Расширительный бак для отопления закрытого типа: принцип работы и устройство + как выбрать и установить в систему

Установка и монтаж своими руками расширительного бака в системе отопления закрытого типа

Одно из преимуществ автономной системы отопления — это возможность поддерживать комфортную температуру в доме, вне зависимости от сроков начала и завершения отопительного сезона, и экономить на оплате счетов за коммунальные услуги.

Схематично она состоит из нагревательного котла и контура, по которому циркулирует горячий теплоноситель. В качестве теплоносителя обычно используется вода. Важную роль в отопительном оборудовании играет система оборота горячей воды, которая состоит из нескольких частей.

Правильность ее работы во многом зависит от такого элемента конструкции, как расширительный бачок.

Пример обустройства отопления с расширительным баком

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.

Обратите внимание

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.

Схема отопления открытого типа

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.

Подобрать радиаторы для системы отопления любого виды Вы сможете на основе рекомендаций статьи «Какие радиаторы лучше выбрать для отопления частного дома: фото, размеры и технические характеристики».

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.

Система отопления закрытого типа

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.

Устройство и функции расширительного бака в отопительном контуре

Функцией расширительного бака в открытом отопительном контуре является прием излишков воды при ее расширении, вследствие нагревания, и возврат в систему при понижении температуры.

Емкость не является герметичной, и теплоноситель напрямую контактирует с окружающей средой, поэтому в открытой системе отопления происходит испарение воды.

Устройство отличается несложностью конструкции, при необходимости его можно сделать своими руками.

Расширительный бак открытого типа

К недостаткам открытой системы можно отнести необходимость постоянного контроля уровня воды, так как она испаряется, опасность замерзания жидкости в расширительном бачке, невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя. Кроме того, попадающий в систему воздух вызывает образование воздушных пробок, коррозию внутренних частей и их кавитацию.

В закрытом отопительном контуре расширительный бак изготавливается из металла повышенной прочности. Устройство состоит из двух половинок, герметично завальцованных друг к другу. В конструкции предусмотрен приемный клапан и внутренняя мембрана. При повышении температуры теплоносителя клапан открывается, и в расширительный бачок поступают излишки увеличившегося объема жидкости.

Диафрагма, изготовленная из жаростойкой высокопрочной резины, разделяет его на две части. В верхнюю часть герметичной емкости закачивается газ, в нижнюю часть поступает горячий теплоноситель, сжимающий мембрану и расположенную за ней газовую среду. При остывании рабочей жидкости, вследствие расширения газовой среды, диафрагма выдавливает ее обратно в отопительный контур.

Устройство расширительного бака закрытого типа

Работоспособность расширительного бака закрытого типа не зависит от его ориентации в пространстве, чего нельзя сказать о сроке службы. Для продления эксплуатационного периода мембранного бака его лучше располагать таким образом, чтобы воздушная камера оказалась сверху.

С течение времени в диафрагме появляются трещины, и пока их размер и количество не достигнет критического уровня, система будет исправно работать при вертикальном размещении емкости.

При горизонтальном положении (в случае появления трещин в диафрагме) воздух со своей половины будет быстро проникать в теплоноситель и наоборот, в связи с чем потребуется срочная замена бака.

К чему приводит недостаточный объем встроенного бака котла

Недостаточный объем встроенного бака котла может привести к сбоям в работе системы отопления. При нагревании жидкость расширяется, и ее излишки поступают в расширительный бачок. Если его объем недостаточен, происходит переполнение емкости, и клапан аварийного сброса давления стравливает теплоноситель в дренаж. Остатки остывшего теплоносителя возвращаются в отопительный контур.

Давление в системе при недостаточном объеме расширительного бака

В результате уменьшения его количества происходит снижение внутреннего давления в системе. Если оно уменьшается на небольшую величину, котел будет функционировать, при значительном снижении давления работа отопительного оборудования будет блокирована.

Расчет необходимого объема мембранного бака

Необходимый объем мембранного бака рассчитывается по несложной формуле. Его величина составляет десять процентов от общего количества теплоносителя, циркулирующего по системе, в том случае, если в этом качестве выступает вода. Общий объем теплоносителя можно определить по показаниям водяного счетчика при заполнении системы отопления.

Более точную цифру получаем суммированием объема всех труб, емкости котла и батарей. Считается, что на один киловатт мощности котельного оборудования требуется пятнадцать литров теплоносителя, то есть общий объем жидкости определяется умножением паспортной мощности котла на пятнадцать. Это значение будет лежать в пределах допустимой погрешности.

Иллюстрация изменения объема в баке при колебаниях давления в системе

Например, если для работы обогревательного оборудования необходимо триста литров воды, то объем мембранного бака должен составлять тридцать литров.

Важно

Этот параметр увеличивается на пятьдесят процентов при использовании в качестве теплоносителя незамерзающей жидкости, то есть в данном случае величина необходимого объема будет составлять сорок пять литров. Кроме того, надо учитывать возможность утечек и увеличить расчетное значение еще приблизительно на три процента.

При правильном определении величины мембранного бака клапан аварийного сброса давления не срабатывает.

Устанавливаем оптимальное давление в бачке

Перед тем, как подключить расширительный бачок и заполнить его теплоносителем, в его воздушной камере необходимо установить оптимальное давление, соответствующее данному параметру в отопительной сети.

Для выполнения этой процедуры с воздушного отсека снимается пластмассовая крышка, под которой находится ниппель, такой же, как в автомобильных покрышках.

Измеренное манометром давление подгоняется под нужное значение подкачкой при помощи насоса или стравливанием при нажатии на шток ниппеля.

Группа защиты контролирует давление в системе

Оптимальное давление в бачке получается корректировкой в меньшую сторону внутреннего давления в закрытой системе отопления. Делается это для того, чтобы резиновая диафрагма была поджата со стороны теплоносителя.

В противном случае, при его остывании произойдет затягивание воздуха сквозь автоматические отводчики, чего допускать ни в коем случае нельзя. Например, если внутреннее давление в сети составляет 1,2 атмосферы, то его оптимальная величина в расширительном бачке составит одну атмосферу.

После установки этого значения можно открывать кран и заполнять систему теплоносителем.

При резком изменении внутреннего давления и температуры в отопительной сети существует риск повреждения мембраны, и в таком случае потребуется ее замена.

Для этого необходимо выполнить следующие манипуляции:

• расширительный бак отсоединить от магистрали;
• стравить в нем давление, нажав на шток золотника;
• снять поврежденную мембрану, слить излишки воды и установить новую;
• установив оптимальное давление, прикрепить емкость на место.

Выбираем место установки расширительной емкости

Монтаж расширительного бака зависит от типа системы отопления и назначения самого резервуара. Компенсационную емкость закрытого типа лучше устанавливать на возвратной магистрали перед нагревательным котлом и циркуляционным насосом.

Варианты размещения и монтажа расширительного бака

При ее расположении на подающей магистрали срок службы мембраны уменьшится вследствие постоянного воздействия более высокой температуры теплоносителя.

Кроме того, в этом случае при возникновении аварийной ситуации в расширительную емкость может проникнуть пар, в результате чего диафрагма перестанет компенсировать давление теплоносителя, так как смесь воздуха и пара является сжимаемой средой.

Подключение расширительного бачка осуществляется через отсекающий шаровой кран. Это делается для того, чтобы при необходимости можно было быстро заменить компенсационную емкость, не дожидаясь, пока произойдет остывание теплоносителя. Установка второго крана дает возможность предварительно слить горячую воду из бака.

Как правильно установить своими руками закрытый расширительный бак

Схема подключения не отличается особенной сложностью. Правильно монтировать закрытый расширительный бак своими руками можно, соблюдая следующую схему подключения. Предварительно нагревательный котел обесточивается, перекрывается подача теплоносителя, вода из радиаторов сливается.

Если для монтажа применяются полипропиленовые трубы, потребуется специальный паяльник для их монтажа. Понадобятся также муфты и уголки. Из фитингов лучше использовать «американку», так как она дает возможность без затруднений снимать емкость для проведения профилактических работ и ремонта. Ниже приводится последовательная схема действий по монтажу расширительного бака.

1. На резьбовую часть штуцера бака наматывается уплотнительная нить.
2. На штуцер заворачивается переходник для установки крана.
3. На резьбовую часть переходника наматывается уплотнительная нить.
4. На переходник устанавливается запорный кран.
5. На резьбовую часть «американки» наматывается уплотнительная нить. «Американка» заворачивается в кран с помощью пассатижей и разводного ключа.
6. На резьбовую часть уголка наматывается уплотнительная нить. Уголок заворачивается в «американку».
7. На корпус бака надевается хомут для крепления бака, который входит в комплект поставки.
8. На противоположной стороне бака находится ниппель для закачки воздуха, на который накручена пластиковая крышка.

После размещения расширительного бачка в выбранном месте проверяется качество всех соединений, и в систему осуществляется подача теплоносителя.

После того, как внутреннее давление в батареях достигнет расчетных значений, из них стравливаются воздушные пробки, и отопительная система запускается на полную мощность.

Компенсационная емкость устанавливается так, чтобы ее удобно было обслуживать, то есть между ней и стеной оставляется свободное пространство.

Совет

Уплотнять все соединения нужно герметиками, стойкими к воздействию высоких температур, иначе неизбежно возникновение протечек. Мембранный расширительный бак в закрытой системе отопления устанавливается со стороны подачи холодной воды. При выполнении всех манипуляций необходимо соблюдать требования техники безопасности.

Следующий видеоролик тщательно подобран и поможет разрешить оставшиеся вопросы.

Подбор расширительного бака для отопительной системы

Выбор расширительного бака для отопления – важный этап в создании автономной системы отопления. Данное устройство должно соответствовать параметрам системы, в противном случае ее нормальная эксплуатация будет невозможна.

Как выбрать расширительный бак для отопления

Расширительный бак – это специальная емкость, благодаря которой появляется возможность компенсировать температурное расширение жидкости, циркулирующей в системе отопления. При нагревании воды ее объем возрастает, динамика увеличения объема составляет порядка 0,3% на каждые 10°С.

Жидкость характеризуется низким коэффициентом сжимаемости, поэтому избыточному объему будет некуда деться в полностью герметичной системе без специального резервуара, что приведет к аварии – из-за повышенного давления могут протечь соединения или лопнуть трубы.

Также нельзя заменить расширительный бак клапаном для сброса «лишнего» разогретого теплоносителя, поскольку при охлаждении жидкость в трубопроводе сожмется, образуя вакуум – это приведет к разгерметизации системы и попаданию туда воздуха – в результате отопление не будет функционировать.

Разновидности расширительных баков

Выполняя подбор расширительного бака, в первую очередь следует ориентироваться на тип отопительной системы – она бывает открытой и закрытой.

1. Баки открытого типа

Данный вид устройств рассчитан на эксплуатацию в составе системы отопления, в которой теплоноситель перемещается по трубам самотеком, в результате естественной конвекции.

Конструкция расширительного бака в этом случае предельно проста – он представляет собой обычную емкость цилиндрической или прямоугольной формы. Резервуар должен быть смонтирован в верхней точке трубопровода системы.

Он не только компенсирует тепловое расширение теплоносителя, но и обеспечивает отвод воздуха из системы.

Бачок открытого типа

Так как из открытого бака жидкость испаряется, необходимо регулярно проводить визуальный контроль уровня и подливать воду. Для чего требуется смонтировать соответствующее ответвление водопровода с краном либо носить ведра с водой на чердак дома, где обычно устанавливается бак.

Чтобы снизить теплопотери, рекомендуется обеспечить термоизоляцию такого расширительного бака. Емкость изготавливается из листового металла, верхняя часть снабжается крышкой, чтобы вода меньше испарялась и остывала. Для контроля максимального уровня жидкости бак оснащается трубой перелива, которую выводят в канализацию или на улицу.

Недостатком конструкции является:

• необходимость регулярного обслуживания;
• повышенные тепловые потери;
• быстрая коррозия внутренних стенок резервуара;
• необходимость прокладки дополнительных труб.

Преимущества:

• возможность создать полностью энергонезависимую отопительную систему;
• простая конструкция – бак можно изготовить и смонтировать самостоятельно.

Сегодня расширительные баки открытого типа применяются все реже из-за низкой эффективности самотечной отопительной системы.

2. Баки закрытого типа

Такое устройство может подбираться к отопительной системе любого типа – с естественной и принудительной циркуляцией. Применение замкнутых емкостей дало возможность исключить контакт теплоносителя с воздухом – это снизило коррозионную опасность для элементов отопительной системы, выполненных из стали и продлило срок их службы.

Закрытые расширительные баки с различными мембранами

К преимуществам герметичных расширительных баков также можно отнести:

• отсутствие испарения теплоносителя (нет необходимости следить за уровнем воды, подливать ее в систему, монтировать отвод перелива);
• отопительная система может функционировать при более высоком давлении;
• так как бак преимущественно монтируется в котельной, его не требуется защищать от перемерзания, он стабильно функционирует весь отопительный сезон.

Герметичный закрытый бак должен быть оснащен ручным либо автоматическим клапаном для отвода воздуха. Если клапан ручной, необходимо визуально контролировать наполнение системы теплоносителем. При наличии автоматического клапана контроль осуществляет манометр, который измеряет давление в системе.

3. Баки мембранного типа

Современный усовершенствованный вариант закрытого герметичного бака функционирует в автоматическом режиме. Ключевой деталью устройства является внутренняя мембрана, выполненная из эластичного полимерного водонепроницаемого материала, устойчивого к высоким температурам.

Мембрана позволяет разделить полость резервуара на водяную и воздушную камеры, благодаря чему теплоноситель не контактирует с металлическими стенками емкости и с воздухом. Это снижает риск проникновения кислорода в жидкость и предохраняет систему от коррозии, сам бачок также защищен от разрушительного воздействия влаги.

Мембранный расширительный бак

При расширении теплоносителя мембрана деформируется и заставляет воздух в камере бака сжаться. При остывании жидкости воздух выталкивает ее обратно в трубопровод.

Такой принцип действия позволил примерно в 4 раза уменьшить размеры резервуара, необходимого для отопительной системы.

Кроме того, установка мембранного бака позволяет поддерживать давление в системе на стабильном уровне, что благоприятно сказывается на долговечности всего оборудования, задействованного для теплоснабжения дома.

Расширительный мембранный бак заодно служит своего рода предохранителем – если давление в нем по каким-либо причинам дойдет до критических значений, циркуляционный насос автоматически отключится. Систему можно будет вновь запустить только после нормализации давления.

Принцип действия расширительного бачка закрытого типа

Рассматривая, как выбрать расширительный бак мембранного типа, следует обратить внимание на долговечность устройства. Мембрана со временем теряет эластичность и растрескивается. Рекомендуется приобрести модель со сменной мембраной – это дает возможность при необходимости быстро отремонтировать бак вместо его полной замены.

В список преимуществ устройства входит:

• компактные габариты;
• отсутствие испарения теплоносителя;
• минимальные теплопотери;
• защита отопительной системы от коррозии;
• возможность работы системы под высоким давлением.

Расширительный бачок в разрезе

Расчет объема резервуара

Вопрос, как подобрать расширительный бак для системы отопления, напрямую связан с определением необходимого объема резервуара. Для этого требуется произвести ряд расчетов.

При проектировании системы отопления учитывается, что объем расширительного бака должен составлять около 15% от объема теплоносителя в системе.

Чтобы рассчитать требуемую величину, необходимо знать объем воды:

• в котельном агрегате – данный параметр указывается в паспорте изделия;
• во всех радиаторах отопления – подсчитывается для каждого радиатора и суммируется. Следует использовать значения, указанные в технических характеристиках радиаторов соответствующего типа;
• в трубопроводе – рассчитывается на основании сечения и протяженности труб.

Расчет радиаторов зависит от типа – если это панельная модель, в паспорте указывается ее внутренний объем. У секционных моделей приводят объем одной секции, это значение надо умножить на количество секций.

Для подсчета количества воды в трубах используется формула Vобщ = π × D2 × L/4

• L – длина трубы (потребуется измерить все отопительные контуры в доме);
• D – внутренний диаметр трубопровода;
• π – 3,14.

Перед тем как производить расчеты, необходимо суммарную длину труб посчитать в сантиметрах и диаметр также перевести в сантиметры. После вычисления объема по формуле результат также будет выражен в сантиметрах. Для перевода полученного значения в литры, его требуется разделить на 1000.

Заключение

Вопросом, как подобрать расширительный бак для отопления, важно задаться в ходе проектирования отопительной системы и подобрать подходящий тип бака. А вот расчет объема и, соответственно, покупку устройства, следует отложить на конечный этап. Это связано с расчетами объема резервуара.

Если по проекту в доме будут смонтирована система водяного теплого пола, не забудьте до заливки стяжки определить длину контура в каждом помещении. Это касается и скрытого трубопровода радиаторного отопления.

Покупая расширительный бак, лучше выбрать модель несколько больше по объему относительно расчетного значения, чем меньше. Большой бак принципиально не повлияет на функциональность системы.

Ознакомьтесь с видео ниже, которое поможет определиться с выбором бачка.

Обратите внимание

А вот если подобранный мембранный бак недостаточно вместителен, через аварийный клапан будет сбрасываться разогретый теплоноситель. В этом случае устанавливают новый мембранный резервуар большего объема или в систему монтируют еще один расширительный бак.

Установка расширительного бака для отопления закрытого и открытого типа

Одним из обязательных элементов инженерных систем в частном доме является расширительный бак для отопления закрытого типа — установка и выбор такого оборудования или его аналогов для открытых систем должны производиться в полном соответствии с техническими характеристиками объекта и условиями эксплуатации. Только соблюдение этого условия обеспечит долговечность, корректный режим работы и безопасность индивидуального отопления.

Основное назначение расширительного бака – нивелирование расширений теплоносителя (воды) при изменении температуры, позволяющая избежать возникновения гидроударов, выдавливания прокладок и разрушения трубопроводов и фитингов. Объем резервуара рассчитывается индивидуально, исходя из параметров системы. Принцип действия и устройство моделей отличаются для систем различных типов.

Конструкции различных систем и их особенности

Открытые отопительные системы

Открытые отопительные системы обычно не имеют циркуляционного насоса и оснащаются негерметичными баками (с крышками или полностью открытыми). Расширительный бак в такой системе представляет собой резервуар, в который по мере необходимости добавляют воду. Устройство такого бака проще, а стоимость значительно ниже по сравнению с моделями закрытого типа.

Можно расширительный бак для отопления открытого типа купить, а можно и сделать самостоятельно, что при определенных навыках и наличии материалов и оборудования не так сложно

В то же время такое устройство имеет целый ряд недостатков:

• Из-за отсутствия герметичности системы и частого открытия крышки в систему с воздухом проникает значительное количества кислорода. Его присутствие провоцирует образование ржавчины на стенах металлических элементов (радиаторов и труб).
• Негерметичность системы способствует также испарению теплоносителя, которое становится более интенсивным при повышении температуры. Таким образом добавление воды в расширительную систему требуется достаточно часто.
• Для того, чтобы открытая система работала эффективно, расширитель должен устанавливаться как можно выше (не ниже самой высокой точки разводки). Это не всегда удобно, к тому же такой монтаж требует больше времени и сил.
• Необходимость в теплоизоляции для снижения теплопотерь, особенно, если бак располагается в неотапливаемом помещении.

Закрытые системы

Количество воды в закрытой отопительной системе постоянно. Теплоноситель циркулирует по обвязке при помощи специального насоса. Расширительный бачок для отопления закрытого типа представляет собой резервуар, разделенный на две камеры гибкой мембраной. В то время как в одну из них поступает вода из системы, расширяющаяся при нагревании, воздух во второй сжимается.

Расширительный бак для закрытой системы отопления, цена которого выше из-за более сложного устройства, в то же время более практичен и удобен в эксплуатации.

Обеспечивая сохранность целостности системы и не являясь причиной образования коррозии, он быстро окупает затраченные на приобретение средства.

Отведение воздуха из системы закрытого типа в этом случае не может выполняться при помощи расширителя. Для этого используются специальные вентили.

Расширительный бачок для закрытых отопительных систем с различными видами мембраны

Преимуществами расширителей закрытого типа являются:

• компактность,
• минимальные теплопотери при отсутствии необходимости обеспечивать теплоизоляцию,
• отсутствие контакта теплоносителя с воздухом, что исключает вероятность испарения и снижает риск коррозии,
• большой выбор места установки (практически в любом месте),
• большое значение допустимого давления.

Обслуживание расширителей

При использовании расширительного бачка для отопления следует выполнять следующие рекомендации:

Осмотр расширителя отопления

• Дважды в год производить осмотр системы, проверяя отсутствие механических повреждений, ржавчины в емкости — для всех типов.
• Проверка давления раз в полгода — для закрытых систем.
• Периодическая проверка состояния мембраны — для закрытых систем.
• При перерыве в использовании — опустошать резервуар и просушивать его — для всех типов.
• Соблюдать требования производителя относительно допустимых значений давления и температуры.
• Использовать только фирменные комплектующие для ремонта — в основном для закрытых баков.
• Предпочтительно использовать инертный газ для камеры закрытого расширителя.

Расчет объема расширительного бака

Вне зависимости от типа системы (открытая или закрытая) принято считать, что расширительный бак должен увеличивать суммарный объем всей системы на 10%, то есть, при содержании в трубопроводах и радиаторах 300 литров воды, объем системы с баком должен составить 330 литров, то есть необходим расширитель на 30 литров.

Важно учитывать, что необходимость десятипроцентного увеличения справедлива лишь для отопления с использованием в качестве теплоносителя воды. Если для этих целей применяется гликолевая жидкость, объем бака увеличивается на 50% от расчетной для водяного резервуара величины. Такая разница связана с различными значениями коэффициента расширения у воды и гликоля.

У многих пользователей вызывает затруднение расчет общего объема теплоносителя в системе. Его произвести можно разными способами.

• Самым точным методом будет расчет расширительного бака для отопления с измерением геометрических параметров всех элементов системы (трубопроводов и радиаторов). После этого вычисляется объем каждого из них по отдельности, а полученные результаты суммируются. Вычисления потребуют определенного времени, однако проведение такой работы вполне оправдано точностью результатом и возможностью выбрать оптимально подходящую модель расширителя.
• Более простым способом является отслеживание расхода воды по счетчику при заполнении отопительной системой. Однако, такой метод можно применить только для систем открытого типа.
• Еще один вариант – принять за исходный параметр мощность нагревателя. Согласно нормативам на каждый киловатт мощности котла приходится 15 литров жидкости. Способ применим в тех случаях, когда вы точно уверены в точности расчетов для выбора нагревателя.

Монтажные работы

Точное соблюдение правил монтажа при оснащении расширителем отопительной системы открытого или закрытого типа обеспечит безопасность и эффективность работы оборудования.

Установка расширительного бака открытого типа

Выше уже было сказано о том, что расширительный бак для открытой системы монтируется в самой высокой точке. Это требование обусловлено двумя факторами:

• Подъем теплоносителя в расширитель и слив его обратно в систему отопления должен осуществляться самотеком, ведь циркуляционный насос в таких системах как правило отсутствует.
• Такое расположение расширительного бачка позволяет эффективно осуществлять и его дополнительную функцию – отведение воздуха. Пузырьки всегда поднимаются наверх.

Схема подключения мембранного бака в системе отопления открытого типа

Особенностью установки расширителя в открытой системе является отсутствие необходимости оснащать бак запорной арматурой.

Как правило, резервуар снабжается только двумя патрубками, через один из которых в емкость поступает теплоноситель, а через другой он возвращается в систему.

Даже наличие крышки у резервуара не является принципиальным, хотя ее отсутствие может привести к увеличению потерь объема воды от испарения, а также попаданию в систему мусора и пыли.

Установка бака закрытого типа

Установка расширительного бака для отопления в системах закрытого типа несколько сложнее, так как он является полностью герметичным прибором. В отличие от открытых расширителей, которые нередко пользователи изготавливают самостоятельно, такие агрегаты создаются только в заводских условиях, поэтому придется расширительный бак для системы отопления купить, если она у вас этого типа.

На фото расширитель в закрытой системе отопления

Существует несколько правил, следуя которым можно выполнить монтаж расширительного бака отопления грамотно.

• В большинстве случаев расширители закрытых систем устанавливаются на обратной линии перед циркуляционным насосом, если рассматривать последовательность элементов по ходу движения теплоносителя. Если по какой-либо причине такая установка невозможна, выбирают участок, на котором параметры движения потока близки к ламинарному течению. Основное и обязательное требование горизонтальное расположение и прямолинейность участка обвязки.
• Оптимальным вариантом станет приобретение и установка бачка с предохранительным клапаном. Такое дополнительное приспособление предназначено для сброса давления, если его значение превышает максимально допустимую величину. Таким образом повышается безопасность эксплуатации оборудования, однако, следует знать, что при ошибке в расчетах (в меньшую сторону) объема расширительного бака, предохранительный клапан станет срабатывать слишком часто. Решением проблемы может стать замена расширителя на более вместительный или параллельная установка дополнительного резервуара.Принцип работы расширительного бака закрытого типа с предохранительным клапаном
• Для удобства контроля за работой системы лучше всего оснастить расширительный бак при установке манометром.

Полезные советы

• Следует помнить, что установка расширительного бачка в системе отопления предполагает выбор, приобретение и монтаж модели с корпусом красного цвета. Окрашенные в синий цвет модели предназначены для холодного водоснабжения. Конструктивно расширители не отличаются друг от друга, но красные рассчитаны на длительное высокотемпературное воздействие.
• Несмотря на то общепринятую практику использования циркуляционного насоса только для закрытых систем, наличие перекачивающего агрегата не изменяет состояния системы. То есть, если на отопление с открытым баком поставить циркуляционный насос, оно не станет закрытым. Просто в открытых системах чаще всего отсутствует необходимость в подобных агрегатах.
• Закипание теплоносителя в системе отопления никак не связано с работой расширителя. Скорее всего, следует пересмотреть величину уклона горизонтальных трубопроводов и диаметры используемых труб.
• Не рекомендуется установка расширителя в непосредственной близости к насосу из-за возможного перепада давления.
• При монтаже следует использовать только специальные термостойкие герметики.
• Устанавливая расширитель, принимайте во внимание необходимость его обслуживании и возможного ремонта и обеспечьте свободный доступ к агрегату.
• Некоторые модели котлов уже оснащены расширительными бачками и тогда покупать его дополнительно не потребуется.

Установка расширительного бака в системе отопления открытого и закрытого типа

Основным параметром бака является его полезный объем, который должен превышать величину изменения объема жидкости системы в результате максимального изменения ее температуры.

Объем жидкости в системе отопления не является постоянным, так как в процессе работы теплоноситель может расширяться и сжиматься. Нагрев теплоносителя, а соответственно и увеличение его объема при постоянном размере внутреннего пространства системы отопления приводит к увеличению давления на стенки трубопроводов и отопительного оборудования, что может стать причиной их разрушения.

Для компенсации изменения объема жидкости и стабилизации давления на внутренние стенки компонентов системы отопления в её схему вводят расширительный бак (также известный как экспанзомат, от англ.

глагола «expanse», что означает «расширять»).

При расширении теплоносителя, его количество, превышающее объем внутреннего пространства системы, поступает в расширитель, а после падения температуры – возвращается обратно.

Как определить необходимый объем расширителя?

Объем расширителя должен превышать значение потребного объема, который представляет собой максимальное количество теплоносителя, поступающее в бак в результате его нагрева.

В первую очередь определяется общий объем теплоносителя в системе. Суммируя внутренний объем труб и полостей всех элементов системы (котла, батарей отопления, запорной арматуры) получаем суммарный объем.

Количество жидкости в трубопроводах можно рассчитать в зависимости от типоразмера трубы, используя данные таблицы 1.

Важно

Объем полостей оборудования указан в документации (паспорте или каталоге производителя) на изделие.

Таблица 1 – Определение объема теплоносителя в 1 погонном метре трубопровода.

Далее зная суммарное количество жидкости определить потребный объем расширителя, воспользовавшись данными таблицы 2. Данную величину выбирают в зависимости от давления в системе. В случае если рассчитанное ранее значение находится между двумя табличными, потребный объем бака определяют по большему из значений.

Таблица 2 – Определение потребного объема расширительного бака.

Указанные данные таблицы 2 справедливы, если в качестве теплоносителя используется вода. Для жидкостей с коэффициентом теплового расширения отличным от воды табличное значение суммарного объема умножается на поправочный коэффициент, равный соотношению плотности воды и используемой жидкости.

Основные разновидности баков

Существуют два основных типа расширителя, которые применяются в системе отопления:

1. открытого типа;
2. закрытого типа.

Расширительные баки открытого типа представляют собой однообъёмную емкость, сообщающуюся с атмосферой. Такой бак устанавливается в наивысшей точке системы отопления, что необходимо для обеспечения естественного возвращения жидкости в трубопровод при снижении ее температуры.

Расширитель открытого типа.

Закрытые расширители изготавливают в виде герметичного сосуда, часть которого заполнена жидкостью, а часть – воздухом или газом находящимся под определенным давлением. При нагреве жидкость поступает в экспанзомат, при этом газ сжимается. При охлаждении жидкости она возвращается в систему, а разницу в объемах заполняет газ.

Расширительный бак закрытого типа.

Расширительный бак открытого типа

Кроме основных функций (компенсации объема, стабилизации давления), экспанзомат открытого типа служит для восполнения воды, если в системе происходит небольшая утечка и для отвода воздуха из системы.

Открытые расширители имеют прямоугольную либо цилиндрическую форму и изготавливаются из листовой стали или полимерных материалов.

Установка расширительного бака открытого типа в системе отопления осуществляется в ее верхней точке, что требует увеличения общей длины трубопроводов отопления.

Бак оборудован крышкой для защиты теплоносителя от загрязнений и обеспечения доступа внутрь при обслуживании.

Принцип работы и схема подключения открытого расширительного бака в системе с принудительной циркуляцией.

Местом для размещения открытого расширителя может служить чердачное помещение, лестничный проем или специально оборудованный бокс, установленный на крыше дома.

Если высота дома позволяет установить расширитель внутри жилой части здания, его можно разместить в санузле или хозяйственном помещении.

Совет

Емкости, размещенные за пределами отапливаемой части дома необходимо утеплять для снижения потерь тепла в системе.

Открытый бак, сваренный из листового металла.

Принцип работы и особенности установки

Чтобы вода в баке открытого типа не застаивалась, необходимо обеспечить ее циркуляцию.

Для этого между ним и основной магистралью теплопровода оборудуют контур, состоящий из расширительной и циркуляционной трубы, причем отверстие последней расположено в баке несколько ниже (примерно на 50 мм).

Для эффективной циркуляции воды контур врезают перед входом в насос (если система работает с принудительной циркуляцией), установленный на магистрали обратного хода. Циркуляция позволяет выводить из системы в атмосферу пузырьки воздуха.

Открытый расширитель с реле нижнего и верхнего уровня.

Надо отметить, что выше сказанное справедливо при установке расширителя в систему отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя!

В системе с естественной циркуляцией для беспрепятственного выхода пузырьков воздуха расширитель подключается в самой верхней точке подающего трубопровода.

В районе отметки минимального уровня теплоносителя из бака выходит контрольная труба, а на максимальном уровне – переливная, предназначенная для слива лишней жидкости. Проверка уровня может осуществляться простым открытием крана на контрольной трубе.

Если вода из крана поступает, значит, ее уровень в баке превышает минимальную отметку.

Для данной цели могут устанавливаться реле нижнего и верхнего уровней, подающие световой или звуковой сигнал при возникновении опасности снижения уровня воды до минимального значения или её подхода к точке перелива.

Полезный объем расширителя равный площади его основания умноженной на высоту между минимальным и максимальным уровнем, равен приросту количества воды в результате температурного расширения. Он должен быть равен либо превышать потребную величину, рассчитанную с использованием таблиц 1 и 2.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества расширителя открытого типа:

1. простота конструкции, что подразумевает относительно низкую стоимость;
2. выполняет функцию сброса давления и отвода воздуха из системы отопления.

Недостатки открытых расширительных баков:

1. особые условия установки, предусматривающие монтаж дополнительных трубопроводов;
2. высокие потери тепла и необходимость теплоизоляции;
3. непосредственный контакт с атмосферой, что может вызвать коррозию стальных элементов системы;
4. из-за возможности испарения система нуждается в периодическом пополнении теплоносителя.

Следует отметить, что ввиду вышеуказанных недостатков баки открытого типа все реже применяются в системах отопления жилых домов, уступая по популярности закрытым расширителям.

Расширительный бак закрытого типа

В отличие от открытых экспанзоматов, закрытый расширительный бак не связан с атмосферой. Он представляет собой герметичный стальной сосуд, частично заполненный жидкостью, а частично – закаченным через специальный клапан инертным газом. В зависимости от способа разделения внутреннего объема закрытые баки делятся на:

1. безмембранные;
2. мембранные.

Закрытые расширители различных форм и размеров.

Безмембранные

В безмембранных расширителях теплоноситель непосредственно контактирует с газом, так как у них отсутствует механическое разделение внутреннего пространства. Для поддержания заданного давления используется компрессор или газовый баллон, расположенный снаружи. Контроль давления и подача газа осуществляется автоматически.

Безмембранные баки широко использовались в то время, когда резиновые (каучуковые) мембраны имели низкие ресурсные показатели и требовали частой замены. Они могли работать без мембраны, но необходимость в компрессоре или баллоне усложняла конструкцию. В настоящее время широкое распространение получили закрытые баки с разделительной мембраной.

Мембранные

В конструкциях современных расширителей жидкость и газ разделены с помощью гибкой мембраны. Существуют расширители с:

1. тарельчатой мембраной (диафрагмой);
2. грушевидной (баллонной) мембраной.

Тарельчатая крепится в средней части бака и имеет форму, близкую к полусфере. В зависимости от температуры воды она принимает выпуклую или вогнутую форму.

Устройство расширителя с диафрагмой.

Грушевидная повторяет форму сосуда и закрепляется на противоположных концах емкости.

Особенностью данных баллонов является отсутствие контакта теплоносителя со стенками, так как жидкость заполняет гибкую мембрану, а между ней и металлическими стенками закачан газ.

Обратите внимание

Это защищает конструкцию от коррозии и увеличивает срок службы. Данная конструкция допускает замену мембраны, в то время как конструкция диафрагменных баков этого не позволяет.

Бак с грушевидной мембраной.

В современных расширителях применяются бутиловые и этиленпропиленовые мембраны, отличающиеся повышенной долговечностью. Ранее для этих целей использовали каучук, который имеет меньший срок службы и в настоящее время не используется.

Схема работы бака с компрессором.

Преимущества и недостатки мембранных баков

Недостатками мембранных расширителей являются:

• высокая стоимость;
• необходимость периодической подкачки газа либо воздуха;
• необходимость контроля давления в системе.

Среди преимуществ можно выделить:

• компактные размеры;
• минимальные потери тепла, отсутствие необходимости теплоизоляции;
• отсутствие прямого контакта теплоносителя с атмосферой (испарения), что снижает риск образования, распространения коррозии и необходимость подпитки ситемы;
• возможность работы при высоком давлении;
• возможность установки практически в любом месте.

Выбор мембранного расширителя

Основным параметром мембранного бака является потребный объем жидкости в системе, который должен быть предварительно рассчитан с использованием таблиц 1 и 2. Бак должен иметь объем, равный или превышающий полученное значение.

Кроме традиционной овальной формы многие производители выпускают плоские расширители с диафрагмой. Такой бак более компактен и может устанавливаться в пространстве между стеной и внутренней отделкой помещения, не занимая полезное пространство.

Расширитель плоской формы.

Главной рабочей частью современного бака закрытого типа является мембрана, от параметров и качества изготовления которой зависит его срок службы. Основными характеристиками мембраны являются:

• диапазон рабочих температур и давлений;
• материал;
• диффузионная устойчивость.

Мембранные баки для систем отопления окрашены красным цветом, в то время как используемые в системах водоснабжения – синим. К мембранам расширителей систем отопления выдвигаются более низкие санитарно-гигиенические требования.

Правила установки закрытых расширителей

Установленный расширитель отопления.

1. Установка расширительного бака закрытого типа в системе отопления может осуществляться в любой точке схемы, но оптимальным является монтаж перед циркуляционным насосом (для система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя).
2. Установка допускается в любом положении, но вариант с верхним подводом жидкости является предпочтительным, так как позволяет естественным образом выходить пузырькам воздуха. Такой монтаж обеспечит работоспособность бака даже при разрыве мембраны.
3. Если в процессе эксплуатации системы отопления обнаружится, что объема установленного бака недостаточно вместо его замены рациональней установить дополнительный требуемых размеров.
4. При переходе с воды на другой теплоноситель может понадобиться замена расширительного бака на более объемный. Возможна установка дополнительного расширителя.
5. Некоторые модели отопительных котлов имеют встроенный расширительный бачок, в этом случае установка дополнительного не требуется.
6. Установка закрытого расширителя в систему отопления с естественной циркуляцией требует установки «автосбросника» (автоматического поплавкового клапана) в верхней точке системы для автоматического сброса воздуха при наполнении системы и во время работы котла.

Эксплуатация расширителей

Поддержание расширительного бака мембранного типа в работоспособном состоянии включает в себя:

1. регулярный визуальный осмотр на отсутствие коррозии;
2. проверка целостности мембраны;
3. проверка давления воздуха (газа).

Техническое обслуживание баков открытого типа предусматривает внешний осмотр состояния корпуса и теплоизоляции, а также проверку уровня жидкости, который не должен опускаться ниже минимальной отметки.

Расширительный бак на кронштейне.

Правильный выбор и установка расширительного бака в системе отопления – одна из составляющих надежной, бесперебойной и безопасной работы всей системы отопления жилого дома. Сегодня чаще устанавливается расширительный бак закрытого типа с мембраной-диафрагмой, сочетающий в себе доступную цену и высокий уровень удобства в эксплуатации.

Расширительный бачок для отопления закрытого типа: выбор и монтаж

Система отопления частных домов помимо самого котла и контура отопления включает несколько вспомогательных элементов.

К ним относится и расширительный бачок.

Этот важный элемент системы является необходимым устройством, повышающим надежность.

Какова функция расширительного бака для системы отопления?

Назначение устройства кроется в его названии.

Контур отопления и котел рассчитаны на определенное давление. Но нагретый теплоноситель увеличивается в объеме, поэтому оказывает большее давление. Это в итоге может привести к течи в слабых местах.
Компенсацию роста давления должен обеспечить элемент, который аккумулирует в себе часть жидкости.

Это общая функция, характерная для всех видов этого приспособления.

Типы расширительных бачков

В зависимости от того, в каком типе отопительной системы применяются баки, они подразделяются на 2 вида.

Открытого типа

Такой бак используется для открытого отопления
без применения принудительной циркуляции. Он представляет собой емкость без верха. На дне у бака есть отверстие, к нему при помощи резьбы подсоединяется трубопровод отопления.

В некоторых домах до сих пор можно встретить емкость, она справляется со своей функцией, при этом является достаточно устаревшей и имеет ряд недостатков:

• необходимость размещения бака на высоте;
• испарение жидкости из емкости;
• ускорение коррозийных процессов в разных участках отопительной системы из-за контакта теплоносителя с воздухом;
• большие размеры бака.

В связи с этим минусами сейчас все популярнее становятся закрытые расширительные баки.

Закрытого типа или мембранный

Применяются такие резервуары для отопительных систем с принудительно циркуляцией. Емкостькомпенсирует скачок давления не только при нагреве теплоносителя, но и при включении циркуляционного насоса.

Его еще называют  баком мембранного типа из-за особенности внутреннего строения. Это сферический или плоский резервуар, который внутри резиновой мембраной разделен на две полости:

• одна заполняется теплоносителем через патрубок с резьбой;
• другая – инертным газом или воздухом.

Во второй емкости есть ниппель, регулирующий давление газа. Отсеки не соединяются друг с другом.

Принцип действия закрытого бака прост:

• избытки горячего теплоносителя попадают в одну из камер, объем которой увеличивается;
• давление в газовом отсеке растет, что позволяет скомпенсировать напряжение в отопительной системе.

Когда теплоноситель остужается, процесс в баке идет по обратному пути.

Существуют 2 разновидности емкости закрытого типа в зависимости от мембраны:

1. В одних мембрана выполнена в виде диафрагмы, которую нельзя сменить. Такие емкости дешевле.
2. Во втором виде закрытых приборов мембрана съемная и имеет вид груши.

Выбор зависит от возможностей покупателя. При этом надо учесть, что повреждение этого резинового элемента происходит достаточно редко.

Перед покупкой бака нужно определиться с его объемом.

Расчет объема

Рассчитать объем бака самостоятельно можно, используя несколько онлайн-калькуляторов, или подостаточно простой формуле:

Vбака=(Vсистемы * k)/(1-Pмин /Рмакс), где

Vбака – объем бачка;

Vсист – общий объем отопительной системы, включая все радиаторы, теплый пол, котел и т.д.;

k – коэффициент расширения жидкости, для воды его значения в зависимости от нагрева от 10о до максимальной температуры теплоносителя указаны ниже в таблице;

Pмин – исходное давление в емкости;

Pмакс – максимально возможное давление в резервуаре, которое рассчитывается по настройкам предохранительного клапана с учетом разницы высот расположения врезки бачка и клапана.

Таблица. Коэффициент расширения воды в зависимости от нагрева при начальной температуре в 10оС.

Так как от правильности расчетов зависит качество работы всей системы отопления, не стоит жалеть средств и обратиться в специальную организацию, в которой учтут все параметры, что позволит вам приобрести наиболее подходящий бак.
Здесь же вам могут дать консультацию по выбору и установке резервуара.

Полезные советы при подборе

При покупке и установке расширителя стоит учесть несколько нюансов.

1. При выборе места для монтажа бачка необходимо учесть, что его нельзя устанавливать сразу за циркуляционным насосом.
2. Имеющиеся в продаже баки бывают двух цветов: красные и синие. В первых мембрана более крепкая, но выполнена из технической резины. Синие бачки используют для водоснабжения, в них резина пищевая, но она менее прочная и долговечная.
3. При монтаже нужно пользоваться специальным герметиком.
4. Если вы решили остановиться на открытой системе, то бак необходимо поставить на самой высокой точке, а при монтаже трубопровода соблюдать рекомендованный уклон.
5. Размер бачка не должен быть меньше расчетного значения, допускается несколько больший объем. При применении принудительной циркуляции емкость не может быть меньше 15 л.
6. В качестве теплоносителя может выступать антифриз. Для гликолевой смеси лучше выбирать резервуар-расширитель, объем которого больше расчетного вдвое.

Главный совет – обратитесь к профессионалам, ведь установка бака только кажется простой. К тому же без специального инструмента не обойтись.

Установка

Схема установки бачка в системе частного дома

Если вы уверены в расчетах и собственных силах, бачок и все материалы куплены, то можно установить емкость самостоятельно.

Из инструментов вам понадобятся:

1. Ступенчатый и разводной ключи;
2. Паяльное устройство для пластиковых труб;
3. Ключ для монтажа труб из пластика;
4. В некоторых случаях нужен сварочный аппарат и УШМ.

Перед монтажом нужно обесточить котел, перекрыть вентили и слить теплоноситель, если он уже есть в трубах.

Установку производят с учетом некоторых правил.

1. Бак должен быть смонтирован и установлен так, чтобы можно было к нему беспрепятственно подойти для регулировки и обслуживания.
2. Температура в помещении не должна быть ниже 0.
3. На подводящей трубе нужно установить предварительно запорный вентиль, который позволят снять расширитель для обслуживания и ремонта.

После установки бака нужно запустить всю систему отопления. Если в ней обнаружено закипание, то причина кроется в неправильно выбранном диаметре труб. Дело не в бачке.
О монтаже расширительного бачка рассказывается в следующем видео:

Цены на бачки для системы отопления

Стоимость определяется его типом и объемом. Малые закрытые емкости (18-24 л) стоят около 1000-1200 рублей.
Расширитель объемом в 100 литров можно приобрести за 4-6 тысяч рублей. Между производителями в их большинстве ценовое различие небольшое.

Монтаж профессионалом обойдется вам примерно в 2000 рублей.

При обращении в проверенные фирмы или при самостоятельном монтаже при соблюдении всех правил вы обезопасите отопление своего дома от повреждений. Поэтому установка емкости необходима, а выбрать стоит закрытые емкости.