Принцип работы мембранного расширительного бака в системе отопления закрытого и открытого типа

Виды отопительных систем

Существует дав типа систем отопления – закрытая и открытая. В закрытой системе теплоноситель циркулирует по замкнутому кругу (см. рис. ниже).  В открытой он приходит в систему отопления, отдает тепло и уходит из нее.

Централизованное отопление в многоэтажных домах – пример системы открытого типа. В здание попадает горячая вода, которая проходя по радиаторам и отдает свое тепло. После этого она возвращается в котельную, тепловую станцию и т.д.

Отопление закрытого типа работает по такой схеме:

1. Источник тепла (котел, тепловой насос, солнечный коллектор и т.д.) нагревает теплоноситель;
2. Теплоноситель поступает в систему отопления;
3. Проходя по отопительным приборам (теплый пол, радиаторы, фанкойлы) теплоноситель отдает тепло и охлаждается;
4. После прохождения системы отопления теплоноситель возвращается к источнику тепла.

Также существуют системы с естественной и принудительной циркуляцией. В первом случае теплоноситель перемещается по трубам за счет естественной конвекции. Во втором – его прокачивает по системе циркуляционный насос.

Система отопления закрытого типа. Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру от котла к отопительным приборам.

Зачем нужен расширительный бак

В закрытых системах отопления объем теплоносителя изменяется в зависимости от его температуры (см. таблицу). Например, если воду нагреть с +40°С до +85 градусов, ее объем увеличится на 2,5%. Вам это покажется небольшим значением, но для системы отопления — это опасно!

ºС	Коэффициент расширения, %	ºС	Коэффициент расширения, %
0	0.013	65	1.98
10	0.027	70	2.27
20	0.177	75	2.58
30	0.435	80	2.9
40	0.782	85	3.24
50	1.21	90	3.59
55	1.45	95	3.96
60	1.71	100	4.34

Дело в том, что вода или теплоноситель не сжимаются – они оказывают давление на трубы, фитинги, отопительные приборы. Даже небольшое расширение может привести к протечкам. Чтобы его компенсировать используют расширительный бак.

Вода в центральных системах отопления не отличается качеством, в ней может содержаться воздух. Со временем он скапливается в верхних точках радиаторов, из-за чего они хуже отапливают помещение.

В замкнутых системах теплоноситель может вступать в реакцию с материалом системы отопления. из-за чего выделяется газ. Со временем некоторые компоненты теплоносителей также могут разлагаться с выделением воздуха или других газов.

Если по вашей замкнутой системе циркулирует обычная вода, она тоже может стать причиной появления воздушных пробок. В ней могут содержаться примеси, вступающие в реакцию с материалом труб, фитингов и отопительных приборов.

Расширительный бак служит своеобразным улавливателем и резервуаром для воздуха и газов. Попадая в него, они больше не возвращаются в общую систему. Установка бака помогает защититься от завоздушивания системы и вам не нужно будет спускать воздух из батарей отопления.

Лучшие расширительные баки для водоснабжения

В системе автономного водоснабжения гидроаккумуляторы используют для компенсации скачков давления, которые неизбежны при включении или выключении скважинного насоса. Это увеличивает продолжительность службы сантехнического оборудования, позволяет снизить последствия гидравлических ударов. Расширительный бак для водоснабжения обеспечивает водой, сокращая количество включений насосов. Конструктивная особенность – использование пищевой резины при производстве мембран.

Taen Ptw H-24

Гидроаккумулятор разработан для холодного и горячего водоснабжения. Прибор имеет горизонтальную компоновку, устойчивые кронштейны для монтажа. Производитель позаботился о площадке для установки насоса. Корпус изготовлена из инструментальной стали, сварные швы выдерживают гидродинамическое воздействие. Фланец изготовлен из нержавеющей стали, что увеличивает срок его службы.

Модель комплектуется сменной мембраной из искусственного каучука, которая выдерживает нагрев до 99 градусов. Воздушный клапан выливается из ABS-пластика, имеет защитный колпачок. Емкость защищена от появления ржавчины порошковой краской, декоративное покрытие устойчиво к повышенной влажности, воздействию ультрафиолета, истиранию.

Достоинства:

• Удобной устанавливать в небольших комнатах;
• Низкая цена;
• Стабильная работа с насосами разной мощности;
• Выдерживает нагрузку до 6 бар.

Недостатки:

• Не обнаружены.

Oasis RV-50N

Модель разработана китайскими инженерами для холодного, горячего водоснабжения и отопления частного дома. Имеет вертикальную компоновку, емкость изготовлена из углеродистой стали. От появления ржавчины поверхность защищает полимерное покрытие, устойчивое к износу. В корпусе смонтирована резина из EPDM, рассчитанная на использование с теплоносителем, нагретым до 99 градусов.

Емкость выдерживает 8 атмосфер. Фланец изготовлен из оцинкованной стали. Воздушный клапан защищен от механического воздействия колпачком из ударопрочного пластика. Для установки предусмотрены опорные ножки из стали. Оборудование поддерживает стабильные рабочие показатели в системе, отличается продолжительным сроком службы.

Достоинства:

• Прочный корпус;
• Долговечный фланец;
• Выдерживает гидродинамические удары;
• Хорошая устойчивость.

Недостатки:

• Грубый сварной шов.

Flamco Airfix R 80/4,0

Голландская компания разработала гидроаккумулятор для подачи горячей, холодной питьевой воды. Для поддержки давления емкость закачана азотом, что увеличивает устойчивость к коррозии и позволяет дольше сохранять исходные параметры, установленные на заводе. Емкость – сварная конструкция с надежными швами, выдерживает до 10 атмосфер.

Резина из EPDM выдерживает скачки температуры до 120 градусов. Для защиты металла от коррозии разработчики применили эпоксидное порошковое покрытие. Декоративный слой устойчив к царапинам, потертостям. Для напольного монтажа предусмотрены опорные ножки с отверстиями для крепежа. Техника может применяться для отопления, где в качестве теплоносителя заливают 50% раствор гликоля.

Достоинства:

• Фланец из нержавеющей стали;
• Каждый прибор тестируется в заводской лаборатории;
• Безупречное качество резьбы для подключения к трубопроводу;
• Мембрана капсульного типа;
• Форма корпуса рассчитана на гидроудары.

Недостатки:

• Не обнаружено.

Как работает открытый расширительный бак

Открытый расширительный бак — это просто емкость, частично заполненная теплоносителем. Иногда в нем даже нет клапана для выхода воздуха, а просто отверстие.

У открытых расширительных баков есть два больших минуса. Первый – они подвержены коррозии, так как контактируют с открытым воздухом. Второй – их можно устанавливать только в системах с естественной циркуляцией.

Если у вас установлен циркуляционный насос, прогоняющий теплоноситель по системе, то дальше открытого расширительного бака он не пойдет. Теплоноситель просто заполнит бак и перельется.

Принцип работы закрытого (мембранного) расширительного бака

Конструкция закрытого расширительного бака отличается от закрытого наличием мембраны. Она непроницаема для воздуха и теплоносителя и делит емкость на две части.

Принцип работы мембранного расширительного бака прост. Когда теплоноситель нагревается, он увеличивается в объеме. Под давлением мембрана поднимается. Тем самым увеличивается общий объем системы отопления и на нее не оказывается дополнительного давления.

При охлаждении ниже заданной температуры теплоноситель сжимается. Мембрана опускается и объем системы отопления уменьшается. Так компенсируется вакуум, создаваемый сжатием теплоносителя.

Правила расчета емкости резервуара

Как рассчитать расширительный бак для безопасного и эффективного отопления в доме? — Произвести подсчеты вполне возможно, если знать, на какие показатели стоит обратить внимание.

В разделе, посвященном открытым системам отопления, мы упоминали вариант расчета емкости бака как 10-ти процентов от общего объема домовой отопительной системы. В случае закрытых отопительных систем такой вариант тоже возможен при учете расширения теплоносителя, но наиболее эффективным он будет, когда максимальный объем теплоносителя не превышает 150 л.

Если суммарный объем отопительной системы превышает 150 л, то вместимость бака стоит рассчитывать с учетом коэффициента расширения жидкости, показателями начального и конечного давления в системе, статического давления.

Ранее мы уже приводили пример расчета уровня давления в системе отопления при запуске бака. Похожую схему можно применить и при расчете емкости резервуара расширительного бака. Формула будет выглядеть следующим образом:

Vn=Ve+Vv * (pe+1/pe — po)

Где:

• Vn — объем бака;
• Ve — объем расширения жидкости (его можно вычислить по формуле Vсист × n%, где Vситс берется из расчета 15 литров жидкости на 1 киловатт мощности котла, а n отражает коэффициент температурного расширения теплоносителя);
• Vv — водяной затвор. Это объем жидкости, который поступает в бак при создаваемом в системе отопления статическом давлении. При баке объемом около 15 литров затвор составляет 20 процентов. В крупных баках водяной затвор составляет 0,5 процента от общего объема.
• ро — статическое давление в системе;
• ре — максимальное давление, при работающем клапане (рассчитывается для клапанов с давлением до 5 атм делением на 10 (0,5 атм), для клапанов с большим давлением — по формуле Ркл×0,9.

Расчет общей емкости отопления

Мы упоминали, что самым эффективным способом расчета емкости отопления является суммирование объема всех ее составляющих. Если данные по котлу и радиаторам можно найти в документации, то объем трубопровода можно высчитать так:

Vобщ = π x D2 x L/4

• π — постоянная величина, равная 3,14;
• L — протяженность труб;
• D — диаметр труб.

Далее итог расчета суммируется с показателями объема другого оборудования и получается общий объем системы отопления.

Выбор расширительного бака с помощью таблицы

Используя данные об общем объеме системы отопления можно определиться с выбором расширительного бака закрытого типа по таблице.

Этот способ значительно сокращает количество расчетов.

Другие способы расчета

Помимо представленных выше способов можно использовать менее трудозатратный способ — онлайн-калькулятор. Достаточно выбрать удобный и произвести расчет. Но самым надежным вариантом будет обращение к проектировщику. Специалист учтет все нюансы вашей системы и поможет с выбором подходящего оборудования. Правда этот способ является самым дорогостоящим.

Характерные черты открытого бака

Такие резервуары являются крайне простыми — в качестве расширительного бака всегда может использоваться обычное ведро, специально изготовленная емкость из подручных материалов, канистра, что-либо подобное.

Конструкционные особенности емкости

Главными требованиями к конструкции являются:

• наличие достаточного объема;
• отсутствие герметичности.

То есть допускается даже отсутствие крышки, хотя она желательна — защищает от попадания в систему отопления частиц грязи.

Резервуар, который планируется использовать в качестве расширительного бака, должен быть оснащен патрубком, к которому подводится труба от системы отопления. Это единственное обязательное приспособление.

Конструкция любого расширительного бака крайне проста — он представляет собой обычную емкость, оснащенную одним или несколькими входами/выходами. Что позволяет излишкам жидкости накапливаться, сливаться. Самые технологичные резервуары оборудованы подводом воды, сливным краном, который нужен для транспортировки воды в канализацию при слишком больших объемах ее излишков

Но для комфорта и исключения мелких неприятностей желательно использовать следующие аксессуары:

• Переливной шланг или трубу — такой элемент конструкции необходим в случае переполнения расширительного бака. То есть этот элемент конструкции, отводя жидкость в канализацию или просто за пределы здания, исключает возможность его затопления.
• Трубу водоснабжения — она необходимо для пополнения системы отопления водой. Без нее вполне возможно обойтись, но следует понимать, что указанную процедуру придется производить с ведром в руках. Хотя в последнем случае конструкция будет более дешевой.

Поскольку расширительные емкости нередко устанавливаются на чердаках, то следует позаботиться о ее теплоизоляции. Что исключит замерзание жидкости и выход всей системы из строя.

В качестве теплоносителя может использоваться только обычная вода. Потому что современные эффективные антифризы в открытых резервуарах быстро испаряются. Что ведет к существенному удорожанию всей процедуры отопления помещения.

Кроме того, испарения антифризов почти всегда являются токсичными, что сказывается на здоровье жильцов. Больше о видах теплоносителей для системы отопления и их особенностях мы рассказали в этом материале.

Форма и материал изготовления

Форма бака принципиального значения не имеет, поэтому может быть любой:

• круглой;
• прямоугольной;
• трапециевидной и т.д.

Материалом изготовления может быть любой металл или даже пластик, но поскольку теплоноситель может разогреваться до значительных температур, то он должен быть термостойким.

Этот рисунок помогает понять принцип работы расширительного бака. На изображении слева показан теплоноситель в холодном состоянии. Ему с избытком хватает предоставленного объема. Но, когда начинается разогрев (рисунок справа), то скоро возникает избыток воды. На самом деле лишней жидкости немного, но этого вполне хватит для того, чтобы найти слабое место в системе и образовать течь или привести к поломке оборудования

В продаже есть различные варианты открытых расширительных бачков, среди которых несложно подобрать наиболее подходящий. Или же смастерить из подручных материалов самодельный резервуар, который будет исполнять роль расширительного бака.

Конструкция мембранного бака

Устройство расширительного бака закрытого типа весьма простое. В верхней части расположен ниппель, через который в камеру закачивается воздух. Он необходим чтобы уравновесить давление внутри емкости.

Прямо посередине бака расположена мембрана из резины или полиуретана. Она герметична, не пропускает воздух и теплоноситель. Мембрана делит бачок на две части. Нижняя камера предназначена для теплоносителя, который попадает туда из-за нагрева и расширения давления. Верхняя – для воздуха под давлением, который не дает теплоносителю сразу заполнить всю полость.
Внутреннее устройство расширительного бака мембранного (закрытого) типа.

Давление воздуха в бачке

Вода или теплоноситель в системе отопления всегда находится под давлением. В частных домах оно составляет 1.6-2 атм., в многоэтажных – в разы больше. Чтобы теплоноситель в нормальном режиме работы не терял давление, верхняя часть расширительного мембранного бачка должна быть заполнена воздухом.

Давление воздуха в верхней камере должно быть на 0,2 атм. ниже, чем давление теплоносителя в системе. Для закачки воздуха подойдет обычный велосипедный или автомобильный насос. Единственное что может понадобиться – переходник.

В верхней части расширительного бака находится ниппель с золотником. По принципу работы они такие же, как в автомобильных или велосипедных колесах. Чтобы спустить воздух достаточно нажать на небольшой язычок внутри него.

Некоторые производители заполняют бачок не воздухом, а азотом. На самом деле от этого эффективность его работы нисколько не изменится. Это рекламный ход – так вас пытаются принудить покупать более дорогое оборудование.

Выбор котла для системы отопления открытого типа

Вне зависимости от способа циркуляции теплоносителя, в систему отопления открытого типа устанавливается энергоноситель – котёл. Выбор оборудования зависит от следующих критериев:

• Главный показатель – мощность котла, которая зависит от нагрузок на открытую систему отопления с циркуляционным насосом в частном доме, расширительный бак которой ставится на чердаке. Расчёт производится, исходя из количества точек подключения и потребляемой мощности каждого из них с учётом коэффициента совместного использования.
  Газовый котёл в частном жилом доме
• После получения результатов расчёта, мощность прибора принимается путём округления показателя в большую сторону.
• Учитывая, что отопление помещения – жизненно важный параметр для комфортного проживания, а тепловая инерция здания не позволяет обходиться без обогрева в холодное время года длительный период, владельцы жилых домов часто перестраховываются. В помещении котельной устанавливаются не один, а два котла – основной и резервный, причём каждый из них должен удовлетворять расчётным нагрузкам не менее, чем на 70%. Это позволяет обеспечить непрерывный обогрев помещений здания при выходе из строя одного из агрегатов, на время его ремонта.
• Марка котла зависит от источника энергии в посёлке, где расположен объект. Котлы бывают газовые, электрические, твердотопливные, дизельные, дровяные или пеллетные, в зависимости от того, какой тип выбирает владелец.
• Устройства могут быть напольного или настенного исполнения. Для монтажа на вертикальные конструкции предлагается оборудование малой мощности при установке, например, в помещение бани. При необходимости отопления коттеджа площадью от 200 – 250 м2 предлагаются только напольные изделия.
  Настенный котёл

Для обеспечения безопасности жильцов, а также для комфортной эксплуатации оборудования, лучше приобрести котёл с функцией автоматического аварийного отключения. Если речь идёт о газовом оборудовании, в дополнение к источнику тепловой энергии устанавливается газоанализатор и система автоматической блокировки подачи топлива.

Монтаж

Обычно расширительный бак ставят рядом с котлом на обратной магистрали, чтобы облегчить техническое обслуживание. Один из важных моментов, на который следует обратить внимание — направление впускного клапана. Если он смотрит вниз, это позволяет слить теплоноситель, даже когда мембрана повреждена. Это очевидное преимущество. С другой стороны, многие специалисты считают, что, если клапан направлен вверх, следовательно, теплоноситель поступает сверху, а значит, исключается проникновение воздуха в емкость, где должна быть только жидкость.

Слишком частое срабатывание предохранительного клапана говорит о том, что неверно определен объем бака. Заменять емкость необязательно — можно просто подключить еще одну

Во избежание резких скачков в напоре бак лучше всего ставить перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «закипел», его соединяют с обратным трубопроводом. Для большей безопасности желательно установить манометр и клапан ручной регулировки давления. После монтажа необходимо проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо для эффективной работы отопительной сети. Если нет, придется сбросить воздух и прокачивать емкость до тех пор, пока показатель не придет к нужному значению.

Распространенные ошибки при монтаже:

• неверно определенный объем расширительного бака;
• непродуманное место установки, при котором доступ к баку затруднен;
• применение уплотнителей, не рассчитанных на использование в системах водоснабжения.

Проектирование и установка своими руками

Бачки подбираются на стадии проектирования системы отопления, и к этому этапу следует подойти с максимальным вниманием, поскольку корректный расчет непосредственно влияет на нормальную работу всей системы отопления.

Осуществляя проектирование и расчет при монтаже своими руками следует учесть, что нормальная работа открытой системы отопления не предусматривает наличие циркуляционного насоса. Циркуляция теплоносителя в данном случае происходит за счет законов физики. Расчет параметров и технических характеристик, разметка и подключение может производиться как своими руками, так и с привлечением специалистов.

Проект описываемой системы может предусматривать как наличие двух контуров: обратку и подачу, так и однотрубную упрощенную конфигурацию. При этом двухтрубная схема предполагает вариант, когда расширительный бачок подключается к обратке.

Общая схема системы отопления, которая предусматривает наличие бака открытого типа, должна состоять из таких элементов, как отопительный котел, батареи (радиаторы), сам расширительный бачок и трубопровод. Описываемую конструкцию можно собрать своими руками, учитывая все требования и правила монтажа.

Установка расширительного бака открытого типа своими руками, а также его соединение с магистралью, должны осуществляться, учитывая некоторые особенности открытого принципа. К таковым следует отнести нижеперечисленные:

• Бачок должен располагаться выше остальных составляющих частей и узлов отопительной системы;
• Качество циркуляции и время прогрева всей магистрали зависит от диаметра используемых труб, которые предполагает схема или расчет производительности системы. Чем больше диаметр трубы, тем эффективнее циркуляция;
• В качестве теплоносителя желательно использовать вместо воды антифриз. Это объясняется меньшим весом этого вещества и, соответственно, лучшей проходимостью через трубы;
• Установка расширительного бачка должна предполагать его надежное утепление, в том случае, когда он располагается на чердаке или в другом неотапливаемом помещении. Ледяная пробка нивелирует роль бачка и появляется риск разрыва системы из-за возрастающего давления в трубах.

Установка бачка своими руками предполагает его размещение на ровном чистом основании. Бачок должен иметь прогрунтованную как внутреннюю, так и внешнюю поверхность.

Закрепленный в месте установки бачок посредством резьбового соединения при помощи муфты или электрической/газовой сварки подключается к системе отопления. Подобная операция может быть выполнена своими руками при наличии соответствующего оборудования и специальных инструментов.

Различные типы емкостей

Существуют различные исполнения расширительных бачков. Они различаются по размерам и форме исполнения. Определить какой сосуд необходим можно, рассчитав его данные. Также при выборе агрегата следует учитывать тип установленной системы отопления дома. Форм-фактор баков представлен таблеткой, а также цилиндрической формой.

Бачок расширительный в виде таблетки

Разное внешнее исполнение заключается в способе использования. Заказчик может приобрести:

• Бак открытого типа;
• Бак закрытой компоновки со встроенной мембраной.

Также доступны резервуары закрытого типа без встроенной мембраны. Однако эксперты рекомендуют воздержаться от использования данного вида баков в отопительных системах дома. К сожалению, конструктивные особенности данной продукции требуют тщательной доработки. Подвижную перегородку в таких баках заменяет воздушная масса. Таким образом, воздуху открыть путь во внутреннюю систему отопления дома, а наличие воздуха в контуре недопустимо. В таком баке уровень воды будет все время увеличиваться, пока не достигнет критической точки.

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:

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

t, °С	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
0	0.00013	0.0032	0.0064	0.0096	0.0128	0.016	0.0192	0.0224	0.0256	0.0288
10	0.00027	0.0034	0.0066	0.0098	0.013	0.0162	0.0194	0.0226	0.0258	0.029
20	0.00177	0.0048	0.008	0.0112	0.0144	0.0176	0.0208	0.024	0.0272	0.0304
30	0.00435	0.0074	0.0106	0.0138	0.017	0.0202	0.0234	0.0266	0.0298	0.033
40	0.0078	0.0109	0.0141	0.0173	0.0205	0.0237	0.0269	0.0301	0.0333	0.0365
50	0.0121	0.0151	0.0183	0.0215	0.0247	0.0279	0.0311	0.0343	0.0375	0.0407
60	0.0171	0.0201	0.0232	0.0263	0.0294	0.0325	0.0356	0.0387	0.0418	0.0449
70	0.0227	0.0258	0.0288	0.0318	0.0348	0.0378	0.0408	0.0438	0.0468	0.0498
80	0.029	0.032	0.0349	0.0378	0.0407	0.0436	0.0465	0.0494	0.0533	0.0552
90	0.0359	0.0389	0.0417	0.0445	0.0473	0.0501	0.053	0.0557	0.0584	0.0613
100	0.0434	0.0465	0.0491	0.0517	0.0543	0.0569	0.0595	0.0621	0.0647	0.0673

Коэффициент объемного расширения пропиленгликоля

t, °С	0%	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
0	0.00013	0.00014	0.00015	0.00015	0.00017	0.000175	0.000185	0.00019	0.0002	0.00021	0.00023
10	0.00027	0.00029	0.00031	0.00032	0.00035	0.00036	0.00038	0.0004	0.00042	0.00044	0.00047
20	0.00177	0.0019	0.00203	0.00208	0.0023	0.00239	0.00252	0.00262	0.00275	0.00288	0.0031
30	0.00435	0.00467	0.005	0.00511	0.00565	0.00587	0.0062	0.00644	0.00676	0.00707	0.00761
40	0.00782	0.0084	0.00899	0.00919	0.01017	0.01056	0.01114	0.01157	0.01216	0.0127	0.01368
50	0.0121	0.013	0.01391	0.01421	0.01573	0.01633	0.01724	0.0179	0.01881	0.01966	0.02117
60	0.0171	0.01838	0.01966	0.02009	0.02223	0.02308	0.02437	0.0253	0.02659	0.02779	0.02992
70	0.0227	0.0244	0.0261	0.02667	0.02951	0.03064	0.03235	0.0336	0.0353	0.03689	0.03972
80	0.029	0.03117	0.03335	0.03407	0.0377	0.03915	0.04132	0.04292	0.04509	0.04712	0.05075
90	0.0359	0.03859	0.04128	0.04218	0.04667	0.04846	0.05116	0.05313	0.05582	0.05834	0.06282
100	0.0434	0.04665	0.04991	0.05099	0.05642	0.05859	0.06184	0.06423	0.06749	0.07052	0.07595

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».

Самодельный бак из стального листа

Взяв за основу вышеприведенные расчеты емкости бака, можно приступить к его изготовлению.

Отопительные системы вместимостью свыше двухсот, а тем более трехсот литров воды встречаются крайне редко. Поэтому для расширительного бака объем порядка 10-15 л будет вполне приемлемой величиной. Для его изготовления берется стальной лист размером 500×756 мм с толщиной от 2 мм и выше.

Процесс изготовления начинается с раскроя стального листа. При наличии возможности и для большей точности лучше сделать это в заводских условиях на гильотинных ножницах. В противном случае лист разрезается болгаркой на два фрагмента размером 250×756 мм. Далее эти заготовки распускаются на 6 квадратов по 250×250 мм.

В одном из них газовым резаком прожигается отверстие. В него вваривается штуцер. Можно проделать это сварочным электродом. Его резьбовой сгон должен составлять порядка одного или половины дюйма.

Две заготовки прихватываются сваркой под 90 градусов. Та же процедура сваривания под прямым углом проделывается с двумя другими заготовками. Из полученных таким образом уголков сваривается квадрат, причем швы провариваются до герметичного состояния. Затем выполняется тестирование стыков с помощью мела и керосина.

Мел при этом наносится на наружную часть сварного шва, а керосин – на внутреннюю. Если через некоторый промежуток времени на полоске от мела не проступили жирные пятна, то шов является герметичным.

Дном изделия является деталь с вваренным в нее патрубком. Далее швы снова проверятся на герметичность по вышеописанному способу.

Газовым резаком или сварочным электродом в оставшейся заготовке прожигается отверстие Ø 50 мм. Эта заготовка с проделанным в ней отверстием приваривается в качестве крышки бака кубической формы.

В последнем моменте проверкой на герметичность швов можно пренебречь. Итогом проделанной работы должна стать емкость объемом 15,6 литра. В процессе ее изготовления весь металл расходуется по безотходной технологии, а бака такой емкости вполне достаточно для использования в трехсотлитровой системе.

Процесс изготовления бака таким способом весьма трудоемок и требует участия в нем опытного сварщика. Поэтому если нет подобной квалификации или возможности нанять соответствующего специалиста, то лучше воспользоваться иным способом, сделав бак из готовой емкости.

Что такое открытая система отопления, достоинства и недостатки

Система отопления частного дома с газовым котлом с насосом и расширительным баком открытого типа представляет собой такой тип обогрева, при котором контур, предназначенный для циркуляции теплоносителя, является разомкнутым. После приготовления в котле, нагретая жидкость поднимается по магистральному трубопроводу в открытый расширительный бак, имеющий контакт с атмосферой, откуда по обратной магистрали теплоноситель поступает в отопительные приборы. Данная система имеет следующие преимущества:

• Циркуляция происходит естественным способом, подчиняясь законам физики. От котла нагретая жидкость поступает в верхнюю точку системы, в бак. Все трубы обратной магистрали замурованы в стены, имеют большой диаметр и расположены под углом. За счёт такого расположения магистралей, вода стремится вниз, под действием силы тяжести.
• •Данная система отопления с расширительным бачком открытого типа является полностью энергонезависимой, и обогрев помещений не прекращается даже при экстренном отключении электричества.

Схема самотечного обогрева

• Отопление легко рассчитывается, проектируется и монтируется – для снижения гидравлического сопротивления, на пути движения теплоносителя устраивается минимальное количество фитингов.
• Так как на магистрали не устанавливается циркуляционный насос, система абсолютна бесшумна.

Отопление данного типа также имеет некоторые недостатки:

• Слабым местом такого способа обогрева является наличие открытого расширительного бака. Его монтаж требует соблюдения определённых нюансов. При устройстве в зоне холодного подкровельного пространства, оборудование может легко замёрзнуть.
• Необходимость постоянного контроля за уровнем воды в расширительном резервуаре, так как она периодически испаряется в атмосферу, и система требует добавления новой жидкости.
• Теплоноситель движется слишком медленно, застаиваясь в трубах большого диаметра. Это вызывает большие потери в системе, что приводит к низкому КПД.

Монтаж самотечного обогрева

Для ускорения движения теплоносителя, в подающую магистраль допускается установить циркуляционный насос. Прибор создаёт избыток давления, в результате чего эффективность обогрева возрастает.

Закрытый бак (мембранный)

Мембранный расширительный бак для отопления лишен всех тех минусов, которыми буквально бурлит предыдущая система. Вместе с тем, у него также есть некоторые требования, без которых установка не была бы возможной. Во-первых, он нуждается в манометре, а во-вторых, ему нужно еще и устройство для того, чтобы регулировать давление вручную, в противном случае давление превысит все допустимые нормы (а это примерно три-четыре бара, в зависимости от конкретных условий и особенностей модели).

Такого рода бак монтируется в непосредственной близости к котлу и подводится к обратному трубопроводу. Это необходимо для того, чтобы теплоноситель не закипал

При монтаже особое внимание нужно уделять надежности креплений, поскольку в ходе эксплуатации вес бака может существенно увеличиваться

По сути, этот расширительный бак для отопления – это металлическая емкость, которая по форме может быть как плоской, так и цилиндрической. Внутренняя полость бака разделяется на несколько зон посредством резиновой мембраны. В одной из таких зон находится сжатый газ или воздух (о степени его сжатости должно быть указано в техпаспорте). Следовательно, в неактивном состоянии весь объем резервуара заполнен газом. До того как запустить систему, давление в баке делают таким же, как и давление во всей отопительной системе.

Затем, когда температура повышается, вода попадает в специально отведенную для нее зону в баке, а в «газовой» части давление при этом увеличивается до значения отопительной системы. Если в ней достаточно большое количество теплоносителя, то давление воздуха следует тщательным образом контролировать. Для этого системы оснащаются специальными компрессорами, которые и поддерживают заданное предварительно значение.

Как можно догадаться из названия, основная деталь такого бака – это мембрана. Она, к слову, может быть двух типов:

1. Диафрагменную мембрану зачастую заменить при поломке ничем нельзя, а применяется она преимущественно в баках незначительного объема.
2. В отличие от нее, баллонная мембрана легко меняется при выходе из строя. Также она отличается тем, что теплоноситель в ней напрямую не контактирует с поверхностью бака, благодаря чему срок эксплуатации последнего существенно возрастает.

Особенности выбора

Вам может показаться, что расширительный бачок имеет простую конструкцию и выбрать его можно только исходя из объема. Но есть еще несколько моментов, которые стоит учесть:

1. Материал мембраны должен быть стойким к реактивам и присадкам, которые используются в теплоносителях;
2. Внутренняя часть бака должна быть покрыта качественной краской или другим покрытием.
3. Защитное покрытие внутренней части емкости не должно вступать в реакцию с теплоносителем;
4. Мембрана должна быть устойчивой к высоким температурам;
5. Максимально допустимое давление в емкости должно соответствовать характеристикам вашей системы отопления;
6. Все соединения и швы должны быть стойкими к высокому давлению и гидроудару.

Необходимый объем емкости

Нет конкретных правил того, какой объем жидкости должен быть в расширительном бачке открытого типа. Рассчитать объем увеличенной жидкости можно, если знать необходимые параметры:

• Параметр расширения жидкости при увеличении температуры;
• Объем всей сети отопления в жилище;
• Температура в системе отопления.

Параметр расширения жидкости по температуре при разном уровне давления и разной температуре можно увидеть в таблице ниже:

Можно рассмотреть ситуацию на простом примере.

При увеличении воды в объеме ста литров на три с половиной литра при температуре +90 градусов Цельсия, в процентном соотношении увеличение жидкости произошло на 3.5%. Кажется, что емкости на 5 литров будет достаточно, но это заблуждение. Расчетные данные показывают, что расширительная емкость должна быть заполнена хотя бы на ¼. Таким образом в отопительную систему не попала воздушная масса. Также необходимо учитывать тот объем, которым будет компенсироваться расширяющаяся водная масса, а также пустое пространство над переливным патрубком. Квалифицированные мастера монтируют такую емкость, объем которой будет составлять 10% от всей водной массы, находящейся в системе отопления дома.