Монтаж расширительного бака системы отопления своими руками

Бак можно крепить горизонтально и вертикально, «вверх ногами»… это на работе его не отразится.

Монтаж расширительного бака к стене выполняется специальными хомутами таким образом:

Как видим, бак неприхотлив в установке. Единственное требование, соблюдение которого облегчит ваше житие, — к расширительному баку должен быть достаточно свободный доступ для обслуживания.

На фото показан монтаж напольного расширительного бака:

Видно, что к основному трубопроводу из полипропиленовой трубы бак присоединён с помощью фланца на болтах. У такого варианта есть неоценимый плюс: при повреждении диафрагмы фланец раскручивается и заменяется только диафрагма, а не нужно покупать новый бак целиком. Налицо экономия денег (понятно, что это относится к бакам, у которых диафрагма — груша).

Физические свойства воды

Одно из физических свойств воды – практически нулевая способность сжиматься. Это значит, что при попытке уменьшить её объём (то есть сжать) происходит резкое увеличение давления.

А ещё вода (как и другие материалы) может увеличивать свой объем при нагревании. Это свойство называется термическое расширение. У воды оно начинается уже при температуре +4°C. Впрочем, при понижении температуры ниже этой отметки вода тоже начинает расширяться. Это явление называют парадоксом воды. При температуре в +4°C вода имеет наибольшую плотность: вес 1 л = 1 кг.

Однако для систем отопления этот парадокс не важен, потому что температура воды, подаваемой котлом в радиаторы, значительно выше.

Увеличение объёма воды при нагревании. Фото с сайта agrovodcom.ru

Возьмём ёмкость с переливом, который ограничивает объём, равный 1000 см³. Нальём в неё 1 л воды, имеющей температуру +4°C, а затем приступим к нагреву. Плотность воды начнёт уменьшаться, а объём – увеличиваться.

Так как перелив ограничивает известный объём, излишек воды выльется. При нагреве от +4°C до +90°C (обычная температура воды в системе отопления) этот излишек составит 39,95 см³ (или 34,7 г). Именно этот процесс и происходит в системе отопления, когда котёл нагревает воду.

Инструменты

Использование расширительного бака необходимо в каждой закрытой системе отопления, и даже в некоторых системах подключенных к центральному отоплению. Процесс установки расширительного бака довольно сложный, но если внимательно изучить инструкцию сделать это самостоятельно, без привлечения специалистов, вполне возможно.

Оглавление:

1. Принцип работы расширительного бака
2. Разновидности расширительных емкостей для отопления
3. Расчет расширительного бака для отопления
4. Установка расширительного бака для отопления открытого типа
5. Установка закрытого расширительного бака
6. Советы и правила установки расширительного бака
7. Обслуживание расширительного бака для отопления

Принцип работы расширительного бака

Расширительный бак представляет собой металлический резервуар, который подключается к системе отопления. Основная функция этого прибора — устранение повышения давления в трубопроводе, в следствие расширения теплоносителя.

Расширительные баки бывают двух видов: открытые и закрытые. Принцип работы каждого из этих баков различается друг от друга.

Открытая расширительная емкость имеет металлическую крышку, которая открывается для добавления теплоносителя в систему.

Закрытый расширительный бак состоит из металлической емкости, которая не имеет никаких отверстий, кроме подключения к системе. Емкость разделяет внутренняя мембрана, выполнена из резины. При повышении давления резина прогибается и теплоноситель попадает в резервуар, при снижении давления или утечке теплоносителя, резина давит на половину бака, в котором размещен газ и теплоноситель поступает в систему. Таким образом, расширительный бак является регулятором давления, который предотвращает появления высоких скачков напряжения в системе. Если не использовать расширительную емкость, система отопления не будет нормально функционировать, а краны, трубы и котел быстро выйдут из строя.

Расширительные баки используют в частной системе отопления, а в некоторых случаях и в системе, подключенной к центральному отоплению.

Разновидности расширительных емкостей для отопления

Расширительные баки разделяют на:

• открытые,
• закрытые.

Открытый расширительный резервуар имеет ряд недостатков, поэтому редко используется, в основном в тех случаях, когда система не подключена к насосу, и вода свободно циркулирует.

Недостатки открытого расширительного бака:

• из-за частого открытия крышки происходит контакт комплектующих системы отопления кислородом из-за чего на стенах труб и радиаторов образовывается ржавчина;
• когда температура воды повышается, происходит испарение жидкости, поэтому периодически следует добавлять теплоноситель в систему;
• открытый расширительный резервуар устанавливается в самой высокой точке, по сравнению с системой отопления, поэтому монтаж такого прибора занимает много времени.

Единственным достоинством открытого расширительного бака является небольшая стоимость, по сравнению с закрытым.

Закрытый расширительный резервуар называют мембранным, в зависимости от типа мембраны выделяют:

• расширительные емкости сменного типа,
• расширительные емкости несменного типа.

Сменные расширительные баки предполагают замену мембраны, при повреждении. Чтобы заменить мембрану достаточно открутить фланец.

Несменные расширительные баки подразумевают замену всего бака при повреждении мембраны. Такие баки более устойчивы к перепадам давления, а мембрана — идеально и герметично прилегает к внешней стенке емкости.

Расширительные баки бывают двух форм:

• балонной,
• плоской.

Балонная форма напоминает большую емкость в которой расположена мембрана или крышка, в зависимости от типа бака.

Плоские расширительные баки имеют сплюснутую форму и мембрану в виде диафрагмы. Преимуществом плоских расширительных баков является то, что они занимают мало места и легко устанавливаются.

Расчет расширительного бака для отопления

На размер и объем расширительного резервуара влияет:

• тип системы;
• вместительность системы;
• максимально допустимое давление;
• место установки расширительного бака.

Самый простой способ определения объема расширительного бака — узнать вместительность системы отопления и разделить данную сумму на 10%. Например, если система обогрева содержит 400 л теплоносителя, то объем расширительной емкости составит 40 л, в том случае, если теплоносителем выступает вода. Если в качестве теплоносителя используют гликолевую жидкость, тогда к этой сумме нужно прибавить еще 50 %.

Обратите внимание, что 3 % теплоносителя в закрытом расширительном баке приходит на возмещение возможных утечек. В любом случае, полученный в результате расчета объем бака следует немного увеличить.

Для получения точного расчета в больших или сложных системах отопления лучше довериться специалистам или использовать онлайн-калькулятор.

На правильный расчет расширительного бака указывает несрабатывание предохранительного клапана.

Установка расширительного бака для отопления открытого типа

Открытая расширительная емкость является местом для контакта воды с кислородом. Применяют открытую емкость в том случае, когда вода свободно, без использования насоса перемещается по системе или когда система подключена к центральному отоплению.

Так как воздух контактирует с водой, вся система отопления проектируется под уклоном, чтобы излишки кислорода вытеснялись из радиаторов.

Расширительный бак место установки: самая верхняя точка, по отношению к системе обогрева. Высота установки расширительного бака должна превышать высоту инсталляции системы отопления.

Расширительный бак схема установки:

Установка дополнительного расширительного бака производится в том случае, если невозможно смонтировать систему отопления под наклоном. Уровень установки основного и дополнительного расширительного бака должен быть одинаковым.

Открытая расширительная емкость включает патрубки:

• расширительный,
• сигнальный,
• циркуляционный,
• переливной.

С помощью расширительного патрубка бак подключают к системе отопления.

В большинстве случаев открытый расширительный резервуар монтируют вблизи котла и подсоединяют к системе водоснабжения с помощью сигнального патрубка, который контролирует уровень теплоносителя.

Переливной патрубок соединяет бак с канализацией, при переполнении бака жидкость автоматически сливается в канализацию.

Циркуляционный патрубок обеспечивает подачу теплоносителя, в том случае, если расширительная емкость размещается в неотапливаемом помещении.

Установка закрытого расширительного бака

Перед изучением правил по установке расширительного резервуара закрытого типа, рассмотрим преимущества этого устройства перед открытым расширительным резервуаром:

• минимальные теплопотери;
• не нуждаются в изоляции;
• работа при высоких скачках напора;
• установка в любом месте, без привязки к наивысшей точке;
• устройства закрытого типа более компактны и легче устанавливаются;
• отсутствие образования ржавчины на внутренних стенках системы отопления;
• легкость в обслуживании.

Инструменты для работы:

• разводной ключ;
• ключ для установки пластиковых труб;
• ступенчатый ключ.

Подготовительный этап включает:

• отключение котла от электричества, газоснабжения или водообеспечения;
• перекрытие крана, отвечающего за циркуляцию теплоносителя;
• слив теплоносителя, из отопительного участка, на котором устанавливается расширительный бак.

Инструкция по установке расширительного бака:

1. Установите на подводящей трубе запорный и дренажный кран, для перекрытия и спуска воды.

2. С помощью винтов или фланцев подсоедините расширительную емкость к системе. Если трубы системы отопления полипропиленовые, нужно использовать паяльный аппарат, муфты, уголки и фитинги.

3. Фитинг под названием “американка” поможет в будущем с легкостью извлечь бак для замены или ремонта. Перед установкой фитинга на расширительный бак намотайте на резьбу льняную ленту и нанесите уплотнительную пасту.

4. Когда вода с системы слита, разрежьте трубу специальными ножницами и установите тройник.

5. Установите предохранительный клапан и манометр.

6. Перед запуском системы очистите фильтр грубой очистки.

7. Перед тем как подключить расширительный бак к системе, нужно создать рабочее давление. Для этого используйте насос.

8. Когда расширительный бак подключен к сети — запустите все краны подачи теплоносителя и включите котел.

Советы и правила установки расширительного бака

1. Устанавливайте расширительный бак таким образом, чтобы поступление теплоносителя производилось сверху.

2. При отсутствии данных, о точном объеме отопительной системы, вместительность расширительного бака рассчитывается исходя из мощности котла: 15 л жидкости рассчитаны на 1 кВт мощности.

3. Перед покупкой и установкой расширительного бака осмотрите котел отопления. Многие современные котлы имеют скрытый расширительный резервуар, который располагается в середине котла.

4. Не монтируйте расширительную емкость закрытого типа возле циркуляционного насоса, из-за возникновения больших перепадов давления.

5. Установка вакуумного расширительного бака производится только при плюсовой температуре.

6. Установка мембранного расширительного бака закрытого типа производится со стороны подачи холодной воды к котлу.

7. В качестве уплотнителя, используйте только те герметики, которые имеют стойкость перед высокой температурой, в противном случае протечка неизбежна.

8. При определении месторасположения и монтажа расширительного бака, следует подумать о дальнейшем подходе или обслуживании прибора. Не устанавливайте расширительный бак в труднодоступных местах.

9. Во время установки расширительного бака соблюдайте правила безопасности и общепринятые инструкции.

10. Обязательно ознакомьтесь с инструкцией от производителя по установке расширительного бака.

11. Обязательно установите предохранительный клапан, который иногда идет в комплектации с баком, если клапана нет — купите его отдельно.

Обслуживание расширительного бака для отопления

1. Один раз в 6-7 месяцев следует осматривать расширительный бак на наличие механических повреждений или ржавчины. При их наличии, нужно устранить проблему.

2. В расширительных емкостях закрытого типа один раз в шесть месяцев следует проверять давление.

3. В устройствах со сменной мембраной нужно периодически проверять мембрану на целостность или наличие повреждений.

4. Если расширительный бак не используется на протяжении длительного времени, храните бак в сухом месте, обязательно слив всю воду и высушив прибор.

5. При замене отдельных запчастей бака рекомендуется покупать комплектующие только фирмы-изготовителя бака.

6. Для заполнения воздушной камеры лучше всего использовать инертный газ, например, азот.

7. Правильная работа расширительного бака зависит от давления и температуры системы отопления.

8. При резком падении давление есть риск повреждения мембраны. Для замены мембраны нужно выполнить ряд действий:

• отсоединить расширительную емкость от системы;
• сбросить давление в баке с помощью вентиля, который расположен в верхней части бака;
• снимите фланец, расположенный в месте подсоединения бак к системе;
• снимите мембрану и спустите излишки воды;
• вставьте мембрану и установите фланец;
• прикрепите бак, предварительно установив нужное давление.

Расчет объема расширительного бака для отопления

Объем расширительного бака выбирается таким образом, чтобы при нагреве теплоносителя до максимальной рабочей температуры, рост давления в системе отопления не превышал допустимой величины (оставался ниже давления срабатывания предохранительного клапана).

Объем расширительного бака для системы отопления емкостью до 150 литров

Для систем отопления, содержащих небольшое количество теплоносителя, до 150 литров, объем расширительного бака выбирают по упрощенной формуле:

где: V_n — расчетный объем расширительного бака; V_s — полный объем системы отопления.

Выбирают бак с номинальным объемом больше расчетного.

Расчет емкости расширительного бака для системы отопления объемом свыше 150 литров

Расчет начинают с определения приращения объема теплоносителя — дополнительного объема, который образуется в результате нагрева жидкости до рабочей температуры — V_e.

где, V_s — полный объем системы отопления; n% — коэффициент расширения жидкости в системе отопления.

Значение коэффициента расширения n%, при максимальной рабочей температуре теплоносителя (воды) в системе отопления, определяется из таблицы:

Коэффициент расширения для антифриза на основе водного раствора этиленгликоля (Тосол и др.) определяется по формуле:

где n_v% — коэффициент расширения воды из таблицы выше; e_a% — процентное содержание этиленгликоля в растворе антифриза.

На втором этапе расчета (вторым действием) определяют объем водяного затвора в баке, V_v — это объем теплоносителя, который изначально заполняет расширительный бак под действием статического давления в системе отопления. Емкость водяного затвора определяют по формуле:

V_v = V_s x 0,5% , но не менее 3-х литров.

На третьем этапе находим начальное давление в системе отопления — P_o. Оно равно статическому давлению в системе отопления и определяется из расчета 1 бар = 10 метров водяного столба. Высота водяного столба в системе отопления равна расстоянию по вертикали между крайней нижней и самой верхней точкой системы, в которых находится теплоноситель. По чертежам или в натуре определяют вертикальные отметки крайних точек системы отопления. Разница между верхней и нижней отметками и будет равна высоте водяного столба жидкости в системе.

На четвертом этапе расчета определяют величину максимального рабочего давления в системе отопления — P_e. Максимальное рабочее давление должно быть меньше давления срабатывания предохранительного клапана в системе отопления на величину, минимум 0,5 бар.

P_e = P_k — (P_k x 10%), но обязательно P_k — P_e => 0,5 бар.

где: P_k — давление срабатывания предохранительного клапана.

В заключении расчета определяют необходимый объем мембранного расширительного бака для отопления по формуле:

Выбирают бак с номинальным объемом больше расчетного.

Пример расчета расширительного бака

Выполним расчет расширительного бака для системы отопления с исходными данными:

Общий объем V_s = 270 л.

Высота водяного столба 6 м., отсюда начальное давление P_o = 6/10 = 0,6 бар.

Максимальная рабочая температура теплоносителя (воды) 90 о С. По таблице определяем коэффициент расширения n% = 3,55%.

Предохранительный клапан настроен на срабатывание при давлении P_k = 3 бар.

Производим расчет:

V_v = 270 л. x 0,5% = 1,35 л., так как 1,35 0,5 бар., то принимаем P_e = 2,5 бар.

Результат:

Принимаем к установке расширительный бак с номинальным объемом 24 литра.

Кроме объема, при выборе конкретного типа расширительного бака, необходимо учитывать максимальное рабочее давление, на которое рассчитан бак.

Как работает бак открытого типа. Правила установки

Для предотвращения застаивания воды в баке необходимо устроить циркуляцию. Между баком и магистралью трубопровода устраивают контур. Он должен состоять из циркуляционной и расширительной трубы. Отверстие циркуляционной трубы необходимо расположить ниже расширительной на 0,5 см. Благодаря циркуляции из системы отопления пузырьки воздуха выходят в атмосферу. Такая система подходит для принудительной циркуляции. Если же система оснащена естественной циркуляцией, то необходимо подключить расширитель вверху подающего трубопровода.

Типы крепежа

К установке и эксплуатации каждой конкретной модели предъявляются определенные требования. В частности:

1. Монтаж производят в том помещении, где круглогодично сохраняется температурный режим не выше нуля.
2. Емкость устанавливается над котлом. Соединение с ним должно быть вертикальным.
3. Предусматривается аварийный перелив.
4. Должен быть организован постоянный доступ к воздушному клапану, крану для слива, шильдику.
5. Редуктор размещают после водомера.

Конструкция может быть прикреплена при помощи комплектов крепления 8-35 для мембранных баков.

Стандартные кронштейны

Этот тип крепления подходит практически для всех вариантов емкостей. Они имеют стандартную форму. Как правило, выполнены из металла. В комплекте имеется все необходимое – шайба, прокладки и т.д. Важно подобрать крепление качественного производства.

Регулируемые кронштейны

Вариант представляет собой металлический кронштейн с выдвижной консолью. Конструкцией предусмотрен стопорный болт (болты). Держатель изготовлен методом контактной электрической сварки.

Регулируемый кронштейн применяется для крепления бака непосредственно к стене. К нему в комплекте идет пенополистироловая прокладка, шайба из нержавеющей стали.

Кронштейн со стальным хомутом

Предназначен для крепления расширительного бака к стене. Его также применяют при напольном монтаже емкости. Длину кронштейна регулируют самостоятельно.

Заключение

Все работы, связанные с монтажом, подключением и настройкой расширительного бака, не относятся к высококвалифицированным и могут быть выполнены своими руками. Более того, вам лучше знать, как проверять и корректировать давление в бачке при эксплуатации. Его снижение или скачки – одна из причин, по которой автоматика газового котла отключает горелку. Если нет серьезных протечек теплоносителя, то первым делом следует измерить манометром давление воздуха в камере резервуара.

Тонкости установки мембранного бачка

При его монтаже учитывается ряд требований и особенностей:

• Установка допустима в помещении с температурой воздуха не ниже нуля
• Доступ к воздушному крану, запорной аппаратуре должен быть свободный, чтобы была возможность регулировать давление
• Для поддержки в мембранном баке давления редуктор располагается после водомера
• Расширительный бак крепится так, чтобы предохранительный клапан располагался по ходу движения теплоносителя

Установка расширительного бачка не требует специализированных знаний, с этим вполне можно справиться самостоятельно. Понятие того, как работает система, поможет справиться с неисправностями, когда такие возникнут. Если появились резкие скачки давления или его внезапное снижение, из-за которого погасло пламя горелки, это может быть связано с изменением давления внутри резервуара или появлением протечек в отопительной системе. В таких случаях нужно измерить давление и отрегулировать его, или же заняться ликвидацией протечки.

Кроме того, перед устройством отопления в частном доме, выбирают вид отопительной системы: открытой ― с естественной циркуляцией теплоносителя, или закрытой ― с принудительной циркуляцией с помощью насоса. Каждый вид имеет свои достоинства и недостатки.

Закрытый тип отопительного контура приобретает всё большую популярность. Это происходит потому, что такая система проста в монтаже, компактна и имеет некоторые эксплуатационные преимущества.

Кроме того, при правильных расчётах, можно подобрать оптимальную модель расширительного закрытого бака, которая позволит отопительной системе функционировать максимально эффективно.

Кроме того, роль бака в системе отопления крайне важна, для его нормальной работы выполняют правила эксплуатации. Раз в полгода проводят следующие мероприятия:

• профилактический осмотр на наличие повреждений;
• измерение начальное давление газового пространства;
• проверка мембраны на целостность.

При необходимости бак снимают и ремонтируют. Это позволяет повысить эксплуатационные качества устройств и обеспечить нормальную функциональность системы.