Правила выбора: какой расширительный бак нужен для отопления частного дома?

Где и как установить расширительный бак

Мембранные расширительные баки рекомендуется устанавливать на обратной линии системы отопления, недалеко от котла, перед циркуляционным насосом, водяным патрубком вверх (горизонтальные баки: влево или вправо).

Рекомендуемый производителем способ установки мембранного расширительного бака Джилекс: 1-воздухоотводчик; 2-предохранительный клапан; 3-манометр; 4-корпус группы безопасности; 5-расширительный бак; 6-отопительный котел; 7-радиаторы отопления; 8-циркуляционный насос. Иллюстрация: ИЭ 1.1/2017ЛММембранный расширительный бак установлен правильно. Фото: Википедия

Не рекомендуется устанавливать экспанзоматы водяным патрубком вниз — это будет способствовать скоплению воздуха в баке, который будет невозможно удалить из системы. Также не рекомендуется устанавливать бак на напорной линии системы отопления, чтобы продлить срок службы мембраны.

Открытые расширительные баки по традиции монтируются в самом высоком месте дома так, чтобы труба, идущая от бака, входила в обратную линию системы отопления недалеко от входа в котел. Также требуется обеспечить удобство наполнения системы водой и контроль уровня воды в баке без дополнительных ухищрений.

• Группа безопасности для отопления
• Циркуляционный насос: выбор, расчет, рекомендации

Как изготовить бак своими руками

Схема устройства котла.

Подобную емкость для воды и воздуха можно сделать своими руками. Изготавливается бачок из углеродистой стали. Для этого подойдет любая емкость объемом от 10-12 л. При этом нужно учитывать, что вместимость его должна составлять не менее 4% от общего объема циркулирующей в системе воды. Емкость тары можно определить путем заливки туда воды с помощью трехлитровой банки. Для бака можно использовать металлические фляги от лакокрасочных материалов

Очень важно, чтобы толщина стенок была не менее 2,5 мм. Автомобильные же топливные баки не совсем подходят для этих целей, так как их толщина невелика. Если у вас есть в наличии баки грузовых автомашин, то они прекрасно справятся с поставленной для них задачей

Внутренняя поверхность покрывается водоупорными красками, а наружная – эмалью. Можно применять отрезок трубы, но только с большим сечением (20-30 см). Но самый оптимальный вариант – бак из нержавеющей стали от стиральной машины. Сварить бак можно и с помощью простого стального листа толщиной 2,5-4 мм

Если у вас есть в наличии баки грузовых автомашин, то они прекрасно справятся с поставленной для них задачей. Внутренняя поверхность покрывается водоупорными красками, а наружная – эмалью. Можно применять отрезок трубы, но только с большим сечением (20-30 см). Но самый оптимальный вариант – бак из нержавеющей стали от стиральной машины. Сварить бак можно и с помощью простого стального листа толщиной 2,5-4 мм.

После того как выбрана емкость, необходимо ее очистить. Если в ней содержатся остатки горюче-смазочных материалов, нужно убрать их путем выпаривания горячей водой, щеткой. Емкость должна просохнуть. После этого потребуется приварить штуцеры. Штуцер желательно приваривать сбоку на высоте 4-10 см от плоскости дна. Это будет способствовать осаждению мелких частиц, ржавчины.Они нужны для присоединения бака к трубам. Бак нужно оснастить крышкой с помощью болтов или люком. Он нужен для того, чтобы можно было периодически очищать емкость. Для того чтобы определить уровень воды в баке, можно изготовить щуп. Для этого в баке потребуется сделать небольшое герметичное отверстие.

Схема размеры частей котла для самостоятельного изготовления.

Далее изготавливается штуцер из стали в соответствии с диаметром отверстия. Если штуцер будет ввариваться в расширительный бак, то потребуется пробка для закручивания из латуни или бронзы. Она обязательно должна иметь грани для гаечного ключа. Внутрь пробки кладется резиновая прокладка толщиной 4-5 мм. На самом щупе наносят деления и держат его вне бака. Для проверки уровня воды сперва нужно открутить пробку, опустить щуп в бак (щуп должен быть сухим), достать его и снова закрутить пробку. Резьбу на штуцере нужно смазать жиром или маслом, чтобы не было проблем с открыванием. Если бак возводится на чердаке, потребуется его утеплить. Снаружи и внутри бак покрывается масляной краской.

Устройство и принцип работы

А теперь следует подробно рассмотреть, из каких элементов состоят баки расширения, и как они работают. Для начала выясним, как устроен подобный элемент.

Как правило, конструкция расширительного бака в целом помещается в штампованном корпусе из стали. Он имеет форму цилиндра. Чуть реже встречаются корпуса в виде своеобразных «таблеток». Обычно для производства этих элементов используются высококачественные металлы, покрытые антикоррозийным защитным составом. Внешняя сторона бачков покрывается эмалью.

Для отопления используются бачки расширения с корпусом красного цвета. Также встречаются и синие варианты, однако обычно такой окрас носят водяные аккумуляторы, которые являются составными частями водоснабжающей системы.

С одной из сторон бака находится резьбовой патрубок. Он требуется для обеспечения возможности врезки в отопительную систему. Бывают случаи, когда в комплект поставки также входят такие элементы, как фитинги. Они значительно упрощают монтажные работы.

С другой же стороны, находится специальный ниппельный клапан. Данный элемент служит для формирования нужного уровня давления во внутренней части воздушной камеры.

Во внутренней полости расширительный бак разделен с помощью мембраны на 2 отдельные части. Ближе к патрубку находится камера, предназначенная для теплового носителя, а с противоположной стороны есть воздушная камера. Обычно мембраны для баков изготавливаются из очень эластичного материала, который отличается минимальными значениями диффузии.

Принцип работы расширительного бака в системе отопления является очень простым и понятным. Разберем его детально.

• В изначальном состоянии, в момент подключения резервуара к системе и ее наполнения тепловым носителем, конкретный объем воды проходит сквозь патрубок в отсек с водой. Показатель давления в обоих отсеках постепенно уравнивается. Далее подобная незамысловатая система обретает статичность.
• При росте температурного значения осуществляется непосредственное расширение теплового носителя в объемах в отопительной системе. Этот процесс происходит с сопровождением роста показателей давления. Лишняя жидкость отправляется в сам бак, а потом давлением подгибает мембранную деталь. В этот момент объем камеры для теплоносителя становится больше, а воздушного отсека, наоборот, сокращается (в этот момент в нем растет давление воздуха).
• Когда температура опускается и уменьшается общий объем теплового носителя, излишнее давление в камере с воздухом провоцирует смещение мембраны назад. Тепловой носитель в это время возвращается обратно в трубопровод.

Если параметры давления в системе отопления доходят до критических отметок, должен запуститься клапан, что относится к «группе безопасности». В такой ситуации он будет отвечать за выпуск лишней жидкости. Определенные модели расширительных баков имеют свой индивидуальный клапан предохранения.

Разумеется, стоит учитывать, что конструкция бака главным образом зависит от разновидности конкретной приобретенной модели. Например, они бывают неразборными или с возможностью замены мембранного элемента. В комплекте с подобными товарами могут идти такие детали, как хомуты для настенного крепления либо специальные подставки – небольшие ножки, с которыми напольный агрегат проще расположить на ровной плоскости.

Расширительные баки с мембраной-диафрагмой обычно являются неразборными. Во многих случаях в них присутствует баллонная мембранная деталь – она производится из податливого и эластичного сырья. По своей сути, эта мембрана являет собой обычную водяную камеру. По ходу роста давления она растягивается и увеличивается в объеме. Подобные разновидности бачков обычно дополняются разборным фланцем, который дает возможность самостоятельно менять мембрану, если она сломается.

Выбор схемы открытого теплоснабжения

Установка котла в открытой отопительной системе

На первом этапе проектирования важно правильно подобрать схему открытой системы отопления с насосом. Она зависит от параметров дома, требуемого теплового режима работы теплоснабжения и финансовых возможностей

Рассмотрим основные параметры, которые напрямую будут влиять на выбор и дальнейший расчет открытой системы отопления:

• Общая площадь отапливаемых помещений. Если эта характеристика меньше 60 м² – можно устанавливать гравитационную систему;
• Этажность дома и высота потолков. Для гравитационной системы обязательным условием является наличие разгонного стока. Без него может появиться воздух в открытой системе отопления и ухудшится циркуляция;
• Расчетный тепловой режим работы. Для низкотемпературного применяется открытая система отопления с циркуляционным насосом. В противном случае небольшое расширение воды не создаст необходимую циркуляцию.

Только после тщательного анализа этих показателей, а также расчета тепловых потерь в доме можно решить – поставить отопление открытого типа с насосом или без него.

Гравитационная отопительная система

Гравитационная система

Главным отличием гравитационной от остальных является полное отсутствие каких-либо механизмов для принудительного движения жидкости по трубам. Т.е. это процесс осуществляется только за счет температурного расширения горячей воды.

Для корректной работы теплоснабжения в обязательном порядке устанавливается разгонный стояк. Он монтируется непосредственно после котла и располагается вертикально. Его высота должна быть не менее 3,5 м. Если это условие не выполнить – то нагретая жидкость, идущая от котла для открытой системы отопления, не будет иметь достаточной скорости.

Помимо этого фактора необходимо учитывать такую специфику организации открытой системы отопления с естественной циркуляцией:

• Обязательный уклон труб. Подающая магистраль от стояка должна быть наклонена в сторону отопительных приборов. Обратная – к котлу. Уровень наклона – 1 см на каждый метр;
• Котел располагается в самой низкой точке схемы;
• Для нормальной работы нужны расширительные баки открытого типа для систем отопления. Они также монтируются для схем с принудительной циркуляцией.

Устанавливать электрокотел для открытой системы отопления гравитационного типа не рекомендуется. Так же, как и газовый аналог. Это объясняется высокой вероятностью появления воздушных пробок, которые могут привести к перегреву теплообменника.

Принудительная циркуляция в отоплении

Схема открытой системы с насосом

В последнее время владельцы частных домов и дач модернизируют отопительную систему, устанавливая всего лишь один компонент – насос. Он предназначен для улучшения циркуляции теплоносителя.

В целом обустройство открытой системы отопления с циркуляционным насосом ничем не отличается от вышеописанного

Важно правильно выбрать место установки насоса. Он монтируется на обратной трубе перед ее входом в котел отопления

Оптимальное расстояние должно составлять 1,5 м.

Схема насосного узла

Для этой схемы открытого отопления необходимо учитывать следующие моменты:

• Насос устанавливается на байпасе. Это необходимо для обеспечения циркуляции воды в случае его поломки или отключения электричества;
• Обязательно монтируется обратный клапан. Он предотвратит появление эффекта обратной циркуляции;
• Во время монтажа учитывается направление движения теплоносителя.

Для открытой схемы отопления с циркуляционным насосом следует рассчитать его параметры – напор и производительность.

Технология установки бачка в системе

Схема составных частей котла для отработки.

Для установки мембранного или простого бачка потребуется знать основные этапы его установки. Сперва нужно приобрести емкость (бак) нужного объема, например, 12-литровый. С помощью насоса из него выкачивается весь воздух. После этого снова накачиваем его воздухом до 1,1 кПа

Очень важно, чтобы давление в системе было выше, нежели в бачке, примерно на 0,1-0,2 кПа. Затем выключают котел из сети, закрывают все краны для подачи воды, сливают воду с батарей. Чтобы соединить бак с трубами, понадобится аппарат для спаивания, муфты и фитинги (устройства для скрепления деталей)

Фитинг состоит из 2 частей: одна прикручивается к резьбе на баке, а вторая припаивается к самой трубе. Бак рекомендуется ставить там, где давление минимально

Чтобы соединить бак с трубами, понадобится аппарат для спаивания, муфты и фитинги (устройства для скрепления деталей). Фитинг состоит из 2 частей: одна прикручивается к резьбе на баке, а вторая припаивается к самой трубе. Бак рекомендуется ставить там, где давление минимально.

Что представляет собой расширительный бачок

Расширитель – это металлическая емкость, которая предназначена для регулировки давления внутри теплосети. Выделяют всего три разновидности, но применяют всего две.

Суть работы механизма заключается в том, что при существенном увеличении уровня нагрузки в обогревательном сооружении появляются излишки воды, которые упорно ищут выход.

Вода при подъеме температуры расширяется все больше, постепенно нарастает сила, с которой влага давит на стенки труб изнутри. Если не установлено расширительного оборудования, то трубы может прорвать в любом месте, что чревато получением ожогов от кипятка, порчей имущества, остыванием дома.

Бачок расширения

Чтобы подобного не произошло, нужно выбрать подходящую модель бачка и правильно установить, регулярно проверять исправность работы агрегата.

Какой вариант расширительной техники выбрать и как его установить можно посмотреть в следующем видео:

https://youtube.com/watch?v=4hyn0uzrf4Y

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:

где С – общий объём теплоносителя в отопительной системе, л;Pa min – настроечное (первоначальное) абсолютное давление в расширительном баке, бар;Pa max – максимальное (предельное) абсолютное давление, которое возможно в расширительном баке, бар.

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

Примечание:* без учёта объёма аккумулирующих жидкостей;** усреднённая величина.

В таблице приведены значения коэффициента βt – показателя температурного расширения теплоносителя, которые соответствуют максимальной разнице температур в работающей и неработающей системе.

Теперь рассчитываем Pa min и Pa max по формулам:

По первой формуле рассчитывается абсолютное настроечное давление (h2 подставляется со знаком «минус» при расположении бака ниже точки врезки). По второй формуле определяется абсолютное максимально возможное давление в расширительном баке.

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.

* — лучше брать максимально точную цифру. Если данных нет, тогда 1 кВт мощности равен 15 л;** — должно равняться статическому давлению системы отопления (0,5 бар = 5 м);*** — это давление, при котором срабатывает клапан безопасности.

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):

Коэффициент заполнения теплоносителем расширительного бака определяется по таблице исходя из комбинации значений максимального и начального давления. Далее расчётный объём умножается на коэффициент и полученная цифра является рекомендуемым объёмом мембранника

Пластмассовый бак

Здесь просто берется пластиковая емкость. На роль бака подойдет и канистра 10-40 литров, и обычное ведро на 10 или 12 литров. Более предпочтительным вариантом будет основа прямоугольного сечения.

К ней следует приобрести резьбовой штуцер с резьбой на два сгона и резиновая шайба по диаметру штуцера, а также две гайки под диаметр и шаг резьбы сгонов.

Затем один из торцов штуцера нагревается на открытом огне паяльной лампы, газового резака или газовой плиты и этим нагретым штуцерным сгоном прожигается дно канистры, ведра либо какой-то другой емкости, предназначенной под расширительный бак. После этого следует обрезать верх изделия и прожечь с помощью раскаленного на открытом огне гвоздя три отверстия. Эти отверстия проделываются треугольником и служат для крепления бака к стене.

Теперь следует оснастить дно изделия штуцером. С этой целью на сгон наворачивается гайка, и сам он вводится в отверстие. С внутренней части емкости бака на резьбу сгона надевают резиновую уплотнительную шайбу и прикручивают, туго затягивая, вторую гайку. Задачей этой второй гайки является плотная фиксация резины к донной части с упором во вторую гайку, находящуюся с внешней стороны.

Последний этап работ заключается в креплении емкости повыше, где-то под потолком. Для этого применяются дюбели либо саморезы. Они вставляются в заранее прожженные раскаленным гвоздем или просверленные в пластике отверстия. Такой способ крепления подойдет для монтажа 5-литровой емкости, а вот для ее 10-литрового образца потребуется уже соорудить полку.

Готовимся определить объем бетона как посчитать без ошибок

Готовясь к выполнению расчетов, следует запомнить, что потребность в бетонной смеси определяется в кубометрах, а не в килограммах, тоннах или литрах. В результате ручных или программных расчетов будет определен объем связующего раствора, а не его масса. Одна из главных ошибок, которую допускают начинающие застройщики – выполнение расчетов до того, как будет определен тип фундаментной основы.

Решение о конструкции фундамента принимается после выполнения следующих работ:

• производства геодезических мероприятий, позволяющих определить свойства грунта, уровень замерзания и расположение водоносных жил;
• вычисления нагрузочной способности базы. Она определяется на основании веса, конструктивных особенностей строения и природных факторов.

• разновидность сооружаемой основы;
• габариты фундамента, его конфигурацию;
• марку смеси, применяемую для бетонирования;
• глубину промерзания грунта.

Точность, с которой посчитан объем бетона, зависит от используемых для расчета данных.

Они разные для каждого типа фундамента:

при расчете ленточного основания учитываются его габариты и форма;
для столбчатой основы важно знать количество бетонных колонн и их размеры;
рассчитать куб бетона для цельной плиты можно по ее толщине и размерам.

От полноты используемых для расчета данных зависит точность полученного результата.

Плюсы закрытой системы отопления

Обычный открытый расширительный бачок является более простым вариантом, если в полной мере справляется со своей задачей. Он гораздо дешевле, чем расширительный бачок системы отопления закрытого типа. Кроме того, открытую конструкцию можно сделать и самостоятельно. Иногда для этого используют лист металла или даже пластиковые канистры.

Поэтому многие могут задаться вопросом, а есть ли смысл устанавливать закрытую конструкцию. Оказывается, что есть, так как она имеет ряд значительных преимуществ:

1. Закрытая (герметичная) система отопления исключает возможность испарения воды. Кроме того, можно заливать и другие теплоносители (антифриз). Это необходимо, если в доме проживают не постоянно, а время от времени.
2. В открытой системе бак должен располагаться на чердаке или в другой самой высокой точке относительно всей конструкции. Это требует дополнительных работ по изоляции расширительного бака, чтобы в зимнее время теплоноситель не замёрз. Вопроса, куда ставится бачок, тоже не возникает, так как он может устанавливаться в любом месте помещения. Идеальный вариант — система обратки перед входом в котёл. Таким образом бачок в меньшей степени подвергается температурному воздействию от разогретого теплоносителя. Но в то же время месторасположение конструкции не должно создавать дисбаланс в интерьере помещения в том случае, к примеру, если бачок находится в коридоре.
3. Трубы и радиаторы системы при открытом типе подвержены коррозии и повышенному газообразованию. Происходит это из-за постоянного контакта теплоносителя с воздухом.
4. Закрытая система гораздо быстрее прогревает теплоноситель. Регулировки температуры очень точные и чувствительные. Теплопотери в области расширительного бака вовсе нет, в отличие от открытой системы.
5. Температурная разница теплоносителя при выходе из котла и при входе с обратки намного меньше, чем в системах открытого типа. Это существенно влияет на срок службы системы.
6. Для создания закрытой конструкции необходимо закупать трубы меньшего диаметра, что влечёт меньшие финансовые и трудовые затраты. Возможно это при монтаже конструкции с принудительной циркуляцией.
7. В бачке открытого типа необходимо постоянно следить за уровнем теплоносителя. Нужно регулировать уровень, чтобы не было перелива при заполнении, а также чтобы жидкость не опустилась ниже критической точки. Такие проблемы можно решать установкой дополнительных элементов, таких как патрубки перелива, поплавковые камеры и прочее. В закрытой конструкции этих проблем нет.
8. Главным преимуществом расширительного бака отопления закрытого типа является возможность подключения различных батарей, конвекторов, тёплого пола, а также бойлера.

Из минусов можно считать необходимость установки систем безопасности: манометра, термометра, предохранительной системы и автоматических воздухоотводчиков. Хотя это сложно назвать недостатком, поскольку эти элементы обеспечивают безопасность и являются необходимыми согласно государственным нормам.