Установка и подключение расширительного бака в системе отопления закрытого и открытого типа

Оглавление

Задачи крышки расширительного бачка

Когда в двигателе происходит теплообмен, антифриз сильно нагревается. Так как в основе вещества лежит вода, при повышении температуры она имеет свойство закипать. Как результат – выделяется воздух, который ищет выход из контура.

При обычных условиях температура закипания воды имеет значение в 100 градусов. Однако если повысить давление в замкнутом контуре, она закипит позже. Поэтому первая функция крышки – обеспечить повышение давления, которое увеличивает планку кипения ОЖ.

В случае тосола обычно он закипает при достижении максимум 110 градусов, а антифриз – 120 по Цельсию. Пока система охлаждения закрыта, этот показатель несколько увеличивается, предотвращая образование воздушных пузырьков, блокирующих циркуляцию.

Когда ДВС работает, его температура повышается приблизительно до 120 градусов – в районе максимальной границы кипения ОЖ. Если бачок будет плотно закрыт, то в системе возникнет чрезмерное давление.

Немного ранее мы уже рассматривали устройство СО мотора. Основные элементы ее выполнены из металла, однако соединение узлов обеспечивается резиновыми шлангами большого диаметра. Фиксируются они на штуцерах при помощи хомутов. Так как в контуре создается система давления, рабочая жидкость будет искать слабое место в магистрали.

Чтобы шланг или радиаторную трубку не разорвало, в контуре должен быть установлен клапан сброса чрезмерного давления. В этом и заключается еще одна функция крышки расширительного бачка. При поломке клапана эта проблема сразу проявит себя.

Как и где ставится расширительный бак

Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Есть ли инструкция по установке расширительного бачка?

Открытая система

В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.

Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными конвекционными потоками в нем.

Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:

Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком;
Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они устремятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.

Установка расширительного бачка отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке . Чаще всего — вверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хоть вам и едва ли придется их проектировать) — в верхней точке розлива на чердаке.
Сам бачок для открытой системы не нуждается в запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора) . Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся. Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.

Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.

Закрытая система

Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.

Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.

Монтаж расширительного бака системы отопления оптимален в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, где в отопительной системе минимум завихрений. Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке розлива перед циркуляционным насосом. При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и гасить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравим через воздушные краны.

Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.

Баки в заводской комплектации иногда снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление. Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве. В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, не так уж редка.
Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.
Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с нее на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.

Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном.

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.

Как правильно установить и закрепить бак в разных типах систем отопления

Для систем отопления различного типа существуют свои принципы установки расширительных баков.

Как поставить в открытой

Открытая система отопления ― единый сосуд сложной формы, в котором происходит естественная циркуляция жидкости. Контакт с воздухом совершается через расширительный бак, который представляет собой открытую ёмкость большого объёма с крышкой, она нужна только для того, чтобы внутрь не попадал мусор. Такие резервуары устанавливают на чердаке и периодически доливают воду по мере испарения.

Фото 1. Расширительный бак, установленный в открытой системе отопления. Изделие находится в самой верхней точке отопительной схемы.

Расширительный бак монтируют в верхней точке контура, потому что горячая вода, как и пузырьки воздуха, стремятся кверху, а слив остывающей жидкости происходит самотёком. При отсутствии чердака это наивысшая точка разгонного коллектора однотрубной системы. Ёмкости не оборудуют мембранами или запорными кранами, поэтому их установка не потребует больших финансовых затрат.

Каким образом устанавливать в закрытой

Выбрать ёмкость для закрытой системы несколько сложнее, потому что тут придётся опираться на расчёты и объём отопительного контура. В данном случае правильное место выбирают относительно отрезка самого спокойного течения жидкости внутри контура, без смешивания потоков или завихрений. Оптимальный участок для этого — перед насосом циркуляции. Здесь бачок выполняет функцию компенсатора теплового расширения и гасит гидроудары.

Устанавливая расширительную ёмкость в закрытом контуре, необходимо обязательно монтировать предохранительный клапан, который будет сбрасывать избыточное давление. Если при покупке котла в комплекте шёл расширительный бачок, но после монтажа оказалось, что его объёма недостаточно (он должен составлять не меньше 10% общего объёма вода), на это обычно указывает слишком частое срабатывание клапана для сброса давления, можно приобрести дополнительный бак и подсоединить его параллельно первому.

Для закрытой системы предназначены мембранные расширительные резервуары, которые лучше расположить вертикально. При этом теплоноситель поступает в ёмкость сверху, вытесняя из отделения для воды весь воздух.

Фото 2. Схема устройства расширительного бака мембранного типа. Стрелками показаны составные части конструкции.

Устройство мембранного бака следующее: внутри пространство поделено на два отсека, разделённых эластичной мембраной. Когда в баке накапливается жидкость и повышается давление, вода давит на мембрану и воздух в верхнем отделе сжимается. Вертикальное положение в таком случае считается оптимальным, оно позволяет легче компенсировать избыточное давление и продлить срок службы мембраны.

Правила обслуживания гидробака

Правила обслуживания гидробака.

Установка, испытания и ремонт оборудования должны проводиться в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя специалистами, прошедшими специальную подготовку.

Любые изменения конструкции расширительной камеры с использованием сварных работ или посредством механических воздействий запрещаются.

Один раз в год требуется выполнять профилактический осмотр гидробака:

Проверять давление в воздушной камере.
Проводить внешний осмотр корпуса установки.
Обследовать контрольно-измерительную аппаратуру (манометр, клапаны, реле и др.).
Инспектировать герметичность трубопроводов и работу запорной арматуры.

Как правильно выбирать расширительный бачок?

Определяться с типом отопительной системы рекомендуется еще на этапе планирования. Выбор бака обычно откладывается на период после возведения коробки, когда система смонтирована, ее объем известен.

При подборе оптимального варианта расширительного бака рекомендуется:

ориентироваться на объем закрытого расширительного бачка, превышающий значение температурного расширения теплоносителя;
при покупке следует обратить внимание на подключение, форму емкости и расположение разъемов для крепежа – это позволит избежать неожиданностей в процессе монтажа;
важно уделить внимание инструкции на корпусе, которая содержит полезную информацию по установке и технические параметры.

При покупке лучше ориентироваться на проверенного производителя, даже если его баллоны будут стоить дороже. Это станет залогом долговечности отопительной системы, правда при условии правильной эксплуатации и регулярного обслуживания.

Перед подключением предварительное давление в газовом отсеке мембранного бачка настраивают на значение, равное показателям статического давления столба теплоносителя в отопительном контуре. Настройка производится обычным автомобильным насосом, контролируется манометром.

Главное не купить для системы отопления бойлерную емкость – они совершенно разные по своих техническим характеристикам

Нельзя путать расширители для отопительных систем и гидроаккумуляторы для линий холодного водоснабжения. Они отличаются внешним видом и конструктивными особенностями. Первые окрашены красным и обычно не разборные, вторые имеют голубой цвет, снабжены съемным фланцем для ремонта мембраны.

Проверяем работоспособность крышки

Упрощенная проверка: работают ли клапаны?

Заводим мотор и, соблюдая осторожность, отворачиваем крышку: если слышится шипящий звук спущенной камеры — перепускной клапан работает (однако, правильно или нет, — неизвестно). Сняв крышку, сожмем рукой любой шланг охлаждающей системы

Продолжая удерживать его таким образом, установим крышку на место. Если он после этого восстанавливает свою форму, по всей видимости, вакуум заполняется. А вот если еще до запуска мотора шланги выглядят как бы сплюснутыми, вакуумный клапан точно не работает

Сняв крышку, сожмем рукой любой шланг охлаждающей системы. Продолжая удерживать его таким образом, установим крышку на место. Если он после этого восстанавливает свою форму, по всей видимости, вакуум заполняется. А вот если еще до запуска мотора шланги выглядят как бы сплюснутыми, вакуумный клапан точно не работает.

Более точно предохранительный клапан можно проверить с помощью насоса и манометра. Насос присоединяем к нижнему подводящему патрубку бачка, а верхний заглушаем с помощью подручных средств: болта или цилиндрического сверла, туго входящих в подводящий шланг.

Насосом создаем давление и контролируем момент, когда срабатывает предохранительный клапан (шипящий звук). Величина давления, зафиксированная на шкале прибора, показывает фактическое давление срабатывания.

Если предохранительный клапан излишне тугой, его можно отремонтировать. Зачем тратить лишние деньги, когда достаточно укоротить пружину давления на один-два витка, и пружина станет мягче. Разбирается узел легко, главное — не потеряйте мелкие детали. И не переусердствуйте, откусывая витки. Делайте это понемногу, проверяя результат.

Как самому проверить работу?

Если честно, то это немного проблематично, клапану – крышке нужно создать или повышенное давление, или пониженное.

Однако для начала нужно осмотреть ее визуально, если заметили трещины, потертости, разрыв уплотнительных прокладок, или прочие механические повреждения – то это скорее всего крышка. Также от времени могут прийти в негодность и внутренние элементы клапана, некоторые производители рекомендуют менять эти пробки каждые два — три года, тогда и проблем не будет.

Теперь несколько простых способов определения неисправности:

Запустите двигатель, прогрейте его, затем аккуратно начинайте откручивать крышку, если произойдет «пшик», значит она держит свои «атмосферы», скорее всего рабочая.
Смотрим на толстые шланги, если они сильно деформированы, как бы сдавлены, то не работает вакуумный клапан – крышка под замену.
Есть еще один способ, но не всегда им можно воспользоваться. Откручиваем крышку с бачка, сильно сдавливаем один из толстых шлангов, затем не отпуская шланг закручиваем крышку – если они примет исходные формы, значит наша пробка рабочая. Если нет – менять. Минус только в том, что на многих современных иномарках сделать это достаточно сложно.

Конечно на многих станциях есть специальные насосы давления, к которым прикручивают крышки с бачка и нагнетают — 1,5 атмосферы, после того как пересекается этот критический показатель, клапан должен открыться, если этого не происходит – значит она неисправна.

В заключении хочется сказать – на многих иномарках крышка при откручивании ломается, внутри бачка остается сам клапан, и никак от туда не выходит. Это говорит о том что вакуум который создался внутри не дает ей выходить! Нужна замена, не потому что она сломалась, а потому что клапан – «сдох».

Вот так вот статья получилась, для тех кто лениться, смотрим видео версию.

НА этом заканчиваю, думаю было интересно, читайте наш АВТОБЛОГ.

Обслуживание расширительного бака

Нельзя преуменьшать роль такого устройства, как расширительный бачок системы отопления инструкция этого прибора предоставляет перечень правил его обслуживания. К ним относят:

Один раз в полгода необходимо проверять бак на внешние повреждения – коррозию, вмятины, подтеки. Если вдруг такие повреждения найдены, то обязательно нужно устранить их причину.
Один раз в полгода нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю.
Один раз в полгода проверяется целостность мембраны. В случае обнаружения ее нарушения нужно заменить ее (если такая возможность предусмотрена).
Если бак не будет использоваться долгое время, то нужно держать его в сухом месте, слив из него воду.

Далее о том, как проверить расширительный бак отопления – его начальное давление газового пространства. Для этого следует отключить бак от отопительной системы, дренировать с него воду, к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже, чем то, которое было установлено тогда же, когда происходила настройка расширительного бака для отопления – через этот же ниппель бак нужно накачать компрессором.

Показания манометров при правильной работе расширительного бака

Проверка целостности мембраны – это тоже важный момент. Если вдруг во время проверки давления газового пространства после того, как вы дренировали воду, через дренажный кран идет воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного – то мембрана пробита.

Чтобы заменить мембрану, нужно пройти несколько этапов. Первым делом, бак отсоединяется от отопительной системы, затем его нужно дренировать. Далее давление газовой полости сбрасывается через ниппель. Фланец мембраны демонтируется. Находится он в области патрубка для соединения с трубами. Мембрана, входящая в устройство расширительного бака для отопления, извлекается из отверстия внизу корпуса.

Затем нужно проверить внутреннюю часть корпуса, чтобы там не было загрязнений и коррозии, если они есть – нужно их удалить и промыть водой, после чего высушить. Чтобы убрать коррозию, нельзя использовать средства, включающие масла! Держатель мембраны вставляется в отверстие вверху мембраны. Болт вворачивается в держатель мембраны, она ставится в корпус, а держатель отводится в отверстие в дно корпуса. Затем держатель фиксируется гайкой. После этого на корпус ставится фланец мембраны.

Функции и принцип работы

Мембранный бак – это герметичный преимущественно металлический резервуар, состоящий из двух разделенных камер: воздушной и водяной. В роли разделителя выступает специальная резиновая мембрана – она, как правило, выполнена из крепкого бутила, который устойчив к развитию бактериальных микроорганизмов. Водяная камера оснащена патрубком, через который непосредственно подается вода. Главная задача расширительного мембранного бака – аккумулировать определенный объем воды и подавать ее по запросу пользователя под необходимым давлением. Но этим функции прибора не ограничиваются – также он:

защищает насос от преждевременной деформации: благодаря резерву воды насос включается не при каждом открывании крана, а только при опустошении бака;
предохраняет от перепадов давления воды при параллельном использовании нескольких кранов;
защищает от гидравлических ударов, которые потенциально могут происходить при включении насосной установки.

Функционирование прибора Принцип работы бака следующий. Когда насос включается, в водяную камеру под давлением начинает закачиваться вода, а объем воздушной камеры в это время уменьшается. Когда давление достигает максимально допустимой отметки, насос отключается, и подача воды прекращается. Затем по мере забора воды из бака давление снижается и, когда оно уменьшается до минимально допустимой отметки, насос вновь включается и возобновляет закачку воды.

Сравним системы отопления закрытого и открытого типа

Функционирование открытой системы отопления основано на законах термодинамики, за счет которых осуществляется движение теплоносителя. Из области высокого давления и соответствующей температуры на выходе котла вода перемещается по трубам в область более низкого давления, и ее температура при этом понижается. Охлажденный теплоноситель направляется обратно в котел, и процесс повторяется. Таким образом, происходит естественная циркуляция жидкости, согласно законам физики.

Так как при нагревании воды происходит увеличение ее объема, в конструкции открытой системы отопления предусмотрен расширительный бачок. Для эффективного движения теплоносителя открытого типа расширительный бачок устанавливают в самой высокой точке системы, а нагревательный котел – в самой низкой. Монтаж на чердаке расширительного бака представляется оптимальным вариантом. Устройство его не отличается сложностью.

С течением времени происходит испарение воды, поэтому ее уровень необходимо своевременно восполнять. При перерывах в использования отопления и при отрицательных температурах окружающей среды воду нужно сливать, иначе она замерзнет в трубах и разорвет их. Открытая система отопления имеет следующие преимущества:

независимость от источников электрической энергии;
отсутствие шума;
простоту обслуживания;
быстрый запуск и остановку.

В закрытой системе отопления испарения воды не происходит, так как она герметична. Движение теплоносителя осуществляется с помощью нагнетательного или циркуляционного насоса, с которым можно ознакомиться в статье «Какой циркуляционный насос выбрать для системы водяного отопления частного дома, технические характеристики». При этом для эффективной работы также необходим расширительный бак, изготовленный из прочного металла. Закрытая система отопления состоит из нагревательного котла, циркуляционного насоса, трубопроводной сети, радиаторов и расширительного бака. Замкнутая система отопления имеет следующие преимущества:

отсутствие необходимости постоянного контроля уровня теплоносителя;
возможность использования антифриза;
регулировка внутреннего давления;
возможность подключения дополнительных приборов.

При грамотном монтаже отопительного оборудования оба варианта будут работать отлично. Выбор между ними определяется условиями эксплуатации и особенностями размещения. Между двумя системами имеются следующие различия:

В открытой системе отопления расширительный бачок располагается в наивысшей точке. В закрытой отопительной системе он может располагаться практически в любом месте.
Вероятность образования воздушных пробок в закрытой системе отопления значительно ниже. Это обуславливается повышенным внутренним давлением и отсутствием прямого контакта с атмосферой.
Для функционирования открытой системы отопления необходимы трубы большого диаметра. Монтажные работы осложняются необходимостью учитывать правила гидравлики при распределении потоков, выполнении поворотов, уклонов и так далее.
Используемые в закрытой системе отопления трубы небольшого диаметра удешевляют ее стоимость

Здесь важно грамотно установить циркуляционный насос, чтобы при его работе создавалось как можно меньше шума.

Расчет объема бака

Прежде всего, определим зависимость необходимого объема и параметров, которые на него влияют. При расчетах нужно учитывать, что чем более будет емкость отопительной системы и чем выше максимальная температура носителя тепла в ней, тем бак должен быть больше. Чем выше допустимое давление в расширительном бачке отопления, тем он может быть меньше. Конечно же, методика расчета достаточно сложная, поэтому лучше проконсультироваться со специалистом. Ведь ошибка в выборе расширительного бака может вызвать частое срабатывание клапана предохранения или другие неприятности.

Чтобы произвести более точный расчет такого устройства, как вакуумный расширитель для отопления, применяется формула: Объем бака = (Объем воды системы отопления * Коэффициент расширения теплоносителя) / Эффективность расширительного бака. Коэффициент расширения для воды равняется 4% при ее нагреве до 95 градусов. Для определения эффективности бака применяется еще одна формула: Эффективность бака = (Наибольшее давление в системе – Первоначальное давление в воздушной камере) / (Наибольшее давление в системе + 1).

Коэффициенты полезного объема расширительного бака

Таким образом, вакуумный расширительный бак отопления подбирается с учетом характеристик прочности и температуры, которые не должны быть выше допустимых показателей в месте подключения. Объем бака может либо равняться, либо быть больше того результата, который получился в итоге вычислений.

Установка и подключение расширительного бака в открытых и закрытых вариантах отопительных систем