Як підібрати розширювальний бачок для опалення – види, правила розрахунку

Функціональність і працездатність опалювальної системи – це один з ключових факторів, що забезпечують комфортне проживання в будинку. Щоб система працювала правильно, потрібно стежити за рівнем тиску в ній – якщо він буде надто низьким, то опалювальне обладнання не зможе функціонувати, а при підвищеному тиску опалювальний контур буде відчувати надмірні навантаження. Для компенсації перепадів тиску використовується розширювальний бачок для опалення, який і буде розглянуто в даній статті.

Призначення та характеристики розширювального бака

Температурний режим в опалювальних системах не можна назвати стабільним – теплоносій постійно змінює свою температуру в певних межах. Зміна температури завжди веде за собою збільшення або зменшення об’єму теплоносія. Встановлення розширювального бачка на опалення дозволить компенсувати ці зміни, не дозволяючи теплоносію руйнувати опалювальний контур.

Існує два види рідинних систем опалення:

Закритий. У цьому варіанті для руху теплоносія використовується циркуляційний насос. Цей пристрій не підвищує тиск в системі, а лише забезпечує просування води по трубопроводу. У такому разі потрібні розширювальні баки для системи опалення закритого типу, що конструктивно являють собою герметичну двокамерну місткість, де камери розділяє еластична мембрана. Одна камера пристрою заповнюється повітрям, а друга приймає в себе надлишки теплоносія. Важливо підтримувати певний тиск в розширювальному бачку опалення закритого типу, щоб не виникло серйозних проблем.
Відкритий. У відкритих системах опалення циркуляційний насос не встановлюється. При таких умовах розширювальним баком може бути будь-яка ємність (хоч звичайне відро), до якої виведені опалювальні труби. Відкриті баки негерметичні, встановлюються зазвичай на горищі. Найістотнішим недоліком такої конструкції є постійне випаровування теплоносія, тому за його рівнем треба слідкувати – якщо бак не спорожніє, то в систему потрапляє повітря, що загрожує серйозними неприємностями.

Вибираючи між різними баками, перевагу варто віддавати варіантами, в яких контроль рівня теплоносія відбувається в автоматичному режимі. Наприклад, у випадку з відкритими баками ця проблема вирішується виведенням водопостачання на горище і встановленням переливного шланга. Звичайно, таке встановлення розширювального бачка в системі опалення пов’язане з додатковою роботою, зате в результаті вийде конструкція, що не вимагає постійного спостереження.

Розрахунок об’єму бачка системи опалення

Перед тим, як встановити розширювальний бак системи опалення, потрібно розрахувати його об’єм, для чого можна скористатися двома способами. Найпростіший спосіб виглядає так – спочатку потрібно розрахувати сумарний об’єм теплоносія, що знаходиться в системі (зазвичай ця величина розраховується на етапі проєктування), а потім знайти 10% від цього об’єму. Ось ця десятина й буде потрібним значенням. Також можна розрахувати не об’єм теплоносія, а об’єм самої системи – отриманий результат теж можна використовувати при виборі бака.

Другий спосіб складніший, але дозволяє отримати більш точне значення. Розрахунок виконується за спеціальною формулою, яка включає певні параметри.

Для формули потрібні наступні показники:

Р_макс – максимальний тиск, при якому система може функціонувати (для розрахунків зазвичай приймається максимально допустиме значення тиску в котлі);
Р_мін – тиск, при якому система починає працювати (дана величина вказується в документації, доданій до розширювального бака);
Е – коефіцієнт розширення теплоносія (для води це значення становить близько 0,04-0,05, а ступінь розширення антифризів вказується для кожного складу індивідуально);
З – сумарний об’єм опалювальної системи.

Сама формула для обчислення об’єму розширювального бака має наступний вигляд:

Розрахунок виглядає не дуже складно, але в ньому далеко не завжди є сенс. Зокрема, при використанні відкритої опалювальної системи в точних розрахунках особливої необхідності немає – відкриті розширювальні бачки коштують не дуже дорого, а при бажанні можна створити такий розширювальний бак для опалення своїми руками.

Якщо системі потрібний розширювальний бак для опалення закритого типу, то розрахунок краще виконати – об’єм пристрою дуже сильно впливає на його вартість. Крім того, при розрахунку бажано враховувати невеликий запас об’єму, щоб в процесі експлуатації не зіткнутися з проблемами.

Наслідки нестачі об’єму розширювального бака

Порада: Використовуйте наші будівельні калькулятори онлайн, і ви виконаєте розрахунки будівельних матеріалів або конструкцій швидко та точно.

При тепловому розширенні зайвий теплоносій відводиться в розширювальний бачок. Якщо його об’єму недостатньо для приймання надлишків, то вони будуть скидатися через аварійний клапан в каналізацію. У якийсь момент температура теплоносія знизиться, і його об’єм теж стане менше.

Ось через це і виникає проблема – надлишки теплоносія вже знаходяться за межами системи, тому тиск у ній падає. При суттєвій нестачі об’єму бака котел просто не зможе нормально працювати з рештою кількістю теплоносія через добряче зниження тиску.

Звичайно, при пильному контролі можна встигнути додати в систему відсутній об’єм теплоносія, а за відсутності такої можливості опалювальний контур просто розморозиться. Якщо об’єм розширювального бака підібраний впритул, то нічого хорошого теж не відбудеться – система не розрахована на такі умови експлуатації, тому зношення її елементів буде прискорюватися. Загалом краще заздалегідь подумати про те, як під’єднати до системи опалення розширювальний бак достатнього об’єму.

Який тиск має бути

Рекомендоване значення тиску в баку зазвичай вказується в інструкції до опалювального котла. Стандартна величина зазвичай становить 0,2-0,3 атмосфери нижче робочого тиску в системі, яка зазвичай становить близько 1,5-1,8 атмосфери. Вирахувати робочий тиск бака при наявності цих даних елементарно.

Для вимірювання тиску використовується манометр, що підключається до ніпеля, розташованого на верхній частині бака. Як правило, ніпель спочатку закритий пластиковою кришкою, яку потрібно зняти. За допомогою золотника, що знаходиться в ніпелі, при необхідності можна скинути зайвий тиск. Щоб підняти тиск в баку, до нього підключається звичайний автомобільний насос, за допомогою якого і здійснюється накачування системи.

Всі зазначені вище операції можна робити виключно в тому випадку, якщо бак відключений від системи, якщо тільки мова не йде про те, як замінити розширювальний бак системи опалення. Знімати його зі свого місця для налаштування і вимірювань не потрібно – достатньо буде вимкнути опалення і злити теплоносій з котла. Щоб добитися максимальної точності вимірювання, потрібно довести рівень тиску в котлі до нульової позначки.

Як встановити та під’єднати бачок

В закритій опалювальній системі розширювальний бачок зазвичай встановлюється між котлом і насосом таким чином, щоб створювався потік зворотного напрямку – це підвищує надійність системи. Підключення розширювального бака до системи опалення здійснюється за допомогою трійника, один з виходів якого спрямовується чітко вертикально, і до нього прикручується ємність. Якщо досягти вертикалі не вдається, то доведеться скористатися коліном для виносу бака.

За баком в контурі бажано встановити ще один трійник з запірним краном у вільному відведенні – така конструкція надалі дозволить відключити мембранний бак без зупинки системи. При необхідності кран перекривається, з котла виливається вода, і якщо тиск у ньому дійшов до нульового рівня, то виходить опалення без розширювального бачка, в якому можна виконувати всі необхідні роботи по налаштуванню бака.

Висновок

Розширювальний бачок для опалення – це важливий елемент опалювальної системи, що забезпечує її функціональність і підвищує надійність. Щоб обладнання виконувало всі покладені на нього функції, вибір і встановлення розширювального бака в системі опалення повинні виконуватися з граничною ретельністю.

Як встановити розширювальний бак у відкритій і закритій системі опалення

У першій частині цієї статті описані способи установки розширювального бака в закритій системі опалення, у другій – все про монтаж у відкритих системах. Також ви зможете дізнатися, де краще розміщувати бак, як його перевірити, в разі необхідності відремонтувати і налаштувати. Додатково в тексті присутні корисні поради і описуються часті помилки при монтажі.

Види розширювальних баків

Розширювальний резервуар потрібен, щоб компенсувати розширення рідини при нагріванні. Він може бути герметичним з мембраною або ж негерметичних. В останньому випадку він являє собою відкриту ємність, в якій рідина контактує з повітрям. Виходячи з конструктивних відмінностей цих двох виробів, можна зробити висновки, що застосовуються вони також в різних випадках. Є два види опалювальних контурів:

статичні – в них циркуляція теплоносія здійснюється самопливом під дією сили тяжіння;
динамічні – в них теплоносій прокачується насосом, без якого циркуляція неможлива.

У перших встановлюються негерметичні резервуари, а по-друге виконується монтаж мембранного розширювального бака. Обома системами опалення ніколи не заважає додатковий запас простору, куди буде витіснятися розширився теплоносій.

Монтаж герметичних резервуарів

Установка розширювального бака в динамічної (закритою) системі опалення здійснюється в будь-якій точці контуру. Це так, але не зовсім. Все ж є важливі аспекти, які слід враховувати. Нижче представлені кілька прикладів, куди не можна встановлювати розширювальний бак в системі опалення:

не можна монтувати розширювальний бачок після насоса , Що нагнітає тиск в контурі.

Як встановити розширювальний бачок в системі опалення? Безпосередньо за насосом точно не можна, це призведе до постійних стрибків стрілки манометра. Вся справа в тому, що нанос постійно нагнітає тиск, який на ділянці за ним вище, ніж на повернення. Робота бачка в таких умовах буде некоректною. Технічно грамотної і раціональної буде установка розширювального бачка в системі опалення на ділянці зворотного ходу теплоносія. Він, проходячи по контуру, відчуває на собі силу тертя і опору. Це знижує його швидкість. Крім цього, проходячи весь цикл, теплоносій віддає своє тепло і, відповідно, зменшується в об’ємі. Всі ці фактори супроводжують зменшення тиску в системі опалення. І в результаті виходить, що на повернення теплоносія тиск трохи менше і воно більш стабільне, ніж відразу за насосом;

не можна ставити розширювальний резервуар по ходу теплоносія відразу за котлом .

Монтаж розширювального бака в закритій системі опалення відразу за котлом виконувати не можна, тому що на цьому відрізку найвища температура теплоносія. Рідина в цьому місці знаходиться в стані свого максимального розширення для даного контуру. Тому тиску там вище, ніж у всій системі. Не варто забувати, що бачок налаштовується під певний тиск в системі, і відхилення можуть привести до перепадів. Нестабільність тиск на цій ділянці також може бути викликано наявністю вбудованого насоса в електричному котлі;

небажано розташування герметичного бачка таким чином, щоб рідина в нього піднімалася.

Установка розширювального бачка в системі опалення повинна виконуватися таким чином, щоб ніпель повітряної камери дивився вниз. Вся справа в повітрі, який може бути в контурі. Мембранний бак є герметичним. Зв’язки між камерами, розділеними мембраною, також немає. Якщо встановити бак таким чином, що теплоносій буде спускатися в бачок, то весь можливий повітря туди потрапити ніяк не зможе. Так як за законами фізики його виштовхує вгору і він успішно може дістатися до місця його виходу назовні. В системі передбачена установка в найвищій точці повітрявідводчика. Це такий клапан, який автоматично підбурює повітря з контуру. Також в радіаторах сучасного зразка, вгорі на торці, є спусковий клапан для повітря, який працює в ручному режимі. Перед тим як встановити розширювальний бак в систему опалення, потрібно пам’ятати, що мембранний бачок не може виводити повітря з системи. Якщо ніпель буде дивитися вгору, то проходять повз бульбашки повітря неодмінно виявляться в бачку. Після цього його вже буде не вигнати, що поступово призведе до зменшення корисного об’єму резервуара.

Ставте розширювальний бачок перед котлом на обратке, там же потрібно ставити манометр. Так як на цій ділянці стабільний тиск.

Розширювальний бачок для опалення закритого типу встановлюється посредствам спеціальних фітингів, в народі іменованих «американкою». Це вид з’єднання, який легко відкручується, при цьому він надійний і герметичний. Його конструкція складається з двох частин, які не мають нарізного сполучення. При її накручування можна не використовувати паклю або герметик, так як всередині є ущільнювальна гумка. Якщо при монтажі розширювального бака не використовувалися американки, і він був посаджений намертво, то подальше обслуговування стає утрудненим.

Перед тим як встановити розширювальний бак для опалення, треба поставити кран. Це дозволить проводити поточне обслуговування та перевірити працездатність резервуара. Для визначення справності бака, перед запуском котла потрібно перекрити доступ робочої рідини в резервуар, перекривши кран. Потім включити систему і не відкривати його, поки стрілка шкали манометра не дійде до одиниці. Після цього треба відкрити вентиль і спостерігати за показаннями манометра. Якщо бак працює справно, тиск дійде до 0,2 атмосфери, так як в нього витиснули зайва рідина. Поширена помилка, якої припускаються при монтажі розширювального бака опалення закритого типу – це установка крана після американки, перед самим баком, а не до неї.

Наприклад, порвалася мембрана і треба усувати неполадку. Є розбірні моделі бачків, а є нерозбірні. У розбірних можна поміняти тільки мембрану, а ось нерозбірні змінюються цілком. У будь-якому випадку треба знімати бак з контуру. Перекриваємо кран, який стоїть після американки, і весь теплоносій із системи витече після того, як буде знято розширювальний бак для опалення. Якби схема установки була правильною, і кран стояв до американки, таке не відбулося б.

Розширювальний бак кріпиться до стіни. Для цього до його корпусу приварені вуха, з отворами для кріплення. Якщо таких кріплень в конструкції бака не передбачено, можна використовувати універсальне кріплення з хомутом. Спочатку воно кріпиться на стіну, а потім навколо резервуара затягується хомут.

Монтаж негерметичних резервуарів

Установка розширювального бака у відкритій системі опалення здійснюється в найвищій точці контуру. У нього часто навіть кришки немає. Основне її призначення – це захист теплоносія від попадання в нього сміття. Виходить, що вода в бачку контактує з повітрям. Цей аспект є одним з недоліків даної системи. Підвищений рівень кисню у воді веде до руйнування стінок труби. Повітря вступає в реакцію з металом і чим його більше, тим руйнівний ефект сильніше. Правильно встановлений бачок крім того, що компенсує зміни обсягу теплоносія, він також виводить з нього повітря. Так як є найвищою точкою в системі. Відкриті системи опалення працюють без насосів. Рідина в них циркулює самопливом. Такі системи робляться під нахилом. Теплоносій рухається повільно, повільніше, ніж в замкнутих системах.

Є кілька варіантів, де встановлювати розширювальний бак в системі опалення:

Перший і самий класичний варіант – це установка розширювального бака в системі опалення на стояку, прямо над казаном. В цьому випадку нагріте в котлі теплоносій піднімається вгору і не тільки просувається по контуру, а й потрапляє в бачок. В результаті там завжди висока температура, іноді доходить навіть до кипіння, якщо були допущені помилки в розрахунках. При цьому бачок буде видавати звуки, схожі на ті, які з’являються при кипінні чайника. Чи не свист, але чутно добре;

У розширювальному баку для опалення відкритого типу, встановленому на обратке, теплоносій буде холодніше, ніж на подачі. Тому проблеми кипіння і постійних звуків виключаються;

Буває і так, що встановлюють два резервуари: один на подачі, другий на обратке. Це в тих випадках, коли виникають кишені для повітря в системі опалення, а установка додаткового розширювального бака на зворотному ході теплоносія вирішує цю проблему.

На форумах є думка, що в схемі установки розширювального бака на обратке в замкнутій системі опалення повинні бути присутніми насоси. Є і спростування цього, зокрема, особистий досвід автора, який успішно експлуатує подібну систему без насоса більше двадцяти років.

Налагодження та ремонт бачка

У цьому розділі мова буде йти більше про ремонт герметичних розширювальних баках опалення, так як з залізним відкритим баком зовсім все просто. Якщо протікає, потрібно наварити латку, якщо згнив, а гниють вони часто – заміна. Для настройки треба заповнити його на третину. Все, резервуар готовий до роботи.

Ремонт розширювального бачка для опалення можливий тільки в тому випадку, якщо він розбірний, якщо немає – то тільки настройка. Щоб охопити обидва ці аспекти, розберемося, як замінити порвану мембрану. Щоб полагодити і налаштувати мембранний бачок потрібно:

зняти його, попередньо перекривши запірний кран;
злити з нього воду і випустити повітря з повітряної камери через ніпель. Якщо у вас правильно встановлений бак і американка за краном, вистачить і невеликого резервуара для злитої води. Якщо ж були допущена помилки в послідовності запірної арматури і фітинга, то готуйтеся до того, що води буде багато;
відкрутити болти на фланці, в якому є отвір для теплоносія;
зняти фланець і дістати порвану гумову грушу (мембрану);
замінити мембрану і прикрутити фланець назад;
через ніпель на зворотній частині бачка звичайним насосом накачується півтори атмосфери;
поставити бак на місце і перевірити.

Якщо все виконано правильно, тиск в системі опалення буде стабільним, без перепадів. Підводячи підсумки можна відзначити, що в закритій системі бак відразу після насоса ставити не можна. Ніпель герметичного бака повинен дивитися вниз і краще встановлювати бак на обратке.