90% от критического, иначе мембрана перестанет расширяться по направлению к отсеку, что чревато прорывом труб и выходом из строя батарей отопления. Лучшее решение такой проблемы — установка рабочего поверенного манометра.

Перед установкой бака следует убедиться в его отсутствии в котле. Если согласно расчетам его объема недостаточно, то можно установить дополнительный бак.

Рекомендации по выбору

При выборе бака особое внимание нужно обратить на его конструкцию. Если не ожидается критических перепадов давления, то лучше предпочесть недорогой фиксированный бак. В ином случае потребуется установка расширительного разборного бака, так как замена мембраны обойдется значительно дешевле, чем замена всей конструкции полностью.

Читайте также:  Кладка русской печи своими руками

Дополнительные факторы, которые нужно учесть при выборе:

  • толщина стенок: должна составлять не менее 1 мм;
  • тип внешнего и внутреннего покрытия: изготовленный из металла корпус не должен подвергаться коррозии;
  • объем жидкостного отсека: не должен быть слишком большим во избежание снижения температуры теплоносителя в трубах;
  • конструкция емкости: она может быть горизонтальной или вертикальной, в других положениях его установка запрещена.

Расширительный бак в помещении

Несмотря на кажущуюся простоту такого элемента отопительной системы, как бак для воды, его выбор и установка требуют немало внимания и скрупулезности даже в мелочах. Серьезное отношение позволит избежать любых неприятностей и сделать обогрев частного дома эффективным и безопасным.

Расширительный бак для системы водоснабжения принцип работы и выполняемые функции, особенности расчета

Устройство и принцип работы расширительных баков для отопления

Системы отопления бывают открытые и закрытые. Соответственно, расширительные бачки отопления существуют открытого типа и закрытого.

Баки открытого типа

Открытый расширительный бак для отопления – это ёмкость в форме параллелепипеда, выполненная из нержавейки. Такой бак ставится в самой высокой точке открытой отопительной системы, обычно на чердаке.

К бачку подключаются трубы:

  • магистральная;
  • циркуляционная;
  • сигнальная, с запорным устройством.

В отопительной системе этого типа теплоноситель (вода) циркулирует естественным образом, без насосов. Несмотря на сравнительную дешевизну и простоту такого отопления, оно постепенно уходит в прошлое из-за многочисленных недостатков.

  • В открытом баке теплоноситель постоянно испаряется, поэтому нужно контролировать уровень воды и по мере необходимости подливать. По этой же причине проблематично использовать другой теплоноситель, например антифриз – он испаряется ещё быстрее.
  • Возможен перелив воды из бака, поэтому необходимо предусмотреть её отвод в канализацию или дренаж.
  • Открытый расширительный бачок требует хорошей теплоизоляции, чтобы вода не замёрзла в сильные морозы.
  • Для установки на чердаке потребуются дополнительные трубы и соединительные элементы.
  • Воздух, попадая из расширительного устройства в систему, провоцирует коррозию трубопровода и радиаторов, а также приводит к появлению воздушных пробок.

Система с открытым компенсатором подходит для отопления небольших одноэтажных домиков. Более крупные дома отапливаются закрытыми системами.

Баки закрытого типа

Закрытый, или мембранный расширительный бак системы отопления, содержит внутри эластичную мембрану, которая делит внутренний объём бака-компенсатора на два отсека, газовый и жидкостный. В газовой части содержится воздух под давлением (в некоторых моделях – азот или инертный газ), а в жидкостную поступают излишки теплоносителя при нагреве.

Чем выше температура, тем больше заполняется жидкостная часть гидроаккумулятора. Газовая часть при этом сокращается и давление в ней возрастает. При достижении порогового значения срабатывает предохранительный клапан, лишнее давление сбрасывается. А когда отопительная система остывает, то происходит обратный процесс, и теплоноситель возвращается из бака в трубопровод.

Принцип работы мембранного расширительного бака

Есть два вида мембранных компенсаторов.

  1. С мембраной диафрагменного типа. Это небольшие по размеру бачки. Диафрагменная мембрана в них несъёмная и не подлежит замене: если она порвётся, то придётся полностью менять прибор.
  2. С баллонной (грушевидной) мембраной. Её можно менять при износе, она используется в крупных тысячелитровых баках.

Объем расширительных баков для отопления может варьироваться в широких пределах от двух до нескольких тысяч литров. Форма закрытого гидроаккумулятора – плоская либо цилиндрическая. В плоском расширительном баке мембрана-диафрагма расположена вертикально, в цилиндрическом горизонтально.

Конструкция мембранного бака

Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, покрытый красным эпоксидным лаком (также существуют баки, покрытые синим лаком, но они предназначены для холодной воды). В корпусе расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга подвижной газонепроницаемой мембраной (диафрагмой), изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.

Мембрана практически полностью исключает взаимодействие теплоносителя и газа. Отсутствие такого взаимодействия позволяет дольше сохранять предварительное давление в газовой камере, что положительно влияет на срок службы бака.

Примечание! Современные высококачественные мембраны не просто вытягиваются под давлением расширяющегося теплоносителя, а как бы «прилипают» к стенкам бака. Такой принцип работы позволяет увеличить срок службы мембраны.

Обе камеры имеют одинаковое давление, что позволяет сохранить герметичность этого участка отопительной системы. Воздушная камера заполняется азотосодержащей смесью. При расширении теплоносителя азот спрессовывается, позволяя теплоносителю «войти» в водяную камеру.

Большинство современных мембранных баков для отопления имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать самостоятельно в домашних условиях при помощи насоса или компрессора. Однако следует помнить, что закачивать рекомендуется именно азот, а не воздух. Дело в том, что содержащийся в воздухе кислород будет вызывать ускоренную коррозию стенок корпуса бака, что неизбежно сократит срок службы устройства. Азот же является нейтральным и не способствует коррозии.

Корпус бака обладает отводом с внешним резьбовым соединением, который упрощает процесс установки. В зависимости от модели резьба может быть:

  • У баков низкого давления (от 0,5 до 1,5 бар) – 3/4″ или 1″;
  • У баков среднего давления (1,5 бар) – 1″;
  • У баков высокого давления (от 3 бар и выше) – от 1″ до фланцевого соединения Ду 100;

Установка мембранного расширительного бачка

В отличие от открытого, мембранный гидроаккумулятор можно для удобства обслуживания установить прямо в тепловом пункте, рядом с котлом. Обычно его ставят на прямом участке перед циркуляционным насосом, желательно так, чтобы вода (или иной теплоноситель) поступала в компенсатор сверху. Он обязательно должен быть снабжён манометром, предохранительным клапаном и подключён к обратке.

Гидроаккумуляторы объёмом до 30 л крепят на стену, более крупные устанавливают на полу. При монтаже на стене бак следует крепить надёжно, поскольку его вес резко увеличивается при заполнении водой.

Несколько мембранных баков в тепловом пункте

Зачем нужен расширительный бак

В закрытых системах отопления объем теплоносителя изменяется в зависимости от его температуры (см. таблицу). Например, если воду нагреть с +40°С до +85 градусов, ее объем увеличится на 2,5%. Вам это покажется небольшим значением, но для системы отопления — это опасно!

ºСКоэффициент расширения, %ºСКоэффициент расширения, %
0.013651.98
100.027702.27
200.177752.58
300.435802.9
400.782853.24
501.21903.59
551.45953.96
601.711004.34

Дело в том, что вода или теплоноситель не сжимаются – они оказывают давление на трубы, фитинги, отопительные приборы. Даже небольшое расширение может привести к протечкам. Чтобы его компенсировать используют расширительный бак.

Вода в центральных системах отопления не отличается качеством, в ней может содержаться воздух. Со временем он скапливается в верхних точках радиаторов, из-за чего они хуже отапливают помещение.

В замкнутых системах теплоноситель может вступать в реакцию с материалом системы отопления. из-за чего выделяется газ. Со временем некоторые компоненты теплоносителей также могут разлагаться с выделением воздуха или других газов.

Если по вашей замкнутой системе циркулирует обычная вода, она тоже может стать причиной появления воздушных пробок. В ней могут содержаться примеси, вступающие в реакцию с материалом труб, фитингов и отопительных приборов.

Расширительный бак служит своеобразным улавливателем и резервуаром для воздуха и газов. Попадая в него, они больше не возвращаются в общую систему. Установка бака помогает защититься от завоздушивания системы и вам не нужно будет спускать воздух из батарей отопления.

Важные рабочие характеристики и расчёт объёма компенсатора

При подборе расширительного бака учитывают максимальную рабочую температуру и давление. Например, теплоноситель может нагреваться до +120° С, а пиковое давление в расширительном бачке отопления может доходить до 6-10 бар (обычное среднее значение 2-4 бар). Поэтому важны характеристики мембраны, её долговечность, термостойкость, соответствие санитарным нормам.

Объём компенсатора зависит от объёма теплоносителя в целом в системе. Необязательно рассчитывать объём математически точно, часто применяют упрощённый метод: выбирают бак с ёмкостью, равной 10% от полного объёма теплоносителя. А если этот объём неизвестен, то исходят из мощности котла и вида приборов отопления. Соотношения такие: для батарей отопления принимают – 11 л/кВт, для тёплых полов – 17,5 л/кВт, для настенно-напольных обогревателей – 7,5 л/кВт.

Если ёмкость выбранного компенсатора оказалась недостаточной, то предохранительный клапан будет сбрасывать давление слишком часто. В этом случае достаточно приобрести и подключить параллельно ещё один расширительный бачок.

Довольно сложно учесть все нюансы, тем более что в каждом доме система отопления обязательно имеет свои особенности. Чтобы не ошибиться при выборе и монтаже устройства, лучше обратиться в специализированную компанию.

Ограничения

  1. В каких случаях мембранный бак не нужен
    ?

Открытые отопительные системы комплектуются открытыми расширительными бачками. Избыточное давление в них отсутствует; бак служит не только в качестве емкости для расширения , но и в роли воздухоотводчика, а при закипании воды в контуре — и предохранительного клапана.

Открытый отопительный контур. Циркуляция теплоносителя — принудительная.

Кроме того, многие котлы (в первую очередь электрические) представляют собой, в сущности, полноценные мини-котельные: и расширительный бак, и циркуляционный насос, и группа безопасности (манометр, клапан для стравливания опасно высокого давления и автоматический воздушник) находятся внутри корпуса.

На фото — электрокотел, который используется в качестве резервного источника тепла у меня дома.

Прибор подключается непосредственно к отопительному контуру через пару отсекающих вентилей, позволяющих снять котел для ремонта и обслуживания без полного сброса теплоносителя.

Принцип работы мембранного бака

При запуске системы отопления, теплоноситель нагревается и увеличивается в объеме. Этот избыточный объем перемещается в водяную камеру расширительного бака. После остывания теплоносителя, давление в воздушной камере, выдавливает мембрану, тем самым вытесняя теплоноситель из водяной камеры обратно в отопительный контур.

Помимо этого, как уже было отмечено выше, мембранный бак поддерживает требуемое давление во всей системе отопления. Так например, если где-то произошла несущественная утечка теплоносителя, то во всей системе должно упасть давление, однако этого не происходит, т.к. давление в воздушной камере будет выталкивать мембрану, а с ней и теплоноситель обратно в систему, тем самым создавая ограниченную подпитку.

Мембранный бак с группой безопасности.

Мембрана может быть повреждена в результате неправильной эксплуатации:

  • Есть вероятность разрыва мембраны в случае, если при заполнении теплоносителем водяной камеры, не было создано необходимое давление в воздушной камере;
  • Перед спусканием газа из воздушной камеры, необходимо перекрыть и слить теплоноситель из водяной камеры.

Как подобрать

  1. По каким параметрам нужно подбирать бачок для вашей отопительной системы?

Ключевой параметр — объем. Он должен превышать увеличение объема теплоносителя при нагреве с минимальной до максимальной рабочей температуры, чтобы исключить срабатывания предохранительного клапана или, того хуже, возможное повреждение контура.

Помимо того, стоит уточнить тип мембраны (тарельчатая или грушевидная). При разрыве грушевидной мембраны вы можете заменить только ее, а вот при повреждении тарельчатой приходится менять корпус бака.

  1. Как своими руками рассчитать минимальный объем бака мембранного типа?

С высокой точностью она вычисляется по формуле V=(Vот х E)/k.

  • V — объем бака;
  • Vот — суммарный объем воды или антифриза в системе отопления;
  • Е — коэффициент расширения жидкости;
  • k — коэффициент эффективности мембранного бака.

Формула требует нескольких комментариев.

В сбалансированной системе отопления количество теплоносителя примерно равно 15 литрам на 1 киловатт мощности отопительного котла. Более точно его можно узнать, заполнив контур водой и слив ее через сбросник в любую мерную тару (ведро, канистру и т.д.).

Коэффициент расширения воды при нагреве до максимальной в отопительном контуре температуры в 95С берется равным 4%, или 0,04. Если в воду для понижения температуры ее замерзания добавляется пропиленгликоль, на каждые 10% его объема коэффициент расширения тоже увеличивается на 10%.

Эффективность бака рассчитывается по формуле k=(PV-PS)/(PV+1).

PV — предел рабочего давления (обычно 2,5 кгс/см2);

  • Мощность котла — 24 КВт;
  • В качестве теплоносителя используется смесь из 80% воды и 20% пропиленгликоля;
  • Высота контура над бачком равна 5 метрам.

Объем теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт мощности котла будет равным 15*24=360 литров.

Коэффициент расширения смеси пропиленгликоля и воды равен 4%*1,2=4,8%, или 0,048.

Давление зарядки бака равно гидростатическому давлению в контуре — 0,5 кгс/см (5 метров высоты, помните?).

При максимально рабочем давлении в 2,5 кгс/см2 коэффициент эффективности — (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Подставляем значения в формулу:

Избыточный объем бака ничем не повредит функциональности отопительной системы, поэтому часто используется упрощенная инструкция по вычислению его объема: бак берется равным 10% объема теплоносителя в системе.

Самый верный признак — срабатывание предохранительного клапана при выходе системы отопления на рабочие температуры. Бачок не обязательно менять на устройство с большим объемом: можно просто дополнить контур вторым бачком.

Признак недостаточного объема бачка — срабатывание предохранительного клапана.

Читайте также:  Бесперебойник для газового котла своими руками

Устройство мембранного расширительного бака для отопления

Вследствие температурных колебаний у теплоносителя отопительной системы может изменяться объем, что способно привести к авариям. Поэтому нужно сделать все, чтобы она работала стабильно и подобного не происходило.

Для этого применяются специальные устройства, например, мембранный расширительный бак. Он является одной из ключевых составляющих контура отопления.

Когда теплоноситель нагревается, в контуре отопительной системы и котлах давление повышается за счет увеличения объема жидкости. Поскольку она является несжимаемой средой, а сама система герметична, это может привести к поломке труб или котлов.

Некоторые полагают, что для решения проблемы достаточно поставить клапан для выдавливания излишнего объема нагретого носителя, но это не так. При охлаждении жидкость будет сжиматься, и на ее место в контур попадет воздух, что станет препятствием для циркуляции. Поэтому воздух потребуется из радиаторов постоянно спускать, а добавлять новый теплоноситель и греть воду будет весьма дорого.

По этой причине и рекомендуется ставить мембранный расширительный бак для отопления. Он представляет собой резервуар, подключенный с помощью трубы к системе. Излишнее давление в нем будет компенсироваться объемом, что и обеспечит контуру полноценную работу. Расширитель принимает в себя какое-то количество жидкости при повышении объема и давления, а затем, когда эти показатели понижаются, возвращает ее назад. От аналогичных устройств другого типа такие приборы отличаются рядом преимуществ:

  • их можно применять в любой воде, даже если она содержит много кальция;
  • разрешается использовать для питьевой воды;
  • имеют большой полезный вытесняемый объем (по сравнению с баками без мембраны);
  • подкачка воздуха требуется в минимальном количестве;
  • установка быстрая и не требует больших затрат;
  • при эксплуатации расходы будут минимальными.

Но имеет расширительный бак и минусы. Иногда можно столкнуться с проблемами при его монтаже, поскольку он довольно крупный. Теплопотери увеличиваются вследствие того, что теплоноситель отдает тепло экспанзомату.

Кроме этого, в таких приборах существует повышенный риск образования ржавчины. Чтобы избежать неконтролируемых теплопотерь, устройство рекомендуется утеплять.

В помещениях отопительные сети могут иметь открытые и закрытые схемы. Первый тип применяется в централизованных сетях, благодаря чему можно напрямую забирать воду для потребностей в горячей воде. Приборы ставят в верхней части контура. Расширительные бачки не только позволят контролировать процесс перепадов давления, но и будут выполнять функцию отделения воздуха из системы. Если же она относится к закрытому типу, то используется конструкция с мембраной внутри.

Расширительный бак мембранного типа устройство имеет относительно простое. Он включает в себя резервуар для воды и резиновую мембрану, которая может быть баллонной или диафрагменной.

Если мембрана относится к первому типу, то теплоноситель располагается внутри резинового баллона, а снаружи находится азот или воздух. Такую деталь при необходимости можно заменить, что позволит сэкономить на ремонте и не менять весь прибор.

Диафрагменная мембрана для расширительного бака представляет собой несъемную перегородку на основе тонкого металла или эластичного полимера.

Она имеет небольшую емкость и компенсирует незначительные перепады давления. Если она выходит из строя, заменить ее невозможно, поэтому менять придется бачок полностью. Но по сравнению с баллонной мембраной она стоит дешевле.

Для каждой системы давление газа настраивается согласно инструкции к прибору. Вид мембраны на эффективность работы устройства не влияет. Но если она относится к баллонному типу, в бачок можно поместить больше теплонесущей жидкости. Принцип работы мембранного расширительного бака системы отопления у конструкций разного вида не отличается:

  • если давление воды растет вследствие расширения, то мембрана растягивается;
  • затем она сжимает газ, находящийся с другой стороны, и позволяет остаткам теплоносителя попасть внутрь;
  • когда давление в сети падает, происходит остывание, и осуществляется обратное действие.

Постоянное давление регулируется автоматически. Чтобы система работала стабильно, нужно правильно выбрать бачок и произвести расчеты. Нужное давление не сможет образоваться, если бак окажется больше, чем нужно, а если он будет меньше, то может не вместить в себя излишки жидкости. Это способно вызвать аварию.

Чтобы изделие работало полноценно, нужно не только правильно подбирать его по объему, но и учитывать другие его характеристики. Обратить особое внимание следует на следующие нюансы:

  • мембрана должна быть устойчивой к предельным показателям температуры и давления или их перепадам;
  • модель должна соответствовать нормам гигиены и санитарии;
  • способ монтажа бака.

Сейчас на рынке можно увидеть большое количество моделей российского и зарубежного производства. Отличаются они по стоимости, при этом подозрительно низкая цена должна насторожить. Она может быть обусловлена тем, что при производстве использовались низкокачественные материалы китайского происхождения. Отечественные модели по качеству гораздо лучше, они стоят дешевле иностранных аналогов от известных брендов, однако не уступают им по характеристикам.

Как уже говорилось, основной характеристикой, на которую нужно ориентироваться при покупке бачка, является его объем. Некоторые специалисты рекомендуют выбирать изделия, размер которых находится в пределах 10% от общего объема теплоносителя в системе отопления. Дело в том, что коэффициенты теплового расширения даже при высоком нагреве не могут быть выше 0,08. Поэтому расчеты следует проводить максимально точно с учетом таких показателей, как:

  • максимально допустимое давление отопительной системы;
  • объем теплоносителя;
  • изначальное давление в баке;
  • коэффициент теплового расширения.

При подборе объема нужно учесть все узлы отопительной системы. Это можно выяснить, изучив проектную документацию. Если она отсутствует, то расчет разрешается выполнить примерный, ориентируясь на то, что на 1 кВт будет приходиться 15 л воды. Коэффициент теплового расширения теплоносителя определяется с помощью состава жидкости. Во многоквартирных домах она часто содержит гликоли, которые улучшают ее характеристики.

Также коэффициент можно вычислить по температуре теплоносителя. Предельное давление системы определяют с помощью минимальной величины, допускаемой для узлов. На нее настраивается переходной клапан. Изначальное давление в системе при условии охлажденного теплоносителя соответствует минимальному давлению. На некоторых устройствах его регулируют накачиванием или стравливанием воздуха. В баке давление контролируется путем установки манометра.

Применение мембранного бака для отопления имеет ряд ограничений в зависимости от производителя, конструкции и материала изготовления. В некоторых случаях требования к составу теплоносителя очень строгие. В частности, это касается ограничения количества антифриза и этиленгликоля в его составе.

Кроме этого, расширительные баки нельзя применять, когда превышаются предельные показатели давления. Также в обязательном порядке должна быть установлена группа безопасности, которая ограничивает и контролирует его.

Установить своими руками мембранный бачок не так уж и сложно, привлекать для работы специалиста необязательно. Требования к монтажу предъявляются такие:

  • устройство запрещается ставить в местах с минусовой температурой;
  • его можно установить в любой точке отопительной системы до разветвления;
  • крепление должно быть максимально надежным, поскольку когда емкость наполнится, она станет очень тяжелой;
  • соединения должны быть герметичными;
  • герметики использовать нельзя, поскольку из-за них между корпусом бака и мембраной трение будет ухудшено;
  • сосуд не стоит ставить на выходной трубе в непосредственной близости от котла.

Если емкость имеет объем от 30 л и выше, ее запрещено прикреплять к несущим конструкциям. Чаще всего она оборудована специальными ножками и ставится на пол. При установке рекомендуется соблюдать такие советы:

  • патрубок должен иметь окружность в три четверти, соответственно, в обратке должен присутствовать аналогичный резьбовой канал;
  • монтаж осуществляется так, чтобы части системы или другие предметы не мешали работам;
  • любая нагрузка на бак должна быть исключена;
  • рекомендуется применять паронитовые прокладки, которые устойчивы к высоким температурам или давлению;
  • чтобы регулировать или поддерживать давление в газовом отсеке, расширитель должен быть оснащен воздушным клапаном.

Если система закрытая, то каждый раз после ее включения на мембрану оказывается высокое давление. Поэтому следует хотя бы раз в 2 года проверять ее состояние и при необходимости производить замену. В некоторых случаях меняется все полностью.

При установке нельзя допускать грубых ошибок, иначе оборудование не будет нормально функционировать. Наиболее распространенным просчетом является неправильное указание предельного давления в газовом отсеке, которое составляет порядка 90% от критического. Если это допустить, то мембрана не будет расширяться в сторону отсека. В итоге прорвется труба, из-за чего батареи отопления работать не смогут. Чтобы исправить ошибку, нужно поставить поверенный манометр. Также нужно убедиться, что в самом котле нет бака. Если после проведения расчетов будет установлено, что его объема мало, тогда потребуется дополнительная емкость.

Расширительный бак в системе отопления очень важен. От него зависит, насколько корректно она будет работать. Устанавливать его несложно, но нужно уделить этому процессу особое внимание, поскольку даже небольшая оплошность может вызвать в будущем аварийную ситуацию.

Расширительный мембранный бак для отопления: конструктивные особенности и принцип работы

Расширительный мембранный бак — элемент закрытой системы отопления, предназначенный для компенсации теплового расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления.

Конструкция мембранного бака

Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, покрытый красным эпоксидным лаком (также существуют баки, покрытые синим лаком, но они предназначены для холодной воды). В корпусе расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга подвижной газонепроницаемой мембраной (диафрагмой), изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.

Мембрана практически полностью исключает взаимодействие теплоносителя и газа. Отсутствие такого взаимодействия позволяет дольше сохранять предварительное давление в газовой камере, что положительно влияет на срок службы бака.

Обе камеры имеют одинаковое давление, что позволяет сохранить герметичность этого участка отопительной системы. Воздушная камера заполняется азотосодержащей смесью. При расширении теплоносителя азот «спрессовывается», позволяя теплоносителю «войти» в водяную камеру.

Большинство современных мембранных баков для отопления имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать самостоятельно в домашних условиях при помощи насоса или компрессора. Однако следует помнить, что закачивать рекомендуется именно азот, а не воздух. Дело в том, что содержащийся в воздухе кислород будет вызывать ускоренную коррозию стенок корпуса бака, что неизбежно сократит срок службы устройства. Азот же является нейтральным и не способствует коррозии.

Корпус бака обладает отводом с внешним резьбовым соединением, который упрощает процесс установки. В зависимости от модели резьба может быть:

  • У баков низкого давления (от 0,5 до 1,5 бар) – 3/4″ или 1″;
  • У баков среднего давления (1,5 бар) – 1″;
  • У баков высокого давления (от 3 бар и выше) – от 1″ до фланцевого соединения Ду 100;

Принцип работы мембранного бака

При запуске системы отопления, теплоноситель нагревается и увеличивается в объеме. Этот избыточный объем перемещается в водяную камеру расширительного бака. После остывания теплоносителя, давление в воздушной камере, выдавливает мембрану, тем самым вытесняя теплоноситель из водяной камеры обратно в отопительный контур.

Помимо этого, как уже было отмечено выше, мембранный бак поддерживает требуемое давление во всей системе отопления. Так например, если где-то произошла несущественная утечка теплоносителя, то во всей системе должно упасть давление, однако этого не происходит, т.к. давление в воздушной камере будет выталкивать мембрану, а с ней и теплоноситель обратно в систему, тем самым создавая ограниченную подпитку.

Мембрана может быть повреждена в результате неправильной эксплуатации:

  • Есть вероятность разрыва мембраны в случае, если при заполнении теплоносителем водяной камеры, не было создано необходимое давление в воздушной камере;
  • Перед спусканием газа из воздушной камеры, необходимо перекрыть и слить теплоноситель из водяной камеры.

Расчет бака

Нагрев на каждые 10°C дает увеличение объема теплоносителя в среднем на 0,3-0,4%. Исходя из этих данных рассчитывается необходимый объем бака.

Процент расширения теплоносителя (воды) в зависимости от температуры нагрева:

Температура теплоносителя (°С)Расширение (%)
400,75
501,18
601,68
702,25
802,89
903,58
1004,34
1105,16

Расширительный бак открытого типа

В настоящий момент данная разновидность расширительных баков практически не используется, т.к. имеет следующие недостатки:

  1. Теплоноситель находиться в постоянном контакте с воздухом, что приводит к завоздушиванию системы и появлению воздушных пробок. Поэтому необходимо регулярно удалять воздух или требуется установка сепаратора воздуха. В противном случае, воздух может привести к коррозии отдельных элементов системы отопления, а также к снижению теплоотдачи отопительных приборов;
  2. Из-за постоянного нахождения теплоносителя в контакте с воздухом, происходит его испарение. Приходиться регулярно добавлять теплоноситель в систему;
  3. Циркулирующие по отопительной системе воздушные микропузырьки создают неприятные шумы в трубах и радиаторах, а также приводят к преждевременному износу деталей циркуляционного насоса (лопастей и подшипников). К тому же, микропузырьки «снижают характеристики» циркуляционного насоса;
  4. В отличии от мембранного бака, который может быть установлен в любой точке системы (рядом с котлом, в подвале,…), расширительный бак открытого типа устанавливается только в наивысшей точке. Это приводит к удорожанию системы, т.к. необходимо использовать дополнительные трубы и фитинги для монтажа бака в верхней точке.

Видео

Ссылка на основную публикацию