При построении жидкостной системы отопления вы обязательно столкнетесь с необходимостью выбора расширительного бака. Для чего он нужен и какова его роль в системе отопления дома, мы обсудим в этой статье. Также приведем расчет, с помощью которого можно подобрать необходимый бак для вашей системы.
Для отопления, в котором используется жидкость в качестве теплоносителя, критическим является ее свойство расширяться при изменении температуры. В герметичном замкнутом контуре тепловое расширение воды способно многократно увеличить давление, что грозит прорывом труб, радиаторов и выходом из строя других элементов. Потому обязательным и неотъемлемым конструктивным элементом отопления становится расширительный бак, способный компенсировать тепловое расширение или свести его влияние на нет.
Для чего нужен расширительный бак
Вода в контуре отопления постоянно меняет температуру. В котле она нагревается, в радиаторах отдает часть тепла. Однако тепловое расширение не сказывается на общем объеме, который колеблется около некоего среднего значения. Гораздо большие изменения объема происходят при изменении настроек работы котла, изменении целевой температуры и, естественно, в момент запуска системы осенью и отключения весной.
В момент запуска обогрева в доме теплоноситель нагревается примерно на 60–75 градусов и существенно увеличивается в объеме, при этом объем труб, котла и радиаторов не изменен, и воде деваться некуда. Расширительный бак как раз и нужен, чтобы принять в свой объем излишек воды так, чтобы при уменьшении температуры вернуть воду обратно в трубы. То есть компенсирует недостаток объема системы.
Какие конструкции для этого используют
Конструктивно расширительный бак представляет собой объемный резервуар, который способен принять требуемый объем воды и при необходимости вернуть.
Есть два варианта реализации:
- открытый;
- закрытый или мембранный.
В первом случае и система отопления, в которой установлен такой бак, называется открытой. Бак не герметичен, имеет выход во внешнюю среду. В связи с этим он устанавливается в самой верхней точке контура отопления, чтобы жидкость под действием гравитации не переполняла его и не выливалась за край.
Изначально при наполнении системы холодную воду наливают через бак или специальный патрубок возле котла, чтобы она заполнила все радиаторы, трубы, котел. Сам резервуар наполняется лишь на треть объема. После запуска котла вода нагревается и расширяется, лишний объем поступает в расширительный бачок. Основная задача правильного выбора объема заключается в том, чтобы при максимальном нагреве теплоносителя вытесненный объем умещался в нем с запасом.
Основные преимущества открытой конструкции:
- простота реализации. Это может быть сваренный из листового металла куб или любой подходящий по эксплуатационным характеристикам резервуар;
- возможность контролировать уровень теплоносителя в системе, дополнять его или отбирать по необходимости. В случае резкого перегрева теплоносителя не будет никаких рисков или ограничений, вода попросту выльется за край, а точнее, в специально предусмотренный патрубок для слива;
- через бак отводится лишний воздух и газы, способные создать газовый карман в радиаторах.
Недостатки:
- сам бак является основной причиной испарения теплоносителя, его нельзя закрывать герметично;
- не всегда доступна установка в самой верхней точке, или это попросту не эффективно.
Закрытый, герметичный расширительный бак можно устанавливать в любой точке контура отопления. Чаще всего выбирают позицию недалеко от циркуляционного насоса или непосредственного ввода обратки в котел, по которой течет уже остывающий теплоноситель.
Конструктивно он выполнен в виде герметичной емкости достаточного объема. Внутри нее располагается резиновая эластичная мембрана, разделяющая пространство внутри резервуара на две камеры, не сообщающиеся напрямую друг с другом.
При образовании лишнего объема воды в трубах она поступает в бак и начинает давить на мембрану. Во второй камере есть только воздух, который в отличие от воды способен сжиматься, притом многократно. Лишний объем воды способен целиком поступить в расширительный бак и оставаться в нем до тех пор, пока температура воды в системе снова не снизиться. Как только это произошло, давление, создаваемое на мембрану воздухом, выталкивает воду обратно, восполняя недостаток.
Достоинства мембранного бака:
- эстетичный внешний вид;
- устанавливается практически в любой точке системы;
- не требует обслуживания, кроме замены мембраны, если это предусмотрено инструкцией;
- герметичен и долговечен.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- сложности с выбором.
Выбор оптимального варианта
Основной выбор касается конструкции расширительного бака. Открытый вариант подходит для систем отопления с естественней циркуляцией, когда есть возможность расширительный бачок разместить на чердаке и обеспечить к нему непосредственный доступ. Это простой и надежный вариант, который, однако, требует к себе большего внимания в ходе эксплуатации.
Мембранный расширительный бак обойдется дороже, зато избавит от целого ряда проблем. Нет нужды постоянно проверять уровень жидкости, дополнять ее или беспокоиться о переполнении. Однако для этого следует первоначально предельно внимательно отнестись к его выбору. Мембранный бак идеально подходит для отопления с принудительной циркуляцией.
Далее важно определить полезный объем бака, минимальный объем, требуемый для компенсации теплового расширения воды в системе. Расчет выполняется с помощью формулы:
- ΔV = βΔtV0
где ΔV — расчетное увеличение объема воды в системе, V0 — объем труб, радиаторов и котла, β — коэффициент объемного расширения воды или используемого антифриза, Δt — изменение температуры воды от начальной до максимальной эксплуатационной. V0 — в данной формуле определяет объем теплоносителя в системе при начальной температуре. Важное уточнение, ведь и полученное значение лишь полезный объем. Кроме труб, радиаторов и теплообменника котла следует учесть все прочие элементы, вплоть до используемого циркуляционного насоса.
Для открытого расширительного бака достаточно увеличить полученное значение примерно на треть или 40%, чтобы получить требуемый объем. Запас позволит учесть наполнение самого бака изначально и запас на случай превышения температуры или образования газовых карманов в радиаторах.
Для мембранного расчет усложняется. Учитываются рабочие давления в отоплении. Бак изначально настраивается в камере с воздухом на конкретное давление:
- ΔV = βΔtV0 / (1 - (1 + Pmin) / (1 + Pmax))
где Pmin/Pmax — отношение минимального начального давления в атмосферах, требуемого в воздушной камере бака, к максимальному давлению, возможному в ходе эксплуатации. Полученное значение округляется с увеличением. Бак можно выбрать из доступных в продаже, но объем должен быть больше числа, вычисленного по формуле. Проще и надежнее остановиться на предыдущем значении и, зная наперед рабочее давление в системе, свериться с рекомендациями в инструкции.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
