Установка и подключение расширительного бака в открытых и закрытых вариантах отопительных систем

Способы заполнения встроенный механизм и насосы

Насос для заполнения отопления

Как заполнить систему отопления в частном доме — используя встроенное подключение к водопроводу с помощью насоса? Это напрямую зависит от состава теплоносителя — вода или антифриз. Для первого варианта достаточно сделать предварительную промывку труб. Инструкция по заполнению системы отопления состоит из следующих пунктов:

• Необходимо удостовериться, что вся запорная арматура стоит в нужном положении — вентиль слива закрыт также как предохранительные клапаны;
• Кран Маевского в верхней точке системы должен быть открыт. Это необходимо для удаления воздуха;
• Вода заполняется до того момента, пока из крана Маевского, открытого ранее, не потечет вода. После этого перекрывается;
• Затем необходимо удалить излишки воздуха из всех приборов отопления. На них должен быть установлен воздушный клапан. Для этого нужно оставить кран заполнения системы открытым, следите чтобы вышел воздух из конкретного прибора. Как только из клапана потечет вода — его нужно перекрыть. Такую процедуру нужно сделать для всех приборов отопления.

После того как произошло заполнение воды в закрытой системе отопления, нужно проверить параметры давления. Оно должно составлять 1,5 бар. В дальнейшем для предотвращения протечек выполняется прессовка. О ней будет сказано отдельно.

Заполнение отопления антифризом

Перед тем как приступить к процедуре добавления антифриза в систему, нужно его подготовить. Обычно используют 35% или 40% растворы, но для экономии рекомендуется приобрести концентрат. Разбавлять его следует строго по инструкции, и только применяя дистиллированную воду. Помимо этого необходимо подготовить ручной насос для заполнения системы отопления. Он подключается к самой нижней точке системы и с помощью ручного поршня выполняется нагнетание теплоносителя в трубы. Во время этого необходимо следить за следующими параметрами.

• Выход воздуха из системы (кран Маевского);
• Давление в трубах. Оно не должно превышать значения 2 бар.

Вся дальнейшая процедура полностью аналогична вышеописанной. Однако следует учитывать особенности эксплуатации антифриза — его плотность намного выше, чем у воды

Поэтому следует особое внимание уделить расчету мощности насоса. Некоторые составы на основе глицерина, могут увеличивать коэффициент вязкости при повышении температуры. Перед заливкой антифриза необходимо заменить резиновые прокладки на стыках на паронитовые

Это значительно уменьшит вероятность появления протечек

Перед заливкой антифриза необходимо заменить резиновые прокладки на стыках на паронитовые. Это значительно уменьшит вероятность появления протечек.

Автоматическая система заполнения

Для двухконтурных котлов рекомендуется применять устройство автоматического заполнения системы отопления. Оно представляет собой электронный блок управления добавления воды в трубы. Устанавливается на входном патрубке и работает полностью в автоматическом режиме.

Главным преимуществом этого устройства является автоматическое поддержание давления методом своевременного добавления воды в систему. Принцип работы устройства заключается в следующем: манометр, подключенный к блоку управления, подает сигнал о критическом снижении давления. Автоматический клапан подачи воды открывается, и находится в таком состоянии до тех пор, пока давление не стабилизируется. Однако практически все устройства автоматического заполнения водой системы отопления имеют высокую стоимость.

Бюджетным вариантом является установка обратного клапана. Его функции полностью аналогичны устройству автоматического заполнения системы отопления. Он также устанавливается на входящий патрубок. Однако принцип его работы заключается в стабилизации давления в трубах с системой подпитки водой. При падении давления в магистрали напор водопроводной воды будет воздействовать на клапан. Из-за разницы он автоматически откроется до момента стабилизации давления.

Таким способом можно не только подпитывать отопление, но и осуществлять полноценное заполнение системы. Невзирая на кажущуюся надежность рекомендуется визуально контролировать подачу теплоносителя. При заполнении отопления водой обязательно открываются клапаны на приборах для выхода излишка воздуха.

Расчёт объёма

Объём – это главная характеристика, по которой выбирается расширительный бак. Многие источники советуют выбирать объём расширительного бака в пределах 10% общего объёма теплоносителя в отопительной системе. Этот способ определения вместимости устройства основан на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве +100 градусов не превышают 0,08. Такой метод расчётов не учитывает давление в системе, поэтому может дать неточности. Есть более точный метод расчёта объёма мембранного расширительного бака. Здесь используется соотношение:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax)), где

• С – объём теплоносителя в системе;
• Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя;
• Pмin – начальное давление в баке;
• Pmax – допустимое давление в системе.

Объём теплоносителя в отопительной системе определяют, учитывая все её узлы. Данный параметр получают из проектной документации на отопление. Если такой возможности нет, можно воспользоваться ориентировочным расчётом, который основан на том, что объём теплоносителя в системах отопления связан с мощностью отопления – на каждый кВт приходится 15 л жидкости. Коэффициент теплового расширения жидкости определяют с помощью её состава – чаще всего, в отопительных системах квартир и домов не исключено добавление в воду гликолей для улучшения её характеристик. Этот коэффициент может зависеть и от температуры теплоносителя. Можно найти необходимые величины в таблицах объёма воды в трубе.

Максимальное давление в отопительной системе определяют с помощью минимальной из величин, которые допускаются для разных узлов. Переходной клапан настраивается именно на неё. Первоначальное давление в отопительной системе при охлаждённом теплоносителе соответствует настроечному (минимальному) давлению. Для многих устройств возможно точное его регулирование распространёнными средствами (стравливание воздуха из бака или его накачивание насосом). Давление в баке контролируется во время установки на него манометра. Расчётные данные дадут увеличение объёма теплоносителя в системе в процессе его нагревания. Для выбора бака коэффициент заполнения округляют в большую сторону. Коэффициент зависит от максимального и начального давления и может быть найден с помощью таблиц, предоставляемых производителями или в специальной литературе.

Как правильно установить

Исходя из способов установки, устройство может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Что касательно технических отличий, то в большинстве моделей они отсутствуют. Это надо учитывать в момент выбора способа установки одного из мембранных бачков для водоснабжения. Сам процесс установки особых сложностей вызвать не должен, поэтому все необходимые работы можно выполнить самостоятельно, не привлекая третьих лиц. Но при этом должен быть хотя бы минимальный опыт в монтаже сетей водопровода.

Основные правила, которых следует придерживаться:

• во избежание увеличения гидравлического сопротивления, между устройством насоса и баком не должны монтироваться дополнительные устройства;
• сам корпус нуждается в качественном заземлении, что поможет избежать электрокоррозии в дальнейшем;
• сечение используемого патрубка должно равняться или быть больше подсоединяемого трубопровода;
• подключение рекомендуется проводить при помощи американок – фитингов быстроразъемных, которые используются для подключения к трубопроводам. Они дадут возможность отключить устройство от всех сетей в случае крайней необходимости;
• монтаж должен проводиться в таком месте, где было бы удобно осуществлять ремонтные и другие типы профилактических работ. Необходимо учитывать размеры комнаты, в которой будет проводиться установка.

Установка такого устройства, как расширительный бак мембранного типа, позволит значительно повысить эффективность всего устройства водоснабжения. Немаловажную роль здесь будет играть выбранный тип установки основного оборудования и соблюдения всех технологий и требований

Если, по каким либо причинам, вы сомневаетесь в своих способностях, стоит доверить все необходимые работы специалистам, которые смогут произвести верные расчеты и уделить внимание всем нюансам касательно технологических особенностей и места установки расширительного бачка. Экономии здесь не место, так как сертифицированные и действительно качественные продукты будут стоить дорого, но и прослужат хорошую службу, избежав дорогостоящих ремонтных работ

Особенности самостоятельной установки

• Расширительный бак устанавливается таким образом, чтобы к нему можно было обеспечить беспрепятственный доступ для обслуживания.
• Необходимо предусмотреть возможный впоследствии демонтаж соединительного трубопровода для замены или ремонта оборудования.
• Диаметр присоединяемого водопровода не может быть меньше, чем диаметр патрубка.
• Нужно заземлить устройство для избежания электролитической коррозии.

Монтаж прибора проводится со стороны всасывания насоса. На отрезке между насосным оборудованием и местом подключения нужно исключить все элементы, которые способны внести значительное гидравлическое сопротивление в систему. Линию подпитки подсоединить к циркуляционному контуру всей системы.

Место установки бака определяется по типу самой системы отопления.

Расширительный бачок в открытых отопительных системах выполнен в виде емкости, верх которой не закрывается. Подключение его к теплосистеме осуществляется с помощью резьбового соединения, расположенного на дне бака.

Установка и эксплуатация расширительного бака закрытого типа в системе отопления тоже имеет свои особенности. Конструкция бака закрытого типа выполнена в виде герметично закрытой капсулы, которая разделяется на две части с помощью резиновой мембраны.

Монтаж мембранного устройства

Гидроаккумулятор этого типа устанавливают там, где имеется минимальная вероятность завихрений теплоносителя, поскольку для нормальной циркуляции водяного потока по контуру используется насос.

Правильное положение емкости

При подключении расширительного бака к закрытой системе отопления обязательно нужно учесть расположение воздушной камеры устройства.

Резиновая мембрана периодически растягивается и затем сокращается. Из-за такого воздействия со временем на ней появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются. После этого мембрану приходится заменять новой.

Если воздушная камера такого бака при установке останется внизу, то давление на мембрану усилится за счет гравитационного воздействия. Трещины появятся быстрее, ремонт понадобится раньше.

Разумнее устанавливать расширительный бачок таким образом, чтобы отсек, заполненный воздухом, оставался сверху. Это позволит продлить срок службы устройства.

Особенности выбора места установки

Существует ряд требований, которые нужно учитывать при установке мембранного расширительного бака:

1. Его нельзя ставить вплотную к стене.
2. Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
3. Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
4. Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
5. Трубы, подведенные к расширительной емкости, при настенной установке также нужно прикрепить к стене, чтобы снять возможную дополнительную нагрузку с патрубка бака.

Для мембранного устройства наиболее подходящим местом подключения считается обратный отрезок магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Теоретически можно поставить расширительный бачок и на подающей трубе, но высокая температура воды отрицательно скажется на целостности мембраны и сроке ее службы.

При использовании твердотопливного оборудование такое размещение опасно еще и тем, что из-за перегрева в емкость может попасть пар. Это серьезно нарушит работу мембраны и даже может ее повредить.

Помимо запорного крана и “американки” рекомендуется при подключении устанавливать дополнительно тройник и кран, который позволит опустошить расширительный бачок перед отключением.

Настройка прибора перед использованием

Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.

Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,2-0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.

В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.

Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.

Бак как дополнительная емкость

Современные модели отопительных котлов нередко уже снабжены встроенным расширительным баком. Однако его характеристики далеко не всегда соответствуют требованиям конкретной отопительной системы. Если встроенная емкость слишком мала, нужно установить дополнительный резервуар.

Он обеспечит нормальное давление теплоносителя в системе. Такое дополнение будет актуальным и в случае изменения конфигурации отопительного контура. Например, когда самотечную систему переделывают под циркуляционный насос и оставляют старые трубы.

Это верно и для любых систем со значительным объемом теплоносителя, например, в двух-трехэтажном коттедже или там, где помимо радиаторов имеется теплый пол. Если используется котел со встроенным мембранным баком небольшого размера, установка еще одной емкости практически неизбежна.

Расширительный бак будет уместен и при использовании бойлера косвенного нагрева. Клапан сброса, подобный тому, что устанавливают на электрокотлах, здесь не будет эффективным, экспанзомат – адекватный выход из положения.

Общая информация

Что такое расширительный бачок и для чего он нужен?

Само его название дает подсказку: для расширения. При фиксированной массе теплоносителя в контуре отопления и трубах, эластичность которых стремится к нулю, с изменением температуры теплоносителя неизбежно будет меняться давление в системе. Тепловое расширение, помните? Вода или любой другой теплоноситель, нагреваясь, расширяются.

Как только усилие превысит прочность трубы или радиатора на разрыв… Бум!

Причина возможной аварии — в том, что вода, меняя свой объем при нагреве, остается практически несжимаемой. Отсюда же и такое понятие, как гидроудар: упругие взаимодействия в жидкой среде, упрощенно говоря, отсутствуют.

Очевидное решение — создать в системе резервуар с легкосжимаемой субстанцией — воздухом. При увеличении объема воды при наличии такого резервуара давление вырастет незначительно.

Полезно: чтобы кислород из воздушного резервуара не способствовал коррозии труб, растворяясь в воде, в бачках для закрытых систем он отделен от воды резиновой мембраной.

Так выглядит это несложное устройство в разрезе.

Однако мы описали лишь одну из функций расширительного бачка.

Помимо закрытых систем отопления частных домов с фиксированными объемами и контура, и теплоносителя в нем, расширительный бачок можно обнаружить:

• В открытых системах, контактирующих с атмосферным воздухом;
• В системах централизованного отопления с верхним розливом. Там расширительный бак находится на чердаке и соединяется непосредственно с подающим трубопроводом домовой системы отопления.

В обоих описанных случаях монтаж расширительного бака отопления нужен для того, чтобы избавиться от воздушных пробок. Перепад между двумя нитками в случае центрального отопления — всего-то около двух метров. В системах отопления частных домов с естественной циркуляцией — и того меньше.

Уточнение: автору так и слышатся возгласы мало-мальски сведущих людей, которые в разгар отопительного сезона видели в элеваторном узле в 10 раз больший перепад. Типично 6 кгс/см2 на подающем трубопроводе и 4 — на обратном (1 атмосфера избыточного давления соответствует водяному столбу в 10 метров). Не путайте теплое с мягким: в отопительную систему поступает не вода с подачи, а смесь. Элеватор вовлекает в повторный круг по отопительной системе воду обратки, впрыскивая в нее через сопло струю более горячей воды с более высоким давлением с подающего трубопровода. В результате, как и сказано, перепад между смесью и обраткой не превышает 2 метров, или 0,2 кгс/см2.

При таком перепаде напор воды никак не сможет выдавить воздушную пробку из верхней части отопительной системы. Отсюда простое решение: поставить некую емкость для сбора воздуха там, где он будет накапливаться, и при запуске системы стравливать его. В случае открытой системы, понятное дело, какие-то активные действия не нужны.

Весь воздух в системе будет вытеснен вверх и попадет в расширительный бак. В открытой системе он тут же воссоединится с атмосферой. В закрытой — будет ждать, пока владелец дома откроет воздушный кран.

Расширительный бак открытого типа для систем отопления

Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.

Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.

Для полноценной работы домашних систем, расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива, не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.

Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:

• «забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
• выводит воздух, который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
• особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.

Принцип действия

Рабочий процесс подразделяется на четыре простых этапа:

• наполненность бачка на две третьих при нормальном состоянии;
• увеличение поступающей жидкости в бак и возрастание уровня заполнения при нагревании теплоносителя;
• уход жидкости из бачка при снижении температуры;
• стабилизация уровня теплоносителя в баке до изначальной позиции.

Конструкция

Форма расширительного бачка существует в трёх вариантах: цилиндрической, круглой или прямоугольной. На верхней части корпуса располагается крышка для осмотра.

Фото 1. Устройство расширительного бачка открытого типа для систем отопления. Указаны составные части.

Сам корпус изготовлен из листовой стали, но при самодельном варианте возможны и другие материалы, к примеру, пластик или нержавейка.

Справка. Бак покрывают антикоррозийным слоем, чтобы предотвратить преждевременное разрушение (в первую очередь, это касается железных ёмкостей).

Система открытого бачка включает несколько различных патрубков:

• для соединения расширительной трубы, через которую вода наполняет бак;
• при стыке переливной, для выливания излишков;
• при соединении циркуляционной трубы, по которой теплоноситель заходит в систему отопления;
• для подключения контрольной трубы, предназначенной для ликвидации воздуха и регулировки наполненности труб;
• запасного, необходимого при ремонте для сброса теплоносителя (воды).

Объём

Правильно рассчитанный объём бачка влияет на длительность эксплуатации совместной системы и бесперебойное функционирование отдельных элементов.

Маленький резервуар приведёт к поломке предохранительного клапана, из-за частого срабатывания, а слишком большой потребует дополнительных финансов при покупке и обогревании лишнего объёма воды.

Влиятельным фактором будет и наличие свободного пространства.

Внешний вид

Открытый бак — металлический резервуар, у которого верхняя часть просто закрывается крышкой, с дополнительным отверстием для долива воды. Корпус бака бывает круглым или прямоугольным. Последний вариант более практичен и надёжен при установке и креплении, но круглый имеет преимущество в виде герметичных бесшовных стенок.

Важно! Прямоугольный бак требует дополнительного усиления стенок при внушительном объёме воды (самодельный вариант). Это утяжеляет весь расширительный механизм, который нужно поднимать на самую верхнюю точку отопительной системы, к примеру, на чердак

Достоинства:

• Стандартная форма. В большинстве случаев — прямоугольник, который можно установить и подключить к общему механизму самостоятельно.
• Простая конструкция без чрезмерного количества управляющих элементов, что позволяет легко контролировать бесперебойную работу резервуара.
• Минимальное количество соединительных элементов, что придаёт корпусу прочность и надёжность в процессе работы.
• Среднерыночная цена, благодаря вышеизложенным фактам.

Недостатки:

• Малопривлекательный внешний вид, без возможности скрыть толстостенные громоздкие трубы за декоративными панелями.
• Низкий КПД.
• Использование воды, в качестве теплоносителя. При других антифризах испарение происходит быстрее.
• Резервуар не герметичен.
• Необходимость постоянного добавления воды (раз в неделю или раз в месяц) из-за испарения, которое, в свою очередь, влияет на завоздушивание и нормальное функционирование отопительной системы.
• Присутствие воздушных пузырьков приводит к внутренней коррозии элементов системы и снижению срока эксплуатации и теплоотдачи, появлению шума.

Расширительный мембранный бак закрытого типа

Учитывая функциональные особенности расширительного резервуара, можно выделить два вида конструкции, по которым различают вышеописанные устройства:

1. Открытый, главным минусом которого является необходимость утепления прибора.

В противном случае такое оборудование, часто устанавливающееся на крыше, просто замерзает вместе с соединяющей его трубкой, что может привести к взрыву всей системы отопления.

1. Закрытый, который является более современным вариантом бака.

Принцип работы

При незаполненной ёмкости эластичная мембрана занимает небольшую часть объёма, в противовес воздуху, который оккупирует оставшуюся долю. После того, как вода достаточно нагрелась, она попадает в щель между мембраной и корпусом, находясь там до остывания. После снижения температуры уменьшается и объем теплоносителя, который потом выдавливается назад в систему сжатым воздухом бака.

Описание устройства

Расширительный бак имеет герметичный металлический корпус и внутреннюю резиновую мембрану. Она разделяет бачок на две части — воздушную камеру с заполненным газом (азотом) и водную, для поступающего теплоносителя.

Фото 1. Расширительный бачок Cash Acme с резиновой мембраной внутри, разделяющей устройство на две части.

Снизу имеется отверстие для того, чтобы подключать бак к общей системе, а вверху корпуса расположен ниппель, который служит для регулирования давления воздуха.

Справка! Чтобы компенсировать расширения теплоносителя при нагревании, можно использовать этиленгликолевую смесь, с величиной концентрации максимум 50%.

Объём

Неправильно подобранный объём расширительного бака может привести к проблемам при эксплуатации отопительной системы. В слишком маленьком резервуаре будет часто срабатывать предохранительный клапан, выпуская теплоноситель наружу, а чересчур большой объём послужит причиной лишних финансовых затрат и нецелесообразным захватом свободного пространства.

Внешний вид

Расширительные баки могут быть двух типов установки:

• горизонтальные;
• вертикальные.

Обычно их корпус имеет капсулоподобную или плоскую форму объёмом от 1 до 10 000 литров с возможностью дополнительного крепления.

Достоинства:

• безопасность, включая чистоту воды;
• небольшие эксплуатационные расходы;
• лёгкий монтаж и возможность установки в какой угодно части дома;
• надёжность и удобство в использовании;
• предотвращение перелива жидкости из бака;
• эксплуатация при любом виде воды;
• сохранность тепла без потерь;
• минимальный приток воздуха;
• натуральная резина мембраны, которая допускается и при питьевом водоснабжении;
• долговечность бака, благодаря отсутствию прямого контакта с водой и воздухом.​

Недостатки:

• нарушение герметичности стыков может привести к завоздушиванию системы отопления;
• проблематичность размещение резервуаров большого объёма;
• необходимость дополнительного крепления.

Устройство расширительного бака для системы отопления

Прибор состоит из следующих компонентов:

• крана;
• мембраны;
• предохранителя;
• ёмкости для хранения жидкости;
• газовой камеры;
• патрубка.

Комплектация зависит от производителя и вида конструкции. Для отопительных контуров бывают баки трёх видов.

Расширитель открытого типа представляет собой сосуд большого объёма с крышкой. Последняя служит для защиты рабочего вещества от попадания пыли и прочих твёрдых частиц. Внутри поддерживается постоянная атмосфера, для чего установлены патрубки.

Для работы достаточно одного, но рекомендуется использовать устройства с тремя и более. Необходимы трубы для контроля: давления, максимального уровня и отвода воды, подачи жидкости в систему.

Первый участок представляет собой небольшой кусок, к которому прикреплён измеритель. Обычно он выходит из нижней части ёмкости. Прочие присоединяют сбоку, на разном уровне. В простейшем случае одна труба направлена к контуру для сообщения с ним, а вторая — в канализацию, для удаления избытков жидкости. Соответственно, их располагают у нижней и верхней частей бака, с торца.

Закрытый расширитель отличается в конструкции незначительно. Ёмкость для теплоносителя помещают в газовую камеру. Из внутренней выходит патрубок для соединения с контуром, а из внешней — клапан отвода воздуха.

Третий тип прибора произошёл из предыдущего. Камера общая, но разделена на две части гибкой резиновой мембраной.

В одной стороне располагается летучее вещество или вакуум, а в другой — теплоноситель. Когда последнего становится больше, второе пространство сжимается. При большом повышении давления происходит удаление части жидкости из контура до стабилизации.