Расширитель в системе отопление – виды, установка, расчет объема

При проектировании автономной системы отопления для собственного дома или квартиры необходимо правильно рассчитать и согласовать параметры устанавливаемого оборудования, чтобы обеспечить оптимальный режим работы каждого устройства.

Одним из наиболее важных элементов, обеспечивающих бесперебойное функционирование всего отопительного комплекса, является расширительный бачок. Его выбору часто не уделяется должного внимания, однако ошибки, связанные с неправильной установкой бачка, могут привести к самым печальным последствиям.

Для чего нужен расширительный бачок

В зависимости от погодных условий и климатического режима в помещении, теплоноситель, который циркулирует по трубам отопления, нагревается в большей или меньшей степени. При интенсивном прогреве он расширяется и образует излишний объем, который может создать давление, превышающее максимально допустимое для работы системы. Установка в отопительную магистраль расширительного бачка как раз и нужна для временного удаления этих излишков жидкости.

Закрытая система отопления с установленным расширителем

Двухконтурный котел обычно имеет свою собственную емкость для отвода теплоносителя, вместимости которой вполне достаточно для среднестатистических условий работы.

Но если в вашем доме много отапливаемых помещений, а в качестве батарей хотя бы в некоторых из них используются металлические трубы, то жидкости в нормальном режиме требуется гораздо больше, а значит и увеличение объема при расширении будет более ощутимым. Поэтому встроенного расширительного бачка может не хватить, и тогда потребуется установка дополнительного резервуара.

Виды расширительных бачков

Как известно, для отопления частного жилья могут применяться разные принципы подачи теплоносителя – естественная и принудительная циркуляция. Для каждого типа системы используются свои модификации расширительного бачка:

• Открытые. В инфраструктуре с естественной циркуляцией дополнительная емкость устанавливается в самой верхней точке и имеет форму открытого резервуара. Давление в трубах равно атмосферному, а через бачок выводятся пузырьки воздуха и, если надо, доливается вода.
• Закрытые. Если в магистрали отопления установлен насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя, в качестве расширительного резервуара выступает запаянный металлический баллон со сжатым воздухом. Излишек теплоносителя при нагреве подается в бак, а когда температура снижается, давление воздуха вытесняет жидкость обратно.

Схема системы отопления

Закрытый расширительный бачок обеспечивает значительные преимущества по сравнению с открытым. Его установка может производиться в любом удобном месте, отсутствие контакта с атмосферой защищает внутреннее пространство труб и батарей отопления от коррозии и проникновения грязи и мелкого мусора. Однако окончательное решение о выборе типа расширительного бачка обычно диктуется схемой реализации системы отопления в целом, а не этими важными, но не определяющими преимуществами.

Устройство закрытого расширительного бака

Значительную часть устанавливаемого в настоящее время оборудования для отопления составляют закрытые системы. Их достоинства очевидны и не требуют отдельного рассмотрения. Поэтому основным спросом сейчас пользуются именно закрытые бачки, устройство которых мы и рассмотрим далее.

Конструктивно расширительный бак очень похож на гидроаккумулятор для автономного водоснабжения. Он также представляет собой металлический резервуар, внутри которого находится резиновая мембрана, но, в отличие от гидроаккумулятора, всегда окрашен в красный цвет. В мембрану закачан воздух под давлением, обычно чуть меньшим, чем внутри самой системы. Принцип работы расширительного бачка довольно прост:

• при нагреве давление теплоносителя начинает превышать сопротивление воздуха в мембране, и излишки жидкости поступают в расширительный бачок системы отопления;
• когда температура внутри магистрали отопления снижается, жидкость под действием газа выдавливается мембраной обратно в основную магистраль, заполняя весь первоначальный объем.

Вычисление объема расширительного бака

Вместительность расширительного резервуара должна быть рассчитана на самый интенсивный режим работы системы отопления. Дело в том, что в период первого пуска температура окружающего воздуха обычно еще достаточно высока, и котел работает на средних нагрузках. При наступлении холодов объем нагреваемой жидкости серьезно увеличивается, поэтому ей требуется гораздо больше места.

В качестве примера приведем алгоритм расчета объема расширительного бачка для одноэтажных строений:

1. Определяем объем теплоносителя в трубах. Для этого используем эмпирическое правило: объем жидкости равен мощности котла, умноженной на 15. Например, для системы, использующей котел мощностью 24 кВт, требуется 360 литров воды.
2. Считаем коэффициент эффективности бака. E = (P_max-P_в)/(P_max+1), где P_max– максимальное давление теплоносителя, а P_в – давление воздуха в расширительном баке.
3. Вычисляем объем расширительного бака. Для его расчета применяем формулу: V_e=V*B/E, где V – полный объем жидкости, B – коэффициент ее расширения. Для воды коэффициент расширения равен 0,0359, а для стандартного антифриза – 0,07. Отсюда следует, что если в качестве теплоносителя используется антифриз, для него необходимо предусматривать расширительный бачок примерно вдвое большего объема.

Для рассматриваемого выше котла отопления мощностью 24 кВт потребуется установка резервной емкости объемом 360*0,0359/0,57=22,6 литра. Вместимость внешнего бака нужно подбирать, вычисляя разность между этой цифрой и объемом встроенного в котел расширителя.

Как установить расширительный бачок

Учитывая вышеупомянутую тенденцию к более частому использованию отопления с принудительной циркуляцией, нас будет в основном интересовать схема установки закрытого бачка. По поводу открытой системы скажем лишь несколько слов:

• расширительную емкость необходимо устанавливать в самой верхней точке;
• ее нужно тщательно утеплять;
• рабочее давление поддерживается за счет водяного столба, однако вода с течением времени испаряется и ее надо доливать.

Теперь рассмотрим последовательность установки бачка в закрытой системе отопления:

1. Заполнение мембраны воздухом. В верхней части бака имеется пластиковая заглушка, сняв которую можно получить доступ к ниппелю. Через него, с помощью обычного автомобильного насоса, накачиваем мембрану.

   

   Ввод расширителя в эксплуатацию

   Обычно давление воздуха в ней должно быть на 0,1–0,2 атмосферы меньше рабочего давления теплоносителя.

   В любом случае, точное значение необходимого воздушного напора указывается в паспорте.

2. Слив жидкости из системы. Отключаем котел от электрической сети и перекрываем подачу в него теплоносителя. Открываем сливные краны и дожидаемся полного удаления воды из батарей и труб.
3. Подключение к магистральной трубе. Закрытый бачок не требует какого-либо конкретного места установки. Обычно его размещают там, где давление теплоносителя минимально, т. е. в обратке, рядом с котлом.
   

   Подключение к трубам отопления необходимо производить через тройник и запорный кран, перекрыв который можно будет получить беспрепятственный доступ к баку для его обслуживания.

4. Если установка производится на рабочую систему, можно, воспользовавшись отсутствием жидкости в трубах, заменить все расходные элементы и почистить фильтры.
5. Заполнение теплоносителем и пуск котла. Открываем кран подачи жидкости и наполняем радиаторы и трубы отопления. Дожидаемся, пока в системе не установится рабочее давление. В этом состоянии жидкость и воздух в мембране находятся в равновесии. При нагреве давление будет увеличиваться, и избыток воды начнет сливаться в бачок. Когда жидкость остынет до рабочей температуры, она полностью вернется в систему.

Установка расширительного бачка в систему отопления не требует специальных навыков и вполне может быть выполнена самостоятельно. Главное, чтобы его вместимости хватило на весь объем расширяющегося теплоносителя. В противном случае давление в системе может повыситься до критического уровня, при котором произойдет аварийный сброс жидкости и отключение котла.

Если при этом в помещении долгое время не будет людей, которые смогут вручную запустить котел, система может разморозиться и прийти в негодность.