Расширительный бак для отопления — необходимость

Чем отличаются гидробаки для водяных систем отопления от устройств для водоснабжения

1. Назначение.

Расширительные баки отопительных систем компенсируют тепловое расширение циркулирующего элемента.

Функции гидроаккумуляторов — накопление резервного объёма воды для обеспечения напора во время отключения насоса и защита системы от гидроударов.

1. Конструкция.

В полости расширительного бака горячая жидкость либо соприкасается со стенками устройства (мембранный и открытый тип), либо контактирует только с эластичной мембраной (баллонный тип). Для гидроаккумуляторов водоснабжения первый вариант исключён.

1. Материал перегородки.

В отопительных сетях нагружение диафрагмы происходит медленно, поэтому ключевое требование — термостойкость. Для гидробаков водоснабжения используется мембрана из пищевой резины, устойчивая к частым и быстрым растяжениям.

5 критериев выбора изделий

1. Тип циркуляции теплоносителя. Для систем, где вода перемещается естественным путём, используется открытый бак. В автономных сетях с циркуляционными насосами — мембранные гидробаки.

​

1. Тип. Бачки с несменной (диафрагменной) мембраной имеют более низкую стоимость, чем расширители с баллонной фланцевой перегородкой. Однако при разрыве диафрагмы бак придётся менять полностью.
2. Объем. Является расчётной величиной, всегда округляется в бо́льшую сторону.
3. Наибольшее рабочее давление. Должно соответствовать (быть не меньше) максимально возможному значению для всей отопительной системы.
4. Технические характеристики. Учитываются допустимые рабочие температуры, давление, объем, тип мембраны, варианты крепления и соединения с трубами.

Справка. При покупке выбирайте изделия, предназначенные непосредственно для отопления. Большинство производителей окрашивает такие бачки в красный цвет, белые — считаются универсальными, но они ориентированы на небольшие предельные температуры (до 70º C).

При выборе обращайте внимание на производителей. Брендовые торговые марки дорожат репутацией, поэтому нет риска приобрести некачественный экспанзомат

К авторитетным компаниям относятся: AQUASYSTEM, REFLEX, WESTER, IMERA, BOSCH и другие.

Что такое расширительный бачок в автомобиле

В системе подачи топлива есть один малозаметный и в то же время необходимый элемент, который называется расширительным бачком.

Он служит для компенсации колебаний объёмов тосола (антифриза) при перепадах температур.

По основной же своей функции бачок расширения — это ёмкость, которая служит резервуаром для излишков охлаждающей жидкости в системе.

Тосол (или антифриз) — это жидкость, изготовленная на основе раствора пропилена или этиленгликоля, поэтому она имеет повышенный процент расширения при нагревании.

Именно такой состав жидкостей позволяет качественно охлаждать двигатель, поэтому в систему охлаждения и заливается тосол или антифриз.

То есть если эту жидкость залить по максимуму, то при нагревании она начнёт расширяться и выдавливаться из клапанов или стыков шлангов.

После остывания мотора тосол снова примет свой обычный объём. Чтобы исключить возможные вытекания охлаждающей жидкости и был установлен расширительный бачок.

В зависимости от модели машины бачок может иметь разные формы и объёмы

Где находится бачок расширения в автомобиле

На всех моделях транспортных средств бачок расширения устанавливается в подкапотном пространстве.

Однако в зависимости от конструктивных особенностей той или иной машины, бачок может крепиться к разным частям кузова.

Бачок с охлаждающей жидкостью устанавливается рядом с радиатором для удобства работы системы

Конструктивные особенности

Расширительные бачки на все модели автомобилей изготавливаются из прочных полупрозрачных пластиковых сплавов.

На боковой части изделия обязательно должна присутствовать шкала деления, которая позволит отслеживать объём жидкости в системе.

С точки зрения строения расширительный бачок — это самый простой элемент любого автомобиля.

Он представляет собой пластиковую ёмкость со специальным датчиком.

Бачок закрывается плотной крышкой с резьбой, которая обеспечивает полную герметичность системы охлаждения.

Расширительный бачок состоит из двух элементов — самого корпуса и крышки

Принцип работы

В результате работы двигателя охлаждающая жидкость начинает нагреваться.

Соответственно, тосол (антифриз) расширяется, а давление в системе начинает расти.

В тот момент, когда показатель этого давления превышает 120 кПа, открывается выпускной клапан на бачке.

Если же давление уменьшается и становится ниже отметки 83 кПа, то клапан закрывается.

Таким образом, излишки охлаждающей жидкости всегда могут поступить в бачок расширения, что исключает повреждения шлангов, патрубков и даже самого радиатора.

Когда двигатель заканчивает свою работу, давление охлаждающей жидкости в системе постепенно падает.

При прохождении отметки в 3 кПа уже открывается клапан на впуск на бачке, благодаря чему в него поступает воздух.

Свежий воздух быстро нормализует давление, количество жидкости в бачке сокращается.

В полости бачка в процессе движения постоянно находится разное количество охлаждающей жидкости

Что можно доливать и в каком количестве

Есть несколько видов антифриза. Смешивать их между собой нельзя, а доливать нужно строго по меткам. Среди автолюбителей бытует мнение, что некоторые виды охладителей совместимы между собой по химическому составу, но рисковать и смешивать их, всё же, не стоит. Во избежание неприятных ситуаций и поломок машины пользуйтесь одним видом жидкости и покупайте её у проверенных производителей.

При доливании любой воды (обычной или дистиллированной) тосол может замёрзнуть зимой. При отсутствии свежей порции антифриза доливайте воду только в тёплое время года. Никогда не разбавляйте охладитель другими химическими составами. В крайнем случае, используйте обычную воду, но не злоупотребляйте этим.

На заметку! Отсутствие тосола в бачке может застать водителя врасплох перед зимними холодами. Чтобы этого не произошло, перед зимним сезоном полностью смените охладитель и залейте новый.

Контролю за состоянием охлаждающей жидкости надо уделять время, иначе это может быть чревато плохими последствиями для автомобиля. При своевременной проверке уровня тосола двигатель будет работать как следует, а машина прослужит вам в течение многих лет.

Расчёт объема расширительного бака для системы отопления

В этой статье мы поговорим о расширительных баках закрытого типа, так как в настоящее время именно они широко используются в системе отопления. Но к бакам открытого типа это так же применимо.

Выбор расширительного бака для отопления

Расчёт объема расширительного бака для системы отопления это очень важный момент, так как при неправильно подобранным расширительным баком могут возникнуть проблемы при эксплуатации отопления. Проблемы в виде частого срабатывания предохранительного клапана и выхода с него теплоносителя. Эта проблема наблюдается, когда бак слишком малого объема.

Конечно, можно приобрести бак значительно большего требуемого объёма без математических вычислений, но это лишняя трата денег и свободного пространства в помещении.

Подбор расширительного бака осуществляют исходя от общего требуемого объёма теплоносителя для системы отопления. Как известно, любое вещество при нагреве увеличивается в объеме, жидкости тоже расширяются при повышении температуры. Расширительный бак предназначен компенсировать эти явления. Разные жидкости увеличиваются в объеме по-разному, поэтому при использовании разных теплоносителей, требуемый объем бака будет отличаться.

При использовании в качестве теплоносителя воду, объём бака должен быть 10 % от общего объёма системы отопления.Если планируете залить антифриз в систему, бак приобретайте на 15 % от общего объёма.

В качестве примера, если требуемый объем теплоносителя для системы отопления 100 литров, бак нужен объемом 10 литров, если будет заливаться вода и 15 литровый бачок при использовании антифриза.

Как видите здесь ничего сложного, сложнее посчитать нужный объем теплоносителя.

Как посчитать объем теплоносителя для системы отопления

Для начала нужно заглянуть в паспорт котла отопления и выяснить, какой объем вмещает он в себя, далее посмотреть технические характеристики радиаторов отопления. Обычно производители пишут объем требуемой воды для одной секции радиатора. Поэтому необходимо посчитать общее количество секций и умножить на объём одной секции.

Теперь необходимо посчитать сколько теплоносителя вмещается в трубах. Труба это своего рода цилиндр, только очень длинный, поэтому для неё действует общая формула для цилиндров.

r2–радиус внутреннего диаметра в квадрате,

Пример: имеется полипропиленовая труба с наружным диаметром 32 мм и длинной 50 метров.

Внутренний диаметр такой трубы 26 мм, в сантиметрах это 2.6. Соответственно радиус её 1.3 см, что является половиной диаметра.

1.3×1.3 получаем квадрат этого радиуса 1.69,

Так как мы начали считать всё в сантиметрах, значит и длину трубы переводим в сантиметры. 50×100=5000

Теперь 3.14×1.69×5000=26533 сантиметров кубических,

Полученное число из кубических сантиметров переводим в литры

26533:1000=26.533 литра теплоносителя поместиться в представленной в примере трубе.

При подсчете объема труб нужно учесть, что каждый диаметр трубы считается отдельно.

При наличии ещё дополнительных элементов отопления таких, как гидрострелка или теплоаккумулятор необходимо учесть и их.

В современных котлах отопления существует встроенный расширительный бак, но как показывает практика часто объема такого бака не достаточно, поэтому такую систему отопления следует дополнительно оснащать баком, но уже с учетом встроенного бака.

Особенности регулировки гидроаккумулятора

Расширительные баки для водоснабжения поступают в продажу со стандартными настройками производителя — зачастую давление в воздушном отсеке уже установлено на значении 1,5 бар. Допустимое давление всегда указано на этикетке и производитель не рекомендует отклоняться от заданных параметров, особенно в сторону его увеличения.

Перед тем как приступить к регулировке, систему отключают от электросети и закрывают запорные вентили. Мембранный бак полностью опустошают, сливая воду — точный показатель давления можно измерить только при пустом отсеке для воды.

Далее снимают показатели давления с помощью точного манометра. Для этого с золотника снимают декоративный колпачок и подносят прибор. Если давление отличается от требуемого, то его приводят в соответствие, накачивая или стравливая лишний воздух.

Учитывая то, что производитель против отклонений от рекомендованных показателей давления, необходимо еще на этапе проектирования выбрать подходящее оборудование, параметры которого не будут конфликтовать между собой

При регулировке давления в газовом отсеке бака производитель заполняет его инертным газом, например, осушенным азотом. Это предотвращает коррозию внутренней поверхности. Поэтому пользователям также рекомендуется использовать для увеличения давления технический азот.

Настройка давления бака в системе водоснабжения

Давление в баке закрытого типа устанавливается всегда несколько ниже (на 10%), чем уровень давления при запуске насоса. Регулируя давление в устройстве можно корректировать напор воды. Чем меньшим будет давление газа в гидробаке (но не меньше 1 бар), тем больше он будет вмещать в себе воды.

Напор при этом станет неравномерным — сильным при наполненном резервуаре и все более слабым при его опустошении. Чтобы обеспечить сильный и ровный поток воды устанавливают давление в камере с воздухом или газом в пределах 1,5 бар.

Напор воды в водопроводе устанавливается с помощью реле. При настройке давления в расширительной камере необходимо учитывать эти значения

Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя

Расширительный бак, который используется для горячего водоснабжения, изначально не должен содержать воды. Давление в устройстве устанавливается на показателе, который на 0,2 больше чем верхний порог отключения насоса.

Например, если реле настроено на отключение оборудования при показателях давления в 4 бар, то давление в газовом отсеке расширительного бака должно устанавливаться на значении 4,2 бар.

Установленный в обвязке водонагревателя, бак не служит для поддержания давления. Он призван компенсировать расширение тогда, когда происходит нагрев воды. Если установить давление в нем на меньшее значение, то в баке будет постоянно находиться вода.

Открытый бак своими руками

Открытый бачок

Другое дело расширительный бачок для отопления дома открытого типа. Раньше, когда в частных домах собирали только открытие системы, о покупке бака даже речи быть не могло. Как правило, расширительный бак в системе отопления, схема которого состоит из пяти основных элементов, делали прямо по месту монтажа. Не известно, можно ли было, вообще, его купить в то время. Сегодня проще, так как можно это сделать в специализированном магазине. Сейчас в преимущественном большинстве жилье обогревается герметичными системами, хотя есть еще много домов, где стоят открытие контуры. А как известно, бачки имеют свойство прогнивать и может возникнуть необходимость его замены.

Устройство расширительного бака системы отопления, который продается в магазине, может и не соответствовать требованиям вашего контура. Есть вариант, что он не поместится. Возможно, придётся изготовить его самостоятельно. Для этого вам понадобятся:

• рулетка, карандаш;
• болгарка;
• сварочный аппарат и навыки работы с ним.

Помните о безопасности, одевайте перчатки и работайте со сваркой только в специальной маске. Имея все необходимое, можно сделать все за пару часов. Начнем с того, какой металл выбрать. Раз уж первый резервуар сгнил, значит, нужно сделать так, чтобы со вторым такого не произошло. Поэтому лучше использовать нержавеющую сталь. Толстую брать не надо, но и слишком тонкую тоже. Такой металл дороже обычного. В принципе, можно сделать и из того что есть.

Теперь поэтапно рассмотрим, как сделать бак своими руками:

действие первое.

Разметка листа металла. Уже на этом этапе вы должны знать размеры, так как от них зависит и объём резервуара. Система отопления без расширительного бака необходимого размера будет работать некорректно. Измерьте старый или сами посчитайте, главное, чтобы в нем было достаточного места для расширения воды;

Вырезание заготовок. Конструкция расширительного бака отопления состоит из пяти прямоугольников. Это если он без крышки. Если хотите сделать крышу, то вырежьте еще одну деталь и разделите ее в удобной пропорции. Одна часть будет приварена к корпусу, а вторая сможет открываться. Для этого ее на завесы нужно приварить ко второй, недвижимой, части;

действие третье.

Сваривание заготовок в одну конструкцию. В дне сделайте отверстие и приварите туда патрубок, через который теплоноситель из системы будет попадать внутрь. Патрубок надо соединить со всем контуром;

действие четвёртое.

Утепление расширительного бака. Не всегда, но достаточно часто, резервуар стоит на чердаке, так как там находится пиковая точка. Чердак – это неотапливаемое помещение, соответственно, зимой там холодно. Вода в баке может замерзнуть. Чтобы этого не случилось, обложите его базальтовой ватой, или еще какими-нибудь утеплителями, устойчивыми к высокой температуре.

Как вы смогли убедиться нет ничего сложного в том, чтобы сделать бак своими руками. Выше описана самая простая конструкция. При этом помимо патрубка, через который резервуар соединяется с системой отопления, в схеме расширительного бака для отопления могут быть дополнительно предусмотрены следующие отверстия:

• через которое осуществляется подпитка системы;
• через которое лишний теплоноситель сливается в канализацию.

Схема бака с подпиткой и сливом

Если вы решили сделать бак своими руками с патрубком для слива, то разместите его так, чтобы он был выше линии максимального заполнения резервуара. Вывод воды через слив называется аварийным выбросом и главная задача этого патрубка – это недопущение переливания теплоносителя через верх. Подпитку можно врезать в любом месте:

• так, чтобы вода была выше уровня патрубка;
• так, чтобы вода была ниже уровня патрубка.

Каждый из способов правильный, разница лишь в том, что поступающая вода из патрубка, который находится над уровнем воды, будет журчать. Это скорее хорошо, чем плохо. Так как подпитка осуществляется в том случае, если в контуре недостаточно теплоносителя. А почему его там не хватает:

• испарение;
• аварийный выброс;
• разгерметизация.

Если вы слышите, что в расширительный резервуар поступает вода из водопровода, то уже понимаете, о возможности возникновения каких-то неполадок  в контуре.

В итоге на вопрос: «нужен ли расширительный бак в системе отопления?» — можно наверняка ответить, что нужен и обязательно. Также нужно отметить, что для каждого контура подходят разные резервуары, поэтому правильный подбор и правильная настройка расширительного бака в системе отопления крайне важны.

Принцип работы приспособления

Расширительный бак является частью простейших систем отопления, работающих согласно законов физики. Когда перемещение жидкости по трубам, радиаторам осуществляется самотеком, энергию для этого обеспечивает перепад давления.

В противном случае наличие бачка не будет давать нужного эффекта. Что не защитит от повышения давления, гидроударов и последующих за ними поломок.

Важным преимуществом открытых расширительных резервуаров является их доступность. К примеру, бак получится изготовить даже из подручных материалов, которых хватает на дачных участках, в подсобных помещениях частных домов. Расширительной может стать любая металлическая или пластиковая емкость нужного размера, о чем свидетельствует фото

Сам резервуар при холодном теплоносителе никакого участия в работе системы отопления не принимает.

Все меняется, когда жидкость разогревается до значительных температур и создает избыточное давление в трубах, радиаторах, так как в таких ситуациях ее излишек активно создается и выдавливается в расширительную емкость. Где он находится до момента остывания теплоносителя, после чего самотеком опять попадает в трубы и радиаторы, котел.

Описанная процедура выполняется циклично, то есть на протяжении всего периода эксплуатации резервуара.

Из-за того, что система отопления является открытой, как и сам бак, то компенсация последствий расширения не может выполняться без участия человека.

Причина в том, что теплоноситель, пребывая в прямом контакте с воздухом, испаряется, причем, чем больше он нагревается, тем активней происходит такая процедура.

В результате пользователю приходится регулярно осуществлять контроль наличного уровня воды. И по мере необходимости доливать ее.

Выполняется указанная операция с помощью ведра или другой емкости с водой. Это малоприятно, поэтому систему можно автоматизировать, организовав подачу воды от системы водообеспечения, причем от любой: локальной или централизованной.

Следует знать, что геометрические формы и точные расчеты в случае с открытой расширительной емкостью абсолютно не важны. Основным условием эффективной работы является размещение в самой верхней точке системы и наличие достаточного объема емкости до переливного патрубка

Кроме того, используя дополнительное оборудование описанную процедуру можно сделать полностью автономной.

Но в таком случае теряются важнейшие преимущества всех открытых баков и систем отопления:

• дешевизна;
• полная автономность, то есть независимость от работоспособности, исправности и наличия в помещении каких-либо инженерных систем.

Все процессы в открытом баке происходят согласно естественному круговороту, без помощи насосов и прочего оборудования.

В результате для того, чтобы расширительный резервуар гарантированно был полезным, габариты самой системы должны быть умеренными, то есть не стоит использовать ее для обогрева коттеджей и зданий, площадь которых превышает 100 м².

Оптимальным местом размещения расширительных емкостей являются теплые чердаки. Так как там гарантированно будет самая высокая точка системы, а еще такое решение позволяет спрятать конструкцию с низкими эстетическими свойствами подальше от глаз

Если указанное правило игнорировать, то это может привести к существенным финансовым потерям, так как придется выполнять ряд переделок для обеспечения эффективности работы бака и всей системы, как одного целого.

Кроме того, должна быть ограничена высотность. Так как очень проблематично добиться ожидаемого результата при попытке обогрева таким способом более, чем двухэтажного здания.

Какое давление должно быть

Рекомендуемое значение давления в баке обычно указывается в инструкции к отопительному котлу. Стандартная величина обычно составляет на 0,2-0,3 атмосферы ниже рабочего давления в системе, которое обычно составляет около 1,5-1,8 атмосфер. Высчитать рабочее давление бака при наличии этих данных элементарно.

Для измерения давления используется манометр, подключаемый к ниппелю, расположенному на верхней части бака. Как правило, ниппель изначально закрыт пластиковой крышкой, которую сначала нужно снять. Посредством золотника, находящегося в ниппеле, при необходимости можно сбросить излишнее давление. Чтобы поднять давление в баке, к нему подключается обычный автомобильный насос, при помощи которого и осуществляется накачка системы.

Все указанные выше операции можно делать исключительно в том случае, если бак отключен от системы, если только речь не идет о том, как заменить расширительный бак в системе отопления. Снимать его со своего места для настройки и измерений не нужно – достаточно будет выключить отопление и слить теплоноситель из котла. Чтобы добиться максимальной точности измерения, нужно довести уровень давления в котле до нулевой отметки.

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.