Как сделать расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления

Расчет расширительного бака по формуле

Если вы не хотите вдаваться в тонкости, можно установить бачок емкостью 10% от всего объема теплоносителя. Но иногда лучше рассчитать все точно. При оборудовании большой системы отопления можно будет существенно сэкономить.

Чтобы рассчитать необходимый объем расширительного бака, нужно знать следующее:

• Минимальную температуру теплоносителя;
• Максимальную температуру теплоносителя;
• Объем системы отопления;
• Процент этиленгликоля или пропиленгликоля в теплоносителе.

Важно!
Если вы собираетесь отапливать дом или дачу, в которых живете не постоянно, будьте внимательны с подбором типа теплоносителя. У них разная температура замерзания и коэффициент расширения.. Для расчета объема расширительного бака вам нужно воспользоваться формулой:

Для расчета объема расширительного бака вам нужно воспользоваться формулой:

V = V1 x (Q – Q1)

В этой формуле:

• Q1 – коэффициент расширения при минимальной температуре (см. таблицы ниже);
• Q – коэффициент расширения при минимальной температуре (см. таблицы ниже);
• V1 – объем теплоносителя в системе отопления в литрах;
• V – объем расширительного бака в литрах.

Если в источнике тепла уже установлен расширительный бачок, то его нужно учесть. Для этого отнимите от полученного значения «V» емкость встроенного. Полученное число и есть необходимый объем вашего расширительного бака.

Важно!
Если у вас система отопления с принудительной циркуляцией, минимальная общая емкость расширительного бака – 15 литров.

Коэффициент теплового расширения раствора этиленгликоля

Коэффициент объемного расширения пропиленгликоля

Для того чтобы определить количества теплоносителя в системе отопления, вам нужно учесть объем:

• Подключенных приборов (радиаторы. магистраль теплого пола и т.д.);
• Труб;
• Коллектора (гребенки);
• Источника тепла (например, сколько теплоносителя находится в змеевике бойлера или котла).

Вычислить объем труб можно по формуле:

V = L x 0,0785 x D x D

В этой формуле:

• L – длина трубы отопления;
• D – диаметр в см;
• V – объем теплоносителя в трубе в литрах.

Объем теплоносителя в батареях вы можете посмотреть в спецификации или инструкции к ним. Если таковых нет, количество теплоносителя вы можете узнать в публикации статью «Объем воды в радиаторе отопления – алюминиевом, чугунном, биметаллическом».

Как правильно рассчитать куб бетона для возведения стен

Для постройки массивных зданий сооружают прочные коробки из бетона, усиленного стальной арматурой. Для определения потребности в стройматериале, перед строителями возникает задача рассчитать объем бетона для таких конструкций. Для выполнения вычислений используйте следующую формулу – V=(S-S1)хH.

Расшифруем входящие в формулу обозначения:

• V – количество бетонной смеси для возведения стен;
• S – общая площадь стенной поверхности;
• S1 – суммарная площадь оконных и дверных проемов;
• H – высота бетонируемой стенной коробки.

При выполнении расчетов общая площадь проемов определяется путем суммирования отдельных проемов. Алгоритм расчета напоминает определение потребности в бетоне для плитного основания и легко может быть выполнен самостоятельно с использованием калькулятора.

Порядок и условия монтажа бака

Мембранный гидроаккумулятор можно установить самостоятельно, без привлечения специалиста. Список требований к монтажу прибора выглядит следующим образом:

• устройство запрещается ставить в местах с минусовой температурой;
• бак-расширитель можно установить в любой точке отопительной системы до ее разветвления;
• крепление должно быть максимально надежным, поскольку наполненный резервуар становится очень тяжелым;
• соединения должны быть герметичными, при этом герметики использовать нельзя, поскольку из-за них между корпусом бака и мембраной ухудшится трение;
• не следует устанавливать резервуар на выходной трубе в непосредственной близости от отопительного котла.

Если емкость гидроаккумулятора имеет объем от 30 л и выше, ее запрещено прикреплять к несущим конструкциям. Чаще всего такие баки оборудованы специальными ножками, которые предусматривают их установку непосредственно на пол. При монтаже следует соблюдать следующие условия:

• патрубок должен иметь окружность в три четверти (дюйма); соответственно, в обратном трубопроводе должен присутствовать аналогичный резьбовой канал;
• любая внешняя нагрузка на бак должна быть исключена;
• следует использовать паронитовые прокладки, которые устойчивы к высоким температурам или давлению;
• чтобы регулировать или поддерживать нужное давление в газовом отсеке, бак-расширитель должен быть оснащен воздушным клапаном.

При установке гидроаккумулятора нельзя допускать грубых ошибок, иначе оборудование не будет нормально функционировать. Наиболее распространенной ошибкой является неправильно высчитанное предельное давление (которое составляет около 90% от критического) в газовом отсеке. Подобный просчет приводит к тому, что мембрана не расширяется и не пропускает излишки теплоносителя в резервуар. Итогом станет прорыв трубы и отказ системы отопления. От подобного развития событий страхует установленный на гидроаккумулятор качественный манометр. Если после проведения расчетов окажется, что объема имеющегося бака недостаточно, потребуется приобрести дополнительную небольшую емкость.

Расширительный бак в системе отопления очень важен, поскольку именно от него зависит, насколько корректно будет работать система. Устанавливать его несложно, но необходимо осуществить весь процесс максимально тщательно, так как даже небольшая оплошность может спровоцировать аварийную ситуацию. В закрытой отопительной системе на мембрану постоянно действует высокое давление, на протяжении всего отопительного сезона это устройство испытывает серьезные нагрузки. Поэтому не реже чем раз в 2 года следует проверять ее состояние и при необходимости производить замену этой детали и/или самого бака-расширителя.

Основные разновидности расширительных баков и их функции

В настоящее время на отечественном рынке представлено огромное множество различных типов расширительных баков.

Следует отметить, что цена  на многие варианты доступная и совсем невысокая, а потому установка возможна в любую систему автономного отопления, где в качестве теплоносителя используется вода.

Среди основных типов расширительных баков, популярных на отечественном рынке, можно выделить несколько:

• Открытые – как правило, имеют квадратную или прямоугольную форму. Так как габариты подобных конструкций довольно внушительные, а эффективность сомнительная, то применяются они сравнительно редко. Основной особенностью можно назвать простой монтаж своими руками без лишних затрат времени и финансов;
• Закрытые – мембранные баки, представляющие собой плоскую или сферическую емкость, герметичную и прочную. Конструктивно это две половины термостойкой мембраны, выполненной в виде диафрагмы.

Типы расширительных баков в системе отопления

Инструкция предполагает, что функционирование данного типа баков происходит за счет попадания в них расширенного теплоносителя и деформации мембраны. Таким образом, количество воздуха в системе снижается, тогда как давление — повышается.

Выбирая расширительный бак для любой современной системы отопления важно учитывать тот факт, что изделие должно в обязательном порядке отвечать некоторым определенным требованиям – диапазону давления, отличаться высоким качеством мембраны, ее характеристиками. К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом

К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом.

Как рассчитать расширительный бак: особенности процесса

В большинстве случаев процедура расчета мембранного расширительного бака автономной системы отопления подразумевает получение данных, касающихся объема, самого минимального диаметра труб системы, а также начального напора и давления.

Следует отметить, что использование всевозможных сложных методик расчетов может привести к ряду накладок, в том числе и многократной активации запорного клапана.

Работа мембранного бака при изменении давления

Выполняя расчеты расширительного бака системы отопления, важно помнить, что чем больше предельно разрешенное сжатие, тем меньше будут габариты самой емкости. В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут

В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут.

Рассчитывается объем бака (как можно видеть на многих фото и видео) с использованием нескольких основных величин, в частности, объема используемого теплоносителя в системе, коэффициента его линейного расширения, а также эффективности бака.

В виде формулы такой расчет можно представить в следующем виде:

V=Vсис*К/D, где

Vсис – общий объем теплоносителя в системе,

К – коэффициент расширения теплоносителя;

D– эффективность работы бака.

В свою очередь, эффективность расширительного мембранного бака зависит от нескольких параметров: начального и максимального давления в системе, первоначального воздушного давления камеры.

Следует отметить, что именно на самое высокое давление производится наладка предохранительного клапана.

Как правильно рассчитать количество секций радиаторов отопления для системы обогрева здания — смотрите здесь.

Разнообразие объемов расширительных баков

Советы по выбору:

Выбор того или иного варианта бака выполняется с учетом множества показателей, в том числе, температуры и прочности. При всем этом параметры выбираемой конструкции не должны превышать полученные данные, ведь только в таком случае бак будет нормально работать, без сбоев и прочих проблем.

В большинстве случаев расширительные баки с объемом 15-30 литров работают в паре со специальным насосом. При этом мощность оборудования для таких баков может составлять 1,2 кВт и увеличиваться при росте объема, вплоть до 2 кВт.

Следует отметить, что в продаже сегодня можно найти баки, объем которых составляет даже 100-200 литров. Конечно же, применяются они в более крупных автономных системах отопления, в том числе, установленных на различных промышленных объектах.

Порядок расчетов для расширительного бака отопления

Теплоноситель, который движется по трубам системы отопления, практически не сжимается. В противном случае давление в магистрали может резко прыгнуть, что приведет к аварийной ситуации. Нагрев воды в диапазоне 20 °C – 90 °C сопровождается ее расширением. Именно поэтому отопительная система нуждается в специальном бачке, в который попадает излишек теплоносителя после того, как его объем увеличится.

Таким образом, все узлы и приборы будут корректно работать без перебоев и аварий. Учитывая важную роль, которая отведена этому элементу контура, расчет расширительного бака для отопления следует проводить в соответствии с установленными правилами.

Расположение

В основном такие бачки устанавливаются между котловым патрубком и самой первой от него батареей либо за напорным штуцером. Такое размещение расширяющего бака становится альтернативой предохраняющему водяному клапану. В случае перегревания котла избыточный пар не останется в системе, а уйдет наружу в воздух.

При оборудовании отопительных систем многоэтажных домов такие расширяющие баки располагаются в чердачной части постройки, а в котельных – под их потолками.

При этом такой бак должен стать самой верхней точкой тепловой системы. С этой целью обустраивается тройник. Его располагают в узле, где вертикальная часть напорного трубопровода сопрягается с его горизонтальной веткой. К верхнему резьбовому отводу этого тройника крепится отрезок арматуры для соединения системы с самим расширяющим баком.

Когда расширительные баки необходимы

Расширительные баки для отопления нужно использовать в следующих случаях:

• При большой площади помещения, т. к. в таком случае используется система отопления, которая может отличаться большим объемом. Во время работы такая система поддается постоянной нагрузке, и дабы снизить давлении внутри труб, используется расширительный бачок. При подобных случаях бак использовать крайне желательно, потому — что именно он снизит давление, тем самым обезопасив ваше оборудование и помещение.
• При сравнительно большой длине труб бак также использовать крайне желательно, опять же для контроля давления.
• Желательно устанавливать бак при использовании газового котла, т. к. во время работы в котле все время горит газ, и вода поддается сильному нагреву. Впоследствии внутренне давление труб может быть достаточно велико.

Можно сделать вывод, что бак желательно использовать всегда, а в вышеперечисленных случаях — крайне желательно.

Виды и функции расширителей для отопления

Расширительный бак нужен, чтобы компенсировать воздействие, которое оказывает на систему отопления увеличение объема теплоносителя при нагреве. Дополнительная емкость, подключенная к контуру, становится местом хранения образовавшегося избытка воды. Когда температура падает, часть теплоносителя покидает бак и возвращается в трубы.

Процесс повторяется с каждым циклом нагрева и охлаждения. Если бы в системе отсутствовал такой резервуар, то при нагревании воды внутри труб возрастало, а затем уменьшалось бы давление.

Такие перепады отрицательно сказываются на состоянии системы. Они приводят к возникновению протечек в местах соединения приборов и труб и даже могут спровоцировать поломку оборудования.

Мембранный бак для отопления обычно ставят в котельной. Подходящее место – на обратной магистрали между насосом и отопительным прибором

Подбирают расширительный бак в зависимости от особенностей системы отопления. Для закрытых контуров нужен особая замкнутая капсула с мембраной, а для открытых – подойдет негерметичная емкость удобной конфигурации и нужного размера.

Следует выбирать мембранный бак, который предназначен для контакта с горячей водой. Обычно корпус таких устройств окрашен в красный цвет. Емкость для установки в открытом контуре можно сделать самостоятельно, например, сварить из листового металла

Но важно не только выбрать подходящий прибор, но и правильно его установить

Для закрытых систем отопления в качестве расширительного бака используют емкости с мембраной, которая позволяет хранить теплоноситель под определенным давлением

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.

Популярные производители баков

1. Баки Wester для отопления признаны одними из лучших в России для домашнего использования. Отечественный производитель выпускает вертикальные и горизонтальные модели в расчете на объем от 8 до 500 л. У них резина сделана из особо прочного термостойкого материала, выдерживающего нагревание до 100 °C. Плюс к тому, расширительный бак комплектуется сменной мембранной, что увеличивает срок эксплуатации.

Корпус изготовлен из прочной стали. Наиболее тяжелые бочки оснащены опорами. Гарантия распространяется на 3 года. Цена Wester WRV 80,наиболее востребованной модели, — около 2 500 рублей.

2. Следующая интересная марка – Reflex германского производителя. Отличается высокой прочностью и продолжительным сроком эксплуатации – до 12 лет. Расширительный бак Reflex для отопления любой модели изготовлен по знаменитой технологии династии Крупп, прославившиеся высококачественной сталью.

Объемы – самые различные: от 8 до 1 000 л. Бак оснащен сменной мембраной, рассчитанной температуру до 70 °C. Стоимость этой линейки от 1 520 рублей.

3. Очень часто встречается в продаже серия китайского производителя Zilmet CAL-PRO. На рынке предлагаются баки с емкостью от 4 до 900 л. Их корпус, сделанный из углеродистой стали, либо окольцован, либо соединен сваркой. Мембрана изготовлена из синтетического каучука. Прибор может работать при температуре от – 10 до 100 °C.

Стоимость мембранной расширительной емкости серии CAL-PRO для отопления начинается от 1 170.

Как выбрать для дома

При нагревании до 70-90 °C вся вода увеличивается в объеме на 4-5 %. Без буфера она создает высокое давление в трубах, из-за которого они могут лопнуть. Поэтому правильный выбор мембранного бака для отопительной системы очень важен. Его следует делать исходя из того, что расширитель должен взять на себя весь лишний объем жидкости. Поэтому перед покупкой необходимо верно рассчитать это количество, а ещё лучше проконсультироваться у проектировщиков.

Также желательно следить, чтобы бак был изготовлен из высококачественных материалов, иначе он просто не выдержит нагрузок.

Очень часто неопытные или недобросовестные продавцы-консультанты пытаются продать клиентам устройства, предназначенные для водоснабжения вместо требуемых, полагая, что разницы между ними практически нет, разве что в цвете (синий и красный). На самом деле, гидроаккумуляторы применяются в системах отопления разве что по недосмотру. В этом случае, так как их резина не предназначена для того, чтобы выдерживать нагревание, они быстро выходят из строя.

Краткая инструкция по установке своими руками

1. Для начала необходимо определиться с расположением прибора. По инструкции расширительный бак можно устанавливать в любом месте системы отопления, но во избежание резких скачков давления лучше поместить его сразу за циркулярным насосом.
2. Ставить прибор надо так, чтобы оставался доступ к воздушному клапану, сливному крану, запорной арматуре и другим важным деталям.
3. Во время монтажа в помещении должно быть не ниже 0 °C. Предохранительный клапан необходимо ставить по ходу течения.
4. В самой установке нет ничего сложного, надо лишь следовать инструкции и использовать надлежащие инструменты, в частности ключ для металлопластиковых труб и разъемов. Патрубок должен совпадать с трубопроводом.
5. Баки с большой емкостью необходимо крепить на дополнительные кронштейны. Для этого сначала размечают место, затем сверлят отверстие и прикрепляют подвесы анкерными болтами.
6. После того, как оборудование закреплено, к нему подводят трубу так, чтобы она не мешала и не оказывала давление на бак.
7. Затем монтируется редуктор давления, он должен быть установлен после счетчика.
8. Если все сделано верно, можно приступать к наладке – закачать воздух и воду, наблюдая за давлением. Когда оно будет уравновешено, можно начинать включать отопление.
9. Монтаж бака в многокотельной системе лучше доверить специалистам, которые прошли тестирование и получили соответствующую лицензию.

Цены по Москве

Купить мембранный расширительный бачок можно по ориентировочной стоимости, указанной в таблице.

Рекомендации специалистов

Расширительный бак закрытого типа необязательно устанавливать в наивысшей точке системы.

Главное преимущество мембранных компенсаторов как раз и заключается в возможности его размещения в месте, наиболее удобном для монтажа и эксплуатации.

Маленькие бачки объемом 20-25 литров устанавливают обычно в системы с циркуляционным насосом, мощность которого составляет 1,2 кВт. Увеличения емкости до 20-60 литров приведет к увеличению мощности насоса до 2,0 кВт.

В продаже есть компенсирующие устройства объемом 100-200 литров. Помимо их прямого назначения они могут играть роль накопительного резервуара для теплой воды. Правда, использовать их в таком ключе можно лишь в случае отключения основного источника ГВС на короткий срок.

Типоразмеры расширительных баков занимают довольно широкий диапазон. Среди них попадаются модели с габаритами настолько большими, что стандартные дверные проемы не позволяют внести их внутрь помещения. В такой ситуации лучше одну огромную емкость заменить на несколько маленьких. Главное, чтобы их суммарный объем равнялся расчетному.