Открытый расширительный бак

Оптимальная теплоизоляция для труб отопления

Самостоятельное утепление труб отопления на улице

Полиэтиленовые трубы для отопления частных владений

Расширительный бак открытого типа для отопления — виды, типы, применение

Расширительные баки для систем теплоснабжения устанавливают для компенсации температурных изменений объема теплоносителя в замкнутых системах теплоснабжения. Еще в школе на уроках физики изучают, что вода при нагревании существенно увеличивает удельный объем, а поскольку контур замкнут, то ему необходимо куда-то деваться. Бак не только примет излишнюю жидкость, образовавшуюся при нагревании, но и восполнит ее недостаток при охлаждении.

Когда расширительное устройство отсутствует, в случае повышения температуры гидравлическое давление в системе возрастает и поскольку вода обладает несжимаемостью, становится возможным разрушение отопительной конструкции.

Особенности применения расширительного бака

Применение расширительного бака, такого как на фото, обосновано тем, что нагрев воды на 10 градусов приводит к увеличению ее объема на 0,3%. Таким образом, когда температура теплоносителя в системе возрастает с 10-15°С до 80-95°С, тогда ее объем станет больше примерно на 2,4-2,8%. При количестве жидкости в системе, равной 100 – 300 литрам, разница может достичь от 2,5 до 8 литров воды. А это немалое количество теплоносителя, который спрятать в трубах и радиаторах невозможно.

Требуется дополнительная емкость, а точнее расширительный бак достаточного объема и подходящего типа. В него при нагревании будет направляться излишняя вода и наоборот из устройства в систему станет поступать теплоноситель в случае охлаждения жидкости.

Назначение расширительного бачка

Расширительное устройство необходимо:

• для временного удаления избытка теплоносителя из системы при нагревании воды и для водостока, когда превышен максимальный уровень бака;
• для возврата теплоносителя в отопительную систему при его охлаждении;
• для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления путем регулировки объема воды;
• для накопления и удаления воздуха и паров из жидкого теплоносителя, которые начинают появляться в процессе его нагрева. Так в воде содержится некий объем воздуха: он составляет на один литр до 40 миллиграммов. Когда вода прогревается, почти 90% этого воздуха имеет вид пузырьков. Расширительный бак отводит лишний воздух в атмосферу.

Типы расширительных баков

В зависимости от особенности конструкционного решения эти устройства бывают следующих типов:

Открытые расширительные баки

Расширительный бак открытого типа для отопления имеет преимущества и недостатки. Эти устройства монтируют в верхней точке отопительной конструкции (главного стояка), как правило, в чердачных помещениях и они представляют собой емкость цилиндрической или прямоугольной формы открытого или полуоткрытого вида. Чаще всего бак выглядит как параллелепипед, сделанный из листовой стали и обязательно теплоизолированный от окружающего воздуха.

В расширительные баки для отопления открытого типа на определенном уровне вваривают или другим способом прикрепляют контрольную трубу, предназначенную для слива жидкости в канализацию или на улицу в случае превышения допустимого уровня (прочитайте также: «Открытая и закрытая система теплоснабжения — преимущества и недостатки в сравнении «).

Недостатки, которые имеет расширительный бак открытого типа для отопления – это, прежде всего, его открытость (контакты с атмосферным воздухом) и большие размеры. Поскольку устройство открыто или полуоткрыто, отмечается значительная испаряемость воды из системы теплоснабжения, а значит, требуется постоянный контроль над уровнем теплоносителя. В случае его недостатка следует своевременно пополнять объемы жидкости.
Наличие открытой конструкции у расширительного бака приводит к дополнительному поступлению воздуха в отопительную систему, что вызывает повышенную коррозию отдельных ее элементов. Следует отметить, что такого типа устройства сейчас можно встретить в жилых постройках, эксплуатируемых на протяжении не одного десятка лет.

Чтобы смонтировать расширительный бак для отопления открытого типа и обеспечить его надежную теплоизоляцию потребуются дополнительные усилия и финансовые расходы, поскольку необходимо укрепление перекрытия и покупка материалов для утепления и прочее.

Закрытые расширительные баки

Закрытый мембранный расширительный бак системы отопления для конструкций, обеспечивающих теплоснабжение, представляет собой металлическую закрытую емкость, имеющую овальную или шарообразную форму. Внутри устройства располагаются две камеры, разграниченные герметичной мембраной. Одна из них предназначается для жидкого теплоносителя, вторая является воздушной – в ней имеется клапан, в функции которого входит поддержание в камере давления на нужном уровне.

Когда первая камера заполняется носителем тепла, мембрана начинает прогибаться и тем самым в воздушной части бака создается избыточное давление. Когда данный параметр достигает определенного уровня, клапан приоткрывается и воздух покидает камеру.
Расширительные устройства мембранного типа выпускают в двух конструкционных решениях:

• в несменном варианте — с диафрагменной мембраной;
• в сменном варианте — баки фланцевого типа.

Расширительные бачки диафрагменного типа состоят из двух частей корпуса, который изготавливают из углеродистой стали методом глубокой холодной штамповки. По периметру двух камер в процессе сборки закрепляют мембрану. Изнутри поверхность бака покрыта влагостойкой эпоксидной краской, а снаружи – эмалью, часто красного цвета.

Изначально вторая часть закрытого расширительного устройства заполнена воздухом таким образом, что он полностью на 100% занимает его объем. В процессе нагрева теплоносителя его излишки поступают в жидкостную камеру, а воздушная часть в это время сжимается. В ней возрастает давление, регулирующее объем жидкости в системе теплоснабжения. Некоторые производители заполняют воздушную камеру азотом под давлением, которое равно давлению воды в отопительной системе.

Фланцевого типа мембранный бак оснащают сменной мембраной, горловину которой закрепляют к конструкции отопления при помощи сланца с патрубком. У такого расширительного устройства отсутствует соприкосновение теплоносителя с внутренними стенками, поскольку жидкость поступает только в мембрану. По этой причине нет смысла использовать особое покрытие для внутренней части. При необходимости мембрану можно сменить на новое изделие.

Монтировать расширительный бачок такого типа удобно – его разрешается устанавливать в непосредственной близости от нагревательного котла (современные небольшие по мощности агрегаты выпускают, в том числе, с встроенными расширительными устройствами).
Расширительные баки закрытого типа обладают следующими достоинствами:

• теплоноситель в них не контактирует с воздухом. В результате жидкость из них не испаряется, а трубы и радиаторы не окисляются;
• вероятность перелива воды через край устройства приближается к нулю (если установлен расширительный бачок для отопления открытого типа это происходит довольно часто);
• удобный монтаж практически в любом месте (за исключением трубопровода сразу за насосом);
• низкая вероятность образования воздушных пробок;
• безопасность при эксплуатации и надежность в работе при небольших финансовых расходах.

При расчете бака нужно учитывать ряд моментов:

• объем устройства зависит от емкости отопительной системы;
• когда для теплоснабжения требуется высокая температура, устанавливают изделие большего объема;
• чем меньше разница в высоте между местом монтажа бака и наивысшей точкой системы, тем меньшей емкости бак можно использовать.

Посмотрите видео расчета расширительного бака системы отопления:

Как рассчитать и установить расширительный бак в открытую систему отопления

Расширительный бачок открытого типа, являющийся частью системы отопления, представляет собой негерметичную емкость из листовой стали. Основным отличием этих составляющих элементов отопительной конструкции является наличие отверстий в виде смотровых лючков, через которые пользователь может контролировать уровень теплоносителя в системе. Кроме этого, такая особенность позволяет самым простым способом осуществлять восполнение жидкости системы отопления в случае ее утечки или испарения из бака. Эти детали могут производиться как в цилиндрической форме, так и иметь конструкцию в виде куба или прямоугольного параллелепипеда. Бачки открытого типа можно сделать и своими руками, имея в наличии сварочное оборудование и владея опытом подобных работ. Бачок такого типа не предусматривает наличие резиновых камер, клапанов и т.п.
Главным предназначением расширительного бака подобного типа является размещение излишка теплоносителя при работе системы отопления. Как известно, объем жидкости при нагреве увеличивается, и такой бак компенсирует уровень давления в трубах отопительной магистрали.

Расчет размера и типа бака для открытой системы

Расчет вместительности и определение оптимального типа бака должны учитывать средний прирост объема теплоносителя при нагреве. Объем устанавливаемого бака напрямую зависит от объема и вида теплоносителя в системе отопления. Так, при температуре воды 80 °C общий объем ее увеличится в среднем на 2,5%.

Расчет оптимального объема емкости также должен учитывать коэффициент запаса, который при всех методических расчетах соответствует показателю 1,2.

Чтобы определить необходимый объем расширительного бака применяется формула:

• V₁ — объем теплоносителя при рабочей температуре (в нагретом состоянии);
• V₂ — объем теплоносителя для обеспечения водяного затвора (если объем теплоносителя после расширения меньше 15 литров, V2 будет составлять V1 * 0.2. В том случае, когда объем теплоносителя при расширении больше 15 литров, V2 будет составлять V1 * 0.05, но не менее 3 литров);
• 1,2 – коэффициент запаса.

Приведенный расчет определяет минимально допустимый объем расширительного бака.

Проектирование и установка своими руками

Бачки подбираются на стадии проектирования системы отопления, и к этому этапу следует подойти с максимальным вниманием, поскольку корректный расчет непосредственно влияет на нормальную работу всей системы отопления.

Осуществляя проектирование и расчет при монтаже своими руками следует учесть, что нормальная работа открытой системы отопления не предусматривает наличие циркуляционного насоса. Циркуляция теплоносителя в данном случае происходит за счет законов физики. Расчет параметров и технических характеристик, разметка и подключение может производиться как своими руками, так и с привлечением специалистов.

Проект описываемой системы может предусматривать как наличие двух контуров: обратку и подачу, так и однотрубную упрощенную конфигурацию. При этом двухтрубная схема предполагает вариант, когда расширительный бачок подключается к обратке.

Общая схема системы отопления, которая предусматривает наличие бака открытого типа, должна состоять из таких элементов, как отопительный котел, батареи (радиаторы), сам расширительный бачок и трубопровод. Описываемую конструкцию можно собрать своими руками, учитывая все требования и правила монтажа.

Установка расширительного бака открытого типа своими руками, а также его соединение с магистралью, должны осуществляться, учитывая некоторые особенности открытого принципа. К таковым следует отнести нижеперечисленные:

• Бачок должен располагаться выше остальных составляющих частей и узлов отопительной системы;
• Качество циркуляции и время прогрева всей магистрали зависит от диаметра используемых труб, которые предполагает схема или расчет производительности системы. Чем больше диаметр трубы, тем эффективнее циркуляция;
• В качестве теплоносителя желательно использовать вместо воды антифриз. Это объясняется меньшим весом этого вещества и, соответственно, лучшей проходимостью через трубы;
• Установка расширительного бачка должна предполагать его надежное утепление, в том случае, когда он располагается на чердаке или в другом неотапливаемом помещении. Ледяная пробка нивелирует роль бачка и появляется риск разрыва системы из-за возрастающего давления в трубах.

Установка бачка своими руками предполагает его размещение на ровном чистом основании. Бачок должен иметь прогрунтованную как внутреннюю, так и внешнюю поверхность.

Закрепленный в месте установки бачок посредством резьбового соединения при помощи муфты или электрической/газовой сварки подключается к системе отопления. Подобная операция может быть выполнена своими руками при наличии соответствующего оборудования и специальных инструментов.

Распространенные проблемы при монтаже и эксплуатации

Ненадежное качество подключения расширительного бачка, а также неправильная установка или расчет его объема, могут стать причиной вытекания теплоносителя на конструкции строения. В этом случае, когда бачок установлен на чердаке возможен залив потолка и повреждение декоративной отделки комнат. Именно поэтому специалисты рекомендуют проводить точный расчет, при котором определяемый объем бака должен иметь некоторый запас.

Еще одной из самых распространенных проблем открытого типа отопления является испарение воды через отверстие бачка. В этом случае в систему может попадать воздух, что в итоге становиться причиной перегрева труб в некоторых местах или образования воздушных пробок. Для решения подобной проблемы своими руками специалисты рекомендуют заливать в расширительный бачок небольшое количество масла, которое, находясь на поверхности, образует защитный слой от попадания воздуха.

(Пока оценок нет)

Источники: http://vse-pro-otoplenie.ru/elementy/29-ustanovka-rasshiritelnogo-baka-v-sisteme-otopleniya.html, http://teplospec.com/montazh-remont/rasshiritelnyy-bak-otkrytogo-tipa-dlya-otopleniya-vidy-tipy-primenenie.html, http://domotopim.ru/obsluzhivanie-otopleniya/komplektuyushhie-i-rasxodnye-materialy/rasshiritelniy-bachok-dlya-otopleniya-otkritogo-tipa.html

teplosten24.ru

Виды расширительных баков и их сравнение

В отопительной системе могут быть установлены разные виды расширительных баков.

Открытые расширительные баки

Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, в которую всегда можно долить теплоноситель. Он не требует наличия запорной арматуры, резиновой мембраны и даже крышки. Обычно ведром через него «доливают» в систему жидкость, хотя от водопровода всегда можно вывести водозаборный кран.

Несколько десятилетий назад повсеместно использовались открытые конструкции, компенсирующие изменение объёма теплоносителя при естественной циркуляции. Однако постоянный контроль уровня жидкости и её «доливание», сложности монтажа в верхней точке, низкое давление и коррозия металла – всё это привело к выходу на первый план закрытых систем и баков.

Закрытые расширительные баки

Там, где циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, устанавливают баки закрытого типа, именуемые в народе «мембранниками». Он всегда окрашен в красный цвет и конструкционно представляет собой герметичную ёмкость, внутри которой установлена мембрана из технической резины. А вот в синих баках, предназначенных для организации горячего водоснабжения, используется менее долговечная пищевая резина.

Устройство расширительного бака следующее: мембрана в виде баллона или диафрагмы разделяет ёмкость на две части. В верхнюю закачан инертный газ или воздух, а другая отводится для излишков теплоносителя.

С ростом температуры излишки расширяющегося теплоносителя попадают в ёмкость. Объём воздушной камеры уменьшается, и увеличивается давление в камере с воздухом, которое как раз компенсирует высокое давление в системе. При снижении температуры теплоносителя наблюдается обратный процесс.

Закрытый расширительный бак системы отопления может оснащаться фланцевой (сменной) или несменной мембраной. Единственное, но существенное преимущество последнего типа – его низкая стоимость. Мембрана жестко закреплена по периметру ёмкости. В исходном положении она прижата к внутренней поверхности, та как газом заполнен весь объём. При попадании теплоносителя в расширительный бак давление увеличивается.

При пуске системы существует риск разрыва диафрагмы, поскольку давление возрастает резко. В дальнейшем показания на манометре изменяются плавно и не представляют угрозу для её целостности.

Для того, чтобы предотвратить повреждение мембраны, в отопительных системах большого объёма давление контролируют с помощью манометра. Предохранительный клапан срабатывает при достижении максимально допустимого значения. Обычно оно находится в пределах от трёх с половиной до четырёх бар для частных домов.

Фланцевый расширительный бак имеет несколько преимуществ:

• максимальная величина давления значительно больше, чем у бака с несменной диафрагмой;
• возможность замены мембраны через фланец в случае её повреждения или разрыва;
• вертикальное и горизонтальное исполнение изделий. Это даёт больше вариантов размещения в условиях маленькой котельной.

Какой лучше — открытый или закрытый?

Если сравнивать эксплуатационные и потребительские свойства открытого и закрытого типов, то преимущество последнего доказывают следующие факты:

• закрытый бак не выносится наверх, следовательно, можно сэкономить на трубах;
• мембранные баки имеют меньшие габаритные размеры;
• теплоноситель из закрытого бака точно не испарится;
• минимальные теплопотери, в отличие от требующего дополнительной изоляции открытого бака;
• защита труб и узлов систем от коррозии, которая обеспечивается за счёт отсутствия воздуха;
• закрытая система отопления может работать при высоком давлении, тогда как открытая только при низком;
• эксплуатационные расходы мембранника ниже, что у открытого бака.

Ну а вообще, конечно — выбирать вам.

Прежде чем покупать расширительный бак для отопления, нужно выполнить соответствующие расчёты и спроектировать систему. Более подробно об этом читайте в нашем материале: https://aqua-rmnt.com/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

.

Место бака в системе отопления

Расширительный бак системы отопления служит для того, чтобы компенсировать увеличение объёма теплоносителя в результате его температурного расширения.

Если циркуляция принудительная, то давление в точке подключения агрегата равно статическому давлению в этой точке при данной температуре (правило действуют только при наличии одного мембранника). Если предположить, что оно изменится, то получится, что в закрытой системе появилось из ниоткуда некоторое количество жидкости. Это противоречит здравому смыслу.

Открытая система отопления – это сосуд, имеющий сложную форму, со специфичными конвекционными потоками. Все узлы должны обеспечивать быстрый подъём горячего теплоносителя в верхнюю точку и последующий самотечный слив его через радиаторы в котёл. Помимо этого конструкция системы не должна препятствовать перемещению пузырьков воздуха вверх.

Располагают расширительный бак в этом случае всегда в самой высокой точке однотрубной системы, как правило, вверху разгонного коллектора.

Расчет объёма расширительного бака отопления

Определить объём расширительного бака можно несколькими способами. Во-первых, свои услуги предлагают многочисленные проектировочные бюро и отдельные специалисты. Они для расчётов используют специальное программное обеспечение, которое позволяет учесть все факторы, влияющие на стабильную работу системы отопления. Это всё, конечно, замечательно, но дорого.

Во-вторых, можно самостоятельно выполнить расчет расширительного бака по формулам. Здесь нужно быть особенно внимательным, так как малейшая ошибка может существенно исказить итоговые значения. Учитывается всё: объём системы отопления, вид теплоносителя и его физические характеристики, давление.

В-третьих, можно воспользоваться он-лайн калькуляторами для выполнения расчётов. Правда, в этом случае, лучше перепроверить результаты на нескольких ресурсах, дабы исключить вероятность некорректной работы страницы.

В-четвёртых, можно прикинуть на глаз – удельную ёмкость системы отопления приравнять к 15 л/кВт. Это ориентировочные цифры. Такой способ годится только на стадии технико-экономического обоснования. Уже непосредственно перед покупкой обязательно проводят более точные расчёты.

Способ #1 — расчёт по формулам

Основная формула для расчёта выглядит следующим образом:

При расчёте общего объёма отопительной системы учитываются все трубы и радиаторы, тёплые полы и котёл, а также другие элементы. Примерные значения указаны в таблице:

Теперь рассчитываем Pa min и Pa max по формулам:

Способ #2 — онлайн калькулятор для расчёта

Для расчёта объёма расширительного бака можно воспользоваться он-лайн калькулятором. Их существует много (http://www.ktto.com.ua/calculation/brh, http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_rasshiritelnogo_baka_online и другие). Разберём механизм работы на примере калькулятора, предложенного на сайте http://teplo-as.ru/text/podbor/bak.

Эта методика значительно упрощена и годится только для расчёта индивидуальных систем отопления. Поэтапно разберём схему на конкретном примере:

1. определяем тип теплоносителя: в данном случае это вода. Коэффициент её температурного расширения составляет 0,034 при температуре 85С;
2. рассчитываем объём теплоносителя в системе. Например, для котла мощностью 40 кВт объём воды составит 600 литров (15 литров на 1 Квт мощности). Можно, и это будет более точная цифра, суммировать объём теплоносителя в котле, трубах и радиаторах (если такие данные есть);
3. максимально допустимое давление в системе задаётся пороговым значением, при котором срабатывает клапан безопасности;
4. давление зарядки (начальное) расширительного бака может быть больше либо равно (но ни в коем случае не меньше) гидростатическому давлению отопительной системы в точке врезки мембранника;
5. объём расширения (V) рассчитывается по формуле V = (C* βt)/(1-(Pmin/Pmax));
6. расчётный объём округляем в большую сторону (это никак не скажется на работе системы).

Расширительный бак подбирается так, чтобы компенсировать этот самый расчетный объём (см. таблицу):

Мембранные расширительные баки могут быть использованы при монтаже закрытой системы отопления. Об этом читайте в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/zakrytaya-sistema-otopleniya.html.

Несколько советов напоследок

Важным критерием выбора расширительного бака является настройка клапана безопасности (предохранительного), который является элементом обязательным для экспанзомата (СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»). Пороговое значение, после которого срабатывает защита, больше допустимого для самого «слабого звена» системы на 10% (такие настройки учитывают разницу высот мембраны и клапана).

Чтобы иметь возможность регулировать предельно допустимое давление в системе, отдавайте предпочтение клапанам с возможностью регулировки. Обязательным требованием ко всем таким защитным устройствам является наличие устройства «подрыва» (принудительного открывания). Оно позволяет периодически проверять работоспособность клапана и не допустить залипания золотника.

Подбор расширительного бака осуществляется с учётом качества, устойчивости к диффузии и эксплуатационных характеристик мембраны (диафрагмы), диапазона рабочих температур, срока эксплуатации. Обязательно убедитесь, что пороговые значения давления в котле и баке совпадают, а также проверьте соответствие мембранника требованиям безопасности и качества, предъявляемым к таким агрегатам.

aqua-rmnt.com

Открытая отопительная система с естественной циркуляцией  имеет ряд особенностей:

• Много растворенного воздуха в системе, что может привести к коррозии внутренних металлических элементов в системе.
• Большая инертность системы. После включения нагрева дом нагревается медленно. Прогревать систему надо постепенно, иначе вода попросту закипит в котле, в то время как в радиаторах она будет еще холодная.
• Дом прогревается равномерно
• Большая разница температур между подачей и обраткой
• Расход топлива больше (низкий КПД), чем в закрытой системе с циркуляционным насосом
• Независимость от электричества
• Система простая, в ней практически нечему ломаться. Достаточно простой монтаж.
• Эстетически не слишком хорошая, т.к. используются трубы большого диаметра, а порой и в качестве радиаторов используются трубы повышенного диаметра
• Система достаточно громоздка
• Нельзя в системе использовать антифриз
• Вода из системы постепенно испаряется, поэтому ее надо периодически доливать. Желательно установить  автоматический долив.
• Котел надо устанавливать в самой низкой точке системы. Лучше всего – в подвале, либо в каком нибудь углублении.
• Расширительный бак устанавливается в самой высокой точке системы. Если установить его на чердаке – его надо утеплить.
• Бесшумная работа, из за отсутствия циркуляционного насоса

Но тем не менее эту систему с успехом использовали и используют при монтаже отопления в небольших частных домах высотой в 1 или 2 этажа.

Опишем всю систему по порядку:

Отопительный котел

В открытой системе можно использовать любой котел:

• Газовый
• Дизельный
• Твердотопливный
• Электрический

Трубы отопления

Как мы и писали они должны быть большого диаметра. Подробнее про подбор диаметра труб отопления читайте ЗДЕСЬ. Горизонтальные участки должны иметь обязательный уклон – 3-4 см на метр трубопровода. Система должна быть как можно проще, чтобы гидравлическое сопротивление было меньше. Использовать меньше угольников, тройников, редукционных переходов и пр.

Расширительный бак

Располагается на чердаке. Поскольку обычно чердак – это неотапливаемое помещение, то бак надо утеплить, иначе зимой вода в нем может замерзнуть. Бак компенсирует температурные колебания уровня воды. К тому же иногда в системе может закипеть вода (бывает если слишком быстро начать топить котел), а пузырьки значительно увеличивает объем. Для этого и служит излишний объем в расширительном баке.

Желательно предусмотреть возможность дренажа излишней воды из бака при переполнении. Для этого воду можно вывести либо в канализацию, либо просто на улицу.

Следует иметь в виду, что вода из открытой системы испаряется. Поэтому необходима подпитка системы водой. Делать это можно вручную, периодически залезая на чердак и подливая воду, а можно сделать расширительный бак  по подобию унитаза – с автоматической доливкой воды.

Но так делают редко. Обычно просто используют емкость.

Сверху бак лучше закрыть крышкой, чтобы меньше испарялась вода.

Циркуляционный насос

Должен располагаться так, чтобы была возможность естественной циркуляции, при аварийном отключении электричества.

Насос стоит на отводе от основной подающей трубы. В норме шаровой кран 1 на подающей трубе перекрыт, и работает циркуляционный насос, нагнетая воду в систему отопления.

Но когда происходит аварийное отключение электричества, то насос перестает работать. В этом случае открывают Кран Шаровой 1 и вода начинает циркулировать по системе самотеком, разумеется более медленно.

Но для перекрытия шарового крана 1 необходим человек! Поэтому обычно вместо него ставят обратный клапан с расширением. В таком обратном клапане гидравлическое сопротивление намного меньше, чем в классическом.

Отопительные приборы

В системах с естественной циркуляцией можно использовать только радиаторы, а также толстые трубы в качестве радиаторов (у них меньше гидравлическое сопротивление).

А вот конвекторы увы использовать нельзя – через них естественная циркуляция попросту не пойдет.

Резюмируя вышесказанное – открытая система – это прошлый век. Медленный прогрев, большая инертность системы, большое количество растворимого воздуха, громоздкость труб, низкий КПД делают ее непривлекательной для современных отопительных систем. Так что ее используют в крайних случаях – например в местности, где часто отключают электричество.

Самые популярные сейчас это закрытые системы с принудительной циркуляцией теплоносителя двухтрубные или коллекторно-лучевые.

teplopraktik.ru

Что такое «открытая система отопления»?

На сегодняшний день открытая система отопления (она же самотечная) получила наибольшее распространение в частных домах, расположенных за городом. Основная причина этого состоит с ее простоте, надежности и энергетической независимости. Не секрет, что во многих сельских районах по сей день наблюдаются перебои с электроснабжением, что может вывести из строя энергозависимую систему автоматического контроля и привести к замерзанию теплоносителя.

В подобных условиях эксплуатации намного проще и надежнее выбрать открытую систему отопления, в основе которой лежит естественная циркуляция теплоносителя, возникающая за счет перепада давления между нагретым теплоносителем, выходящим из котла, и обратной водой, поступающей в него.

Конструкция самотечной системы отопления предельно проста и состоит из следующих элементов:

• Котла отопления
• Радиаторов
• Расширительного бака открытой системы отопления

Как работает открытая система отопления?

В открытой системе отопления в качестве теплоносителя используется обычная водопроводная вода. Ее заливают в систему отопления перед запуском, как правило, в начале отопительного сезона. На следующем этапе разжигают котел и начинают нагрев воды, находящейся в нем.

Горячая вода устремляется вверх и создает направленное движение теплоносителя, возможное только при наличии замкнутого циркуляционного контура, в котором не должно быть пустот и воздушных пробок.

Как известно, вода при нагревании расширяется и создает в системе избыточное давление, способное разорвать самые прочные трубы и котел. Чтобы этого не произошло, «лишнее давление» необходимо сбросить. Самый простой способ состоит в сливе части воды, выходящей за пределы системы отопления при нагреве. Для этого достаточно было бы в самой верхней части системы оставить открытый сбросной люк или кран.

Но при этом следует помнить, что в системе отопления теплоноситель не только нагревается, но и остывает, уменьшаясь при этом в объеме, что может создать пустоты в циркуляционном контуре и остановить циркуляцию. Если вспомнить, что самотечная система отопления не имеет надежной защиты от различных экстренных ситуаций, то нетрудно представить последующий за прекращением циркуляции теплоносителя перегрев котла и его закипание.

Устранить все возможные негативные последствия просто: достаточно установить расширительный бак открытой системы отопления

О чем идет речь

Расширительный бак открытой системы отопления это открытый резервуар, свободно сообщающийся с атмосферой. Отсюда и название: открытая система отопления. При этом расширительный бак подсоединен к контуру отопления в самой высокой его части. При расширении воды и увеличении ее в объеме вследствие нагрева бак заполняется и аккумулирует излишки теплоносителя.

При охлаждении воды и уменьшении ее объема часть воды из расширительного бака поступает обратно в систему отопления, что полностью исключает образование пустот и нарушение циркуляции.

Следует отметить, что наличие открытого расширительного бака позволяет пузырькам воздуха и газа, содержащимся в воде, уходить в атмосферу, что также немаловажно для нормальной работы системы отопления.

Конструкция расширительного бака открытой системы отопления предельно проста и обычно состоит из прямоугольного металлического ящика с хорошими сварными швами, в котором установлен кран для сброса воды.

Бак снабжен крышкой и смотровым отверстием. Для предотвращения замерзания теплоносителя, его принято утеплять.

aquagroup.ru

Отличия конструкции«>Отличия конструкции

Расширительный бак для отопления открытого типа довольно прост по своей конструкции. Это металлический сосуд произвольной формы, обычно прямоугольной. В нем в обязательном порядке есть отверстие, через которое поступает и убывает вода из контура. Также он может быть оснащен дополнительными, но необязательными, патрубками:

• для слива воды. Если вы налили в расширительный бачок системы отопления открытого типа воды больше чем надо, то когда начнет работать котел и жидкость вытиснится в резервуар, ее может стать слишком много. Если слива нет, то излишки вытекут через верх. В свою очередь, патрубок для вывода лишней воды подсоединяется к канализации, что очень удобно;
• для подпитки. Это патрубок, который соединяется с водопроводом. Когда уровень воды в баке падает до определенного уровня, вода автоматически поступает из водопровода в резервуар. Для того чтобы контролировать количество воды, устанавливается специальное приспособление.

Баки нового образца выпускают с крышкой. Она не допускает попадания разного мусора внутрь. Но даже если ее нет, ничего страшного, на работу отопления это никак не повлияет.

Расширительный бак для отопления закрытого типа имеет более сложную конструкцию. Первое что хотелось бы отметить, так это его цвет. Баки для отопления красят красной краской. Бывают и другие герметичные резервуары, которые окрашены синим цветом. Они называются гидроаккумуляторы и устанавливаются в контурах холодного водоснабжения.

Для отопления используются красные баки, а для водопровода – синие. Несмотря на свою внешнюю схожесть – это абсолютно разное оборудование, выполняющее различные задачи.

Расширительные баки для отопления закрытого типа состоят из:

• металлического герметичного корпуса. Форма может быть плоской или баллонной. Также бывают разборные и неразборные модели;
• резиновой мембраны. Разделяет внутреннее пространство корпуса на два отсека и исключает контакт между ними;
• камеры для воздуха. В ней находится воздух под давлением. Регулировать количество атмосфер можно самостоятельно через встроенный ниппель. Для него подходит машинный насос. Если увидели бак без ниппеля, не удивляйтесь, дешёвые модели бывают и без него. Настройка такого бака своими руками невозможна;
• резервуара для жидкости. Он соединен с контуром, и вода беспрепятственно может в него входить и выходить.

Отдельно остановимся на креплении. Расширительный бак в закрытой системе отопления крепится на стену благодаря ушам с отверстиями на корпусе. Есть модели с ножками, они просто ставятся на пол. Часто никакого крепления производителем не предусмотрено и приходится как-то выходить из сложившейся ситуации. Тут уж кто на что горазд, но проще всего купить готовое крепление, которое состоит из пластины и хомута.

Где и как устанавливать«>Где и как устанавливать

В системе отопления с расширительным баком открытого типа резервуар ставится в самой высокой точке, только так и не иначе. На этом можно было бы переходить к герметичным контурам, но есть некоторые нюансы. Открытый расширительный бачок для отопления располагается в следующих местах:

• на подаче, сразу за котлом;
• на обратке, при этом он выводиться вверх;
• на дальнем стояке.

При этом различается не только расположение резервуара, а и вся конструкция. Иногда есть необходимость установки двух баков. Это в том случае, если в контуре есть карманы, в которых скапливается воздух. Вы спросите, почему же так спроектировали систему, что в ней воздушные пробки образуются? К сожалению не всегда все получается без сучка, без задоринки. Иногда просто выбора нет, вот и приходится искать варианты. Ведь контур надо спроектировать так, чтобы он работал автономно, и вода текла самотеком. Для этого делают уклоны в несколько градусов в сторону обратки. То есть сначала котел нагревает воду, она поднимается вверх, а затем постепенно возвращается по кругу.

Закрытый расширительный бак в системе отопления ставятся в любой точке контура, за исключением отрезка за насосом. Это связано с тем, что насос постоянно нагнетает поток и на участке непосредственно за ним давление выше, чем во всем контуре. О важности правильной настройки бака уже было сказано. Выходит так, что резервуар настроен под определенное давление в контуре, а эксплуатируется совсем в других условиях. Помимо этого часть жидкости, толкаемой насосом, будет заходить в бак. Это немного погасит скорость потока. В обоих случаях происходит нарушение работы отопления, а это нехорошо.

Лучше всего установить расширительный бак в системе отопления закрытого типа на обратном потоке рабочей жидкости, перед нагревателем. Также резервуар может иметь любое расположение в пространстве:

• вертикально;
• горизонтально;
• вверх ниппелем;
• вниз ниппелем.

Все варианты являются правильными. Но при этом есть маленькая хитрость. Если позволяет место, лучше установить бак вертикально ниппелем вниз. Такое расположение исключает попадание пузырьков воздуха в отсек для воды, так как жидкость выталкивает воздух вверх. Его скопление станет причиной уменьшения объёма резервуара и повлечет за собой необходимость настройки. Но этот процесс настолько медленный и, учитывая тот факт, что бак выбирается с хорошим запасом, можно особо не переживать по этому поводу.

utepleniedoma.com

Особенности применения расширительного бака

 
Применение расширительного бака, такого как на фото, обосновано тем, что нагрев воды на 10 градусов приводит к увеличению ее объема на 0,3%. Таким образом, когда температура теплоносителя в системе возрастает с 10-15°С до 80-95°С, тогда ее объем станет больше примерно на 2,4-2,8%. При количестве жидкости в системе, равной 100 – 300 литрам, разница может достичь от 2,5 до 8 литров воды. А это немалое количество теплоносителя, который спрятать в трубах и радиаторах невозможно. 

Требуется дополнительная емкость, а точнее расширительный бак достаточного объема и подходящего типа. В него при нагревании будет направляться излишняя вода и наоборот из устройства в систему станет поступать теплоноситель в случае охлаждения жидкости. 

Назначение расширительного бачка

Расширительное устройство необходимо: 

• для временного удаления избытка теплоносителя из системы при нагревании воды и для водостока, когда превышен максимальный уровень бака;
• для возврата теплоносителя в отопительную систему при его охлаждении;
• для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления путем регулировки объема воды;
• для накопления и удаления воздуха и паров из жидкого теплоносителя, которые начинают появляться в процессе его нагрева. Так в воде содержится некий объем воздуха: он составляет на один литр до 40 миллиграммов. Когда вода прогревается, почти 90% этого воздуха имеет вид пузырьков. Расширительный бак отводит лишний воздух в атмосферу. 

Типы расширительных баков

 
В зависимости от особенности конструкционного решения эти устройства бывают следующих типов: 

• открытый расширительный бак для отопления;
• закрытый расширительный бак со сменной или несменной (диафрагменной) мембраной (прочитайте: «Делаем подбор расширительного бака для отопления»). 

Открытые расширительные баки

   
Расширительный бак открытого типа для отопления имеет преимущества и недостатки. Эти устройства монтируют в верхней точке отопительной конструкции (главного стояка), как правило, в чердачных помещениях и они представляют собой емкость цилиндрической или прямоугольной формы открытого или полуоткрытого вида. Чаще всего бак выглядит как параллелепипед, сделанный из листовой стали и обязательно теплоизолированный от окружающего воздуха. 

В расширительные баки для отопления открытого типа на определенном уровне вваривают или другим способом прикрепляют контрольную трубу, предназначенную для слива жидкости в канализацию или на улицу в случае превышения допустимого уровня (прочитайте также: «Открытая и закрытая система теплоснабжения — преимущества и недостатки в сравнении»). 

Недостатки, которые имеет расширительный бак открытого типа для отопления – это, прежде всего, его открытость (контакты с атмосферным воздухом) и большие размеры. Поскольку устройство открыто или полуоткрыто, отмечается значительная испаряемость воды из системы теплоснабжения, а значит, требуется постоянный контроль над уровнем теплоносителя. В случае его недостатка следует своевременно пополнять объемы жидкости. 

Наличие открытой конструкции у расширительного бака приводит к дополнительному поступлению воздуха в отопительную систему, что вызывает повышенную коррозию отдельных ее элементов. Следует отметить, что такого типа устройства сейчас можно встретить в жилых постройках, эксплуатируемых на протяжении не одного десятка лет. 

Чтобы смонтировать расширительный бак для отопления открытого типа и обеспечить его надежную теплоизоляцию потребуются дополнительные усилия и финансовые расходы, поскольку необходимо укрепление перекрытия и покупка материалов для утепления и прочее. 

teplospec.com

Физические свойства воды

Одно из физических свойств воды – практически нулевая способность сжиматься. Это значит, что при попытке уменьшить её объём (то есть сжать) происходит резкое увеличение давления. 

А ещё вода (как и другие материалы) может увеличивать свой объем при нагревании. Это свойство называется термическое расширение. У воды оно начинается уже при температуре +4°C. Впрочем, при понижении температуры ниже этой отметки вода тоже начинает расширяться. Это явление называют парадоксом воды. При температуре в +4°C вода имеет наибольшую плотность: вес 1 л = 1 кг.

Однако для систем отопления этот парадокс не важен, потому что температура воды, подаваемой котлом в радиаторы, значительно выше.

Увеличение объёма воды при нагревании. Фото с сайта agrovodcom.ru

Возьмём ёмкость с переливом, который ограничивает объём, равный 1000 см³. Нальём в неё 1 л воды, имеющей температуру +4°C, а затем приступим к нагреву. Плотность воды начнёт уменьшаться, а объём – увеличиваться. 

Так как перелив ограничивает известный объём, излишек воды выльется. При нагреве от +4°C до +90°C (обычная температура воды в системе отопления) этот излишек составит 39,95 см³ (или 34,7 г). Именно этот процесс и происходит в системе отопления, когда котёл нагревает воду.

Что такое расширительный бак

Вспомним: если мы пытаемся сжать воду (то есть в нашем случае уместить увеличившееся количество теплоносителя в заданный объём отопительной системы), растёт давление. Чтобы излишек воды, образовавшийся при нагреве, не испортил трубы и приборы, нужно его куда-то слить, как в мерную ёмкость в опыте.

Но сливать воду из системы отопления мы не можем. Значит, излишек нужно временно «отложить» в какой-нибудь «карман», чтобы потом, когда температура воды снизится, а плотность её повысится, он вернулся в систему, и вода заняла тот же объём, что был изначально.

Расширительный бак в системе отопления

В системе отопления таким «карманом», принимающим избыток воды, образующийся при тепловом расширении, служит расширительный бак. Его задача – быть демпфером (компенсатором) давления в системе.

Открытые и закрытые расширительные баки

Расширительные баки могут быть открытого и закрытого типа. То есть сообщающиеся с атмосферой или с контролируемым, хотя и изменяющимся давлением.

Открытый расширительный бак

Мензурка из описанного опыта, в которую вылился излишек воды при температурном расширении, и есть самый простой открытый расширительный бак. Его недостаток в том, что вылившуюся воду нужно вернуть в систему в ручном режиме. Попросту говоря, перелив обратно в ёмкость, в которой воду нагревали. 

Естественно, для системы отопления такой примитивный способ не подходит. Поэтому расширительный бак открытого типа для отопления схематично выглядит так:

Схематичное устройство расширительного бака открытого типа. Иллюстрация из книги Сканави А. Н. и Махова Л. М. «Отопление»

Открытый расширительный бак можно либо купить готовый, либо сделать самостоятельно. Для этого подходит любая ёмкость нужного объёма, например, пластиковая канистра. 

Расширительный бак закрытого типа

Сейчас чаще стараются использовать закрытые баки: они более компактны и лишены отрицательных черт открытых, которым свойственно обмерзание, насыщение теплоносителя кислородом, повышенная коррозийность. Баки закрытого типа герметичны и состоят из двух камер: водяной и воздушной. 

Компенсация давления происходит следующим образом: излишек воды заполняет водяной отсек и давит на эластичную перегородку между двумя камерами, а воздух (или газ), находящийся в воздушном отсеке, сжимается. В отличие от воды газ можно подвергнуть значительному сжатию без сильного увеличения давления.

Разновидности мембран расширительного бака. Фото с сайта profiteplo.com

В продаже есть два типа закрытых расширительных баков, различающихся по своему устройству:

• с мембраной тарельчатой формы;
• с грушевидной мембраной.

Как правильно установить расширительный бак в системе отопления

Разобравшись с теоретическими основами и видами компенсационных ёмкостей, перейдём к главному вопросу: где и как установить расширительный бак в системе отопления.

Правильный ответ на него – где хотите. То есть расширительный бак можно установить и на «подаче» – магистрали системы, ведущей от котла к отопительным приборам, и на «обратке» – трубе, по которой вода возвращается в нагревательный прибор (котёл), отдав своё тепло радиаторам. Свою функцию буфера, сдерживающего рост давления, он будет выполнять в любом случае.

Расширительный бак, установленный на обратной магистрали
 
И в том и в другом способе есть свои плюсы и минусы. Место установки выбирают, ориентируясь на проектные особенности конкретной отопительной системы. А также на удобство монтажа и последующего обслуживания. 

Нюансы 

Открытый бак, в отличие от мембранного, можно установить в системе с естественной циркуляцией воды, то есть в энергонезависимой – не требующей электричества. В системе с принуждением необходим насос. Поэтому открытый расширительный бак устанавливается в самой высокой точке, расположенной выше всех отопительных приборов. Чаще всего такая точка находится на чердаке. Сегодня, когда подкрышное пространство в частных домах тоже задействуют, устраивая там жилое помещение, такой вариант часто оказывается неподходящим.

Ограничений по размещению закрытого бака нет. Он может стоять в любом удобном месте и в любом положении.

Схема установки открытого расширительного бака. 1 – котёл, 2 –магистраль подачи теплоносителя, 3 – открытый расширительный бак, 4 – отопительный прибор, 5 – насосный узел. Фото с сайта stroim-svoi-dom.ru

Хотя мембранный бак можно установить и перед отопительными приборами, и после них, обычно его монтаж проводят по второй схеме (на «обратке»). Потому что после котла вода, как правило, подаётся очень высокой температуры, от которой мембрана бака может в скором времени прийти в негодность. К тому же при таком варианте установки (после отопительных приборов) котёл и насос не подвергаются скачкам давления и работают в более комфортном режиме.
 
Следует обратить внимание, что если насос в системе внешний (не встроен в котёл), то компенсирующую ёмкость нужно устанавливать перед насосом, а не после него. Иначе расширительный бак будет реагировать на избыточное давление, создаваемое насосом, и работать неправильно.

Кстати, не спешите с выбором и покупкой расширительного бака. Прежде уточните, возможно, ваш котёл уже оборудован не только собственным насосом, но и компенсирующей ёмкостью, находящейся в корпусе котла.

Общие правила 

Определив гипотетическое расположение расширительного бака, выберите правильно фактическое место его монтажа.
        

Расширительный бак нужно устанавливать так, чтобы его было удобно обслуживать

• компенсирующую ёмкость нужно устанавливать так, чтобы её было удобно обслуживать: между баком и стеной или другим оборудованием необходимо оставить свободное пространство;
• водоподводящая арматура не должна давить или тянуть за патрубок бака: закрепляйте подводящие трубы отдельно; это также упростит демонтаж ёмкости при необходимости;
• для демонтажа и ремонта или замены установите перед баком отдельный отсекающий кран.

После монтажа закрытой расширительной ёмкости, возможно, потребуется рассчитать давление и произвести её настройку.

7dach.ru