Как правильно рассчитать объём бачка для систем отопления?
Чтобы правильно рассчитать объем расширительного резервуара, учитывают несколько факторов, которые влияют на этот показатель:
- Ёмкость экспансомата напрямую зависит от количества воды в отопительной системе.
- Чем выше допустимое значение давления в системе, тем меньшего размер бачок вам потребуется.
- Чем выше температура, до которой нагревается теплоноситель, тем больше должен быть объем устройства.
Справка. Если подобрать расширительный резервуар слишком большого объёма, то он не обеспечит необходимого давления в системе. Маленький бак не сможет вместить в себя весь излишек теплоносителя.
Формула расчёта
Vб=(Vс * Z)/N, в которой:
Vc — объём воды в системе отопления. Чтобы рассчитать этот показатель, умножьте мощность котла на 15. Например, если мощность котлоагрегата составляет 30 кВт, то количество теплоносителя будет 12*15 = 450 л. Для систем, где задействуют аккумуляторы тепла, к полученной цифре надо прибавить ёмкость каждого из них в литрах.
Z — показатель расширения теплоносителя. Этот коэффициент для воды составляет 4%, соответственно при расчёте берём число 0.04.
Внимание! Если в качестве теплоносителя используется другое вещество, то берётся соответствующий ему коэффициент расширения. Например, для 10-%-ного этиленгликоля он составляет 4.4%. N — показатель эффективности расширения бака
Поскольку стенки прибора изготовлены из металла, он может немного увеличиваться или уменьшаться в объёме под воздействием давления. Чтобы вычислить N, понадобится следующая формула:
N — показатель эффективности расширения бака. Поскольку стенки прибора изготовлены из металла, он может немного увеличиваться или уменьшаться в объёме под воздействием давления. Чтобы вычислить N, понадобится следующая формула:
N= (Nmax—N)/(Nmax+1), где:
Nmax — максимальный показатель давления в системе. Это число равно от 2.5 до 3 атмосфер, чтобы узнать точную цифру, посмотрите, на какое пороговое значение настроен предохранительный клапан в группе безопасности.
N — начальное давление в расширительном резервуаре. Эта величина составляет 0.5 атм. на каждые 5 м высоты системы отопления.
Продолжая пример с котлом мощностью 30 кВт, допустим, что Nmax — 3 атм., высота системы не превышает 5м. Тогда:
N=(3—0.5)/(3+1)=0.625;
Vб = (450*0.04)/0.625 = 28.8 л.
Важно! Объёмы расширительных баков, имеющихся в продаже, соответствуют определённым стандартам. Поэтому не всегда возможно купить бак ёмкостью, точно совпадающей с расчётным значением. В такой ситуации приобретайте устройство с округлением в бо́льшую сторону, поскольку если объем будет немного меньше необходимого, это может нанести вред системе
В такой ситуации приобретайте устройство с округлением в бо́льшую сторону, поскольку если объем будет немного меньше необходимого, это может нанести вред системе.
Подключение расширительного бака своими руками
Как уже говорилось, открытые баки сегодня практически нигде не встречаются, так что говорить об их установке не имеет смысла. Гораздо чаще встречаются система закрытого типа, имеющие внутри себя несколько отдельных баков.
Более того, они оборудуются насосом, необходимым для искусственной циркуляции носителя тепла, а для подключения используется специальный штуцер, который продемонстрировал себя надежным и качественным.
Этап 1. Для начала определимся с емкостью бака. Специалисты утверждают, что он должен составлять приблизительно десятую часть от общего объема теплоносителя.
Важно! Врезать бак рекомендуется в том месте отопительной системы, где давление наименьшее. Зачастую это обратный канал трубопровода
Также следует учесть тот факт, что расширительный бак для системы отопления не должен мешать вам или вашим сожителям, то есть, разместить его нужно на полу где-то в углу комнаты или, в крайнем случае, под стеной.
Этап 2. Главное, о чем следует позаботиться – это произвести правильные технические расчеты. Самым важным значением при этом является общий объем отопительной системы. Если таковой информацией вы не обладаете, то ее легко можно выяснить посредством используемого отопительного устройства и мощности котла.
Так, для теплых полов и панельных устройств мощность составляет 17 литров на киловатт. У конвекторов всего 7 литров, а у радиаторов – 10.5 литра.
Для вычисления объема расширительного бака необходимо использовать следующую формулу:
(V системы* k)/D=V бака
Если некоторые значения вам неизвестны, то давайте разберемся с ними. Надеемся, что с объемом отопительной системы и объемом бака все более-менее ясно, говорить об этом не стоит. К у нас – это значение расширения теплоносителя, измеряется в %. Если говорить о воде, а она чаще всего выступает теплоносителем, то ее коэффициент составляет 4 %, тогда как максимальная температура составляет девяносто пять градусов. Наконец, D – эффективность нашего бака.
Для того чтобы вычислить ее, следует воспользоваться другой формулой:
(P максимальн-P начальн)/ (P максимальн+1)=D
Под P начальн подразумевается начальное давление в металлической емкости бака, а конкретнее, в его «газовом» отсеке. Следовательно, P максимальн обозначает максимальное давление отопительной системы, на которое рассчитывается клапан предохранения. Для среднестатистического загородного дома это приблизительно 2.5 бар.
Этап 3. Итак, когда все расчеты произведены и тщательным образом проверены, можно двигаться дальше. Нам требуется отключить котел от источника обогрева. Затем перекрывается подача носителя в расширительный бак.
Этап 4. Отопительный контур полностью опустошается от воды.
Этап 5. Используя специальный электрический паяльник, а также необходимое количество тройников и фитингов, присоединяем емкость к системе.
В итоге хотелось бы добавить, что монтаж расширительного бака лучше все же доверить профессионалу, если соответствующими знаниями/навыками вы не обладаете. Дело в том, что для начала необходимо убедиться в том, что качество устройства приемлемое. Кроме того, соединения также должно быть надежным. Более того, если вес бака больше тридцати килограмм, то для его крепления необходимо использовать специальные крепежи.
Причины падения давления
Несмотря на то, что давление в бачке должно иметь постоянную величину, оно нередко падает при эксплуатации отопительной системы.
Есть ряд причин, почему понижается давление:
- Протечка теплоносителя. Такие проблемы обычно появляются в отопительных системах, функционирующих на антифризе, который способен проникнуть даже в мелкие трещинки. В итоге возникают протечки. Их следует устранить до того, как накачать расширительный бак в системе отопления воздухом.
- Снижение давления в котле. В случае его значительного падения следует обратиться к мастерам. Если давление понизилось не критично и выровнялось после запуска системы, то ею можно пользоваться, поскольку подобные сбои ей не могут причинить вред.
Как проверить и накачать расширительный бак. Какое должно быть давление в установленном расширительном баке
Перед установкой расширительного бака требуется провести проверку давления. Для нормальной работы всей системы это важный момент. Определитесь, где у вашего гидроаккумулятора находится воздушная камера. При покупке аппарата вы получаете инструкцию, в которой есть схемы подключения и внутреннее устройство бачка. Снимите или открутите заглушку со стороны воздушной камеры. Под ней располагается золотник, такой как на камере автомобильного колеса. Замерьте давление в воздушной камере.
Как правило, техническая документация содержит такую информацию. Полагаться на эти цифры не стоит. В процессе транспортировки, да и просто со временем, какое-то количество воздуха может выйти из системы через неплотности в соединениях. Неправильный установленный перепад давления в воздушной камере и системе отопления постепенно снизит эффективность работы всей тепловой установки. Перед замерами не надо заполнять бак водой. Просто заполните систему водой.
Теперь надо подогнать перепад давления под свою тепловую установку. Допустим, рабочее давление в трубах составляет 1,3 бар. Разница между давлением в системе и воздушном отсеке бака должна быть оптимально 0,3 бар. Таким образом мембрана всегда будет всегда поджата со стороны теплоносителя. Это необходимо, чтобы при снижении температуры в отопительной системе не происходило засасывание воздуха в воду. Слабым местом в этом случае являются воздухоотводчики работающие в автоматическом режиме. Именно они могут пропускать воздух в тепловую систему, а это недопустимо. Если нужный перепад не соответствует требованиям, требуется подкачать или стравить воздух из камеры бака.
После процедуры замеров заполните трубы водой, и запускайте котел.
Подключение своими руками
Чаще встречается система с закрытым типом, поэтому лучше ознакомиться с процессом подключения бака, именно такого варианта.
Сначала нужно определиться с ёмкостью. Она должна составлять около десятой части от всего объёма носителя тепла.
Правильно произвести технические расчёты
Особое внимание следует уделить общему объёму системы отопления.
Отключить котёл от обогревающего источника. Перекрыть подачу теплоносителя, используя вентиль, для подключения расширительного бака.
Полностью опустошить контур от жидкости.
Для присоединения ёмкости к системе потребуется специальный паяльник, крепёжные элементы, набор тройников и фитингов.
Расширительный бак простой конструкции установить самостоятельно не так уж сложно. Для такой процедуры не потребуется особых навыков и специальных инструментов.
Однако необходимо чётко следовать рекомендациям, относящимся к особенностям отопительной системы, в которой производятся монтажные работы.
Правила обслуживания гидробака
Плановый осмотр расширительного бака заключается в проверке давления в газовом отсеке. Необходимо также провести осмотр клапанов, запорной арматуры, воздухоотводчика, проверить работу манометра и реле давления воды. Чтобы убедиться в целостности бака проводят внешний осмотр.
Во время профилактического обслуживания, следует измерять давление в гидробаке и корректировать его, если необходимо
Несмотря на всю простоту устройства, расширительные баки для водоснабжения все же не вечны и могут сломаться. Характерные причины — разрыв мембраны или потеря воздуха через ниппель. Признаки поломок можно определить по частому срабатыванию насоса, появлению шума в системе водопровода. Понимание принципа работы гидроаккумулятора — это первый шаг к правильному обслуживанию и устранению неисправностей.
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.
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:
- Его нельзя ставить вплотную к стене.
- Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
- Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
- Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
- 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.
Расширительный бак закрытого типа
Схема монтажа насоса на подающую линию сети отопления.
В системе отопления бак мембранного типа применяется чаще. Он представляет собой емкость баллонного или плоского типа, которая внутри разделена на 2 отдела специальной мембраной. Первая предназначена для жидкости, вторая — для воздуха. Принцип работы мембранного бачка более сложен. При увеличении в системе объема поступающей воды изменяется и объемное соотношение этих двух частей бака. Осуществляется это благодаря изгибу мембраны. В первоначальном положении весь бак заполнен воздухом, мембрана при этом прижата. По мере нагревания и поступления воды в трубы мембрана начинает раздвигаться, и соотношение камер изменяется в объеме.
В воздушной же камере повышается давление, когда оно достигнет предельно допустимых значений, то в схему работы включается так называемый предохранительный клапан, с помощью чего выводятся излишки воздуха и давление в системе снижается. В норме давление должно быть равным около 3,3-4 бар. Большое значение для работы мембранного аппарата имеет и то, что расширительный бак должен быть заполнен не полностью, а не более чем на 44%.
Установка расширительного бака
Монтаж расширительного бака системы отопления делается в соответствии с проектом и инструкцией. Лучшим вариантом для вас будет, чтобы это осуществил специалист. Если такой возможности нет, то хотя бы проконсультируйтесь с ним. Установка расширительный бак для отопления, если он открытого типа, производится в самой верхней точке системы отопления. Закрытый бак можно ставить практически в любом месте, но не непосредственно после насоса.
Рекомендуем к прочтению:Закрытая система отопленияОдин из вариантов установки расширительного бачка в систему отопления
Необходимо особое внимание уделить такому вопросу, как крепление расширительного бака отопления, так как масса бака, который заполнен водой, существенно увеличивается. Также важный момент – это возможность и удобство обслуживание бака, свободный доступ к нему
Монтаж гидробака открытого типа
Устройство открытого типа используется все реже, так как требует постоянного вмешательства пользователя в свою работу. Открытый расширительный бак — это негерметичная емкость, которая служит для образования давления в водопроводе, аккумулирования воды, а также служит в качестве расширительной камеры.
К баку подключают: кран для слива, патрубки для рециркуляционной и подающей трубы, контрольную и переливную трубу
Бак устанавливают выше самой верхней сантехнической точки, например, на чердаке, вода в систему поступает самотеком. Каждый метр, на который поднимается устройство, увеличивает давление в водопроводе на 0,1 атмосфер.
Чтобы автоматизировать процесс обеспечения водой, бак оснащают поплавковым переключателем и устанавливают автоматическое реле, которое будет включать и отключать насос.
Емкость монтируют в непромерзаемом помещении, накрывают крышкой от пыли и мусора, укутывают стенки минеральной ватой или другим утеплителем
Такой способ организации водоснабжения требует регулярного контроля пользователя, иначе вода при отрицательных температурах может замерзнуть (если помещение не отапливается). Жидкость будет испаряться, поэтому придется постоянно доливать ее.
Кроме того, такая емкость громоздкая и не эстетичная, для нее обязательно нужно иметь в доме чердачное помещение. Но главный недостаток устройства — бак не приспособлен работать в условиях высокого напора воды в системе.
Определение объема расширительного бака и его выбор
Для нормальной работы отопления расширительный бак должен иметь достаточный объем. Есть два способа его определения: можно рассчитать по формуле, можно воспользоваться эмпирическими данными.
Объем расширительного бака для отопления выбирается под каждую из систем
Эмпирический путь
Начнем с эмпирического способа. По опыту эксплуатации сделан вывод, что если объем расширительного бака для отопления составляет около 10% от общего объема системы отопления, этого достаточно. Вопрос в том, как определить объем системы. Способов как минимум два:
- Посчитать при заполнении (если заполняется водой и стоит счетчик или при заполнении теплоносителем из канистр — вы точно будете знать, сколько закачали жидкости).
- Высчитать по объему элементов системы. Потребуется найти информацию о том, сколько литров помещается в одном метре трубы, в одной секции радиатора. С этими данными уже можно узнать объем системы отопления.
Объем теплоносителя в трубах разного диаметра
Зная, сколько литров теплоносителя в вашем отоплении, легко рассчитать требуемый объем мембранного бака — он должен быть не менее 10% от этой цифры. В случае с баком открытого типа, реальный объем можно хоть удвоить — меньше вероятность того, что бачок опустеет. По минимуму, стоит добавить половину — вы все равно недольете его, минимум, на 1/3.
Мембранный расширительный бак для отопления берут обычно не слишком завышая расчетную цифру. Дело в том, что чем больше емкость, тем дороже стоит расширитель. И рост цены значительный. Тем не менее, брать меньший не стоит — давление будет «скакать», что приведет к раннему износу компонентов или вообще, останову системы. Наиболее вероятно, что отопление засбоит в морозы, потому что в холодную погоду теплоноситель более горячий, значит — его объем больше. И именно в эти моменты, объема расширительного бака может не хватить. Если вы заметили такие симптомы и расчет подтвердил, что мембранный бачок у вас недостаточного размера, не обязательно менять его на больший. Можно поставить второй
Важно чтобы суммарная емкость их была не менее расчетного значения
Если в системе антифриз
Антифриз для отопления имеет большее тепловое расширение, чем вода. Причем разные марки имеют различные характеристики. Поэтому, для теплоносителя этого вида, желательно объем расширительного бака предварительно рассчитать.
Тут есть два пути: определить как для воды, сделать поправку на большее тепловое расширение. Оно зависит от процентного содержания этиленгликоля (тосола). На каждые 10% гликоля добавляем 10% объема. То есть:
- 10% этиленгликоля — должны добавить 10% от найденного объема бака для воды;
- 20% этиленгликоля — 20% добавляем и т.д.
Этот расчет обычно оправдан, но можно найти более точные цифры, используя формулу (на рисунке).
Формула расчета объема расширительного бака для системы отопления
После того как вы определились с объемом, пора покупать расширительный бак. Но в магазине они есть разных цветов. Как минимум, есть синие (голубые) и красные. Так вот, мембранный расширительный бак для отопления всегда красного цвета. Синие — для водопровода, причем для холодной воды. Они значительно дешевле, но мембрана там сделана из резины не приспособленной к высоким температурам. Так что в системе отопления прослужит он совсем недолго.
Особенности установки
Установка расширительного бака в системе отопления зависит от типа последней. Как уже было сказано выше, отопление может быть реализовано закрытым и открытым способами.
Ниже рассмотрим, как выполнить своими руками подключение бачка в обоих случаях.
Схема открытой отопительной системы
Открытая система
Открытое отопление, по сути, представляет собой один большой сосуд со специфичными конвекционными потоками внутри.
Монтаж расширительного бака отопления в этом случае, как собственно и всех остальных отопительных приборов, должен обеспечивать:
- Быстрый подъем нагретого котлом теплоносителя в верхнюю точку отопительной конструкции, а также ее естественная циркуляция через отопительные приборы.
- Свободное и беспрепятственное движение воздушных пузырьков вверх.
По этим причинам установка данного устройства осуществляется в верхней точке конструкции. Чаще всего в частных домах эти емкости располагаются на чердаке либо вверху разгонного коллектора (в однотрубной системе).
Надо сказать, что сам бачок для открытой системы так же отличается конструкцией:
- Не требует запорной арматуры;
- Не нуждается в резиновой мембране и даже крышке.
В данном случае расширительный бачок — это простая емкость, в которую, при необходимости можно долить ведро воды взамен испарившейся. Как правило, цена такого устройства равняется паре электродов и стоимости квадратного метра листа стали толщиной в несколько миллиметров.
Схема закрытой отопительной системы
Закрытая система
Если конструкция реализована по закрытой схеме, то монтаж расширительного бака системы отопления имеет ряд особенностей, с которыми ознакомимся ниже:
- Наиболее оптимальным местом для подключения устройства является участок, в том месте, где течение теплоносителя ближе всего к ламинарному и отсутствуют завихрения. Поэтому очевидным решением является его установка перед циркуляционным насосом для отопления. Что касается высоты расположения, то она не имеет значения, так как задача устройства, как уже было сказано выше, заключается в компенсации теплового расширения и гашении гидроударов.
- Большое значение имеет расположение бачка в пространстве. В идеале жидкость должна поступать в емкость сверху, что позволит полностью удалить воздух из отсека с жидкостью.
- Объем устройства должен составлять не менее десятой части от объема всей жидкости в системе. Рассчитать объем воды можно отталкиваясь от мощности котла – на один киловатт берется 15 литров жидкости.
Обратите внимание! Зачастую котлы отопления снабжены расширительными бачками и даже циркуляционными насосами. Поэтому прежде чем отправиться за покупкой устройств, следует убедиться, что они нужны
Подключенный к пластиковым трубам расширительный бак
В качестве примера рассмотрим, как выполняется монтаж мембранной емкости.
Итак, инструкция выглядит следующим образом:
- Если подключение осуществляется к действующему отоплению, то в первую очередь надо выключить все оборудование и слить воду с батарей. Чтобы жидкость лучше стекала, следует открыть краны Маевского.
- Если используются пластиковые батареи отопления, то монтаж следует осуществлять через разъемный монтажный элемент, называемый «американкой». Первая его часть прикручивается к бачку, а вторая припаивается к трубе. Затем обе части соединяются.
«Американка» для подключения бака
- Затем нужно разрезать трубу отопления и установить тройник. к которому подключается труба от бака.
- Пока в батареях отсутствует вода, надо демонтировать фильтр грубой очистки и промыть его.
- После установки всех элементов на свои места нужно открыть краны и заполнить радиаторы водой. При этом давление должно подняться до 1,2-1,3 кПа.
- В завершение работы следует стравить воздух и закрыть краны Маевского.
Совет! Перед расширительным баком желательно установить кран. Это позволит выполнять ремонт устройства, не спуская воду с батарей.
После осуществления всех вышеописанных действий можно включить котел.
