Давление в расширительном бачке водоснабжения: какое давление оптимальное

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.

Расчёт объёма

Объём – это главная характеристика, по которой выбирается расширительный бак. Многие источники советуют выбирать объём расширительного бака в пределах 10% общего объёма теплоносителя в отопительной системе. Этот способ определения вместимости устройства основан на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве +100 градусов не превышают 0,08. Такой метод расчётов не учитывает давление в системе, поэтому может дать неточности. Есть более точный метод расчёта объёма мембранного расширительного бака. Здесь используется соотношение:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax)), где

• С – объём теплоносителя в системе;
• Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя;
• Pмin – начальное давление в баке;
• Pmax – допустимое давление в системе.

Объём теплоносителя в отопительной системе определяют, учитывая все её узлы. Данный параметр получают из проектной документации на отопление. Если такой возможности нет, можно воспользоваться ориентировочным расчётом, который основан на том, что объём теплоносителя в системах отопления связан с мощностью отопления – на каждый кВт приходится 15 л жидкости. Коэффициент теплового расширения жидкости определяют с помощью её состава – чаще всего, в отопительных системах квартир и домов не исключено добавление в воду гликолей для улучшения её характеристик. Этот коэффициент может зависеть и от температуры теплоносителя. Можно найти необходимые величины в таблицах объёма воды в трубе.

Максимальное давление в отопительной системе определяют с помощью минимальной из величин, которые допускаются для разных узлов. Переходной клапан настраивается именно на неё. Первоначальное давление в отопительной системе при охлаждённом теплоносителе соответствует настроечному (минимальному) давлению. Для многих устройств возможно точное его регулирование распространёнными средствами (стравливание воздуха из бака или его накачивание насосом). Давление в баке контролируется во время установки на него манометра. Расчётные данные дадут увеличение объёма теплоносителя в системе в процессе его нагревания. Для выбора бака коэффициент заполнения округляют в большую сторону. Коэффициент зависит от максимального и начального давления и может быть найден с помощью таблиц, предоставляемых производителями или в специальной литературе.

Виды

Системы отопления выполняют с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя.

В традиционных конструкциях обогрева применяют расширительные баки открытого типа.

В тех случаях, когда теплоноситель побуждается к движению с помощью специальных циркуляционных насосов, чаще применяют расширительные устройства закрытого типа.

Открытого типа

Расширительный бак открытого типа представляет обычный металлический короб, соединенный с трубой от отопительной магистрали. Его размещают в максимально высоком доступном месте здания (дома).

В течение отопительного сезона регулярно инспектируют наличие воды в емкости. При необходимости производят доливку жидкости в раcширительный бак.

Некоторые специалисты устанавливают поплавковую систему управления уровнем в расширительном баке. При понижении уровня поплавок опускается, что приводит к открытию крана-питателя.

Вода самостоятельно доливается до нужного уровня. Автоматические системы монтируют только там, где есть водопровод, в котором поддерживается давление, превышающее гидростатическое значение Н_ст.

1. Крайне простое устройство, легко изготовить своими руками.
2. Может годами функционировать, не вызывая никаких нареканий от пользователей.

1. Коррозия повреждает расширительный бачок в первую очередь.
2. Нужно регулярно контролировать наличие жидкости и при необходимости доливать. Зачастую в частных домах при монтаже отопительной системы о емкости для расширения теплоносителя вспоминают в последнюю очередь. Размещаю ее около потолка, что создает неудобства при доливке. Вынуждены использовать плоские бутылки, чтобы долить воду.
3. Необходимо проложить дополнительную трубу, которая будет обогревать только пространство около потолка.

Важно! Теплоноситель имеет тенденцию испаряться. Его периодически нужно доливать, чтобы внутри системы обогрева не образовывались воздушные пробки

Закрытый бачок

В таких баках имеются два объема, разделенные между собой подвижной мембраной. В нижнем пространстве находится теплоноситель, а в верхнем — обычный воздух.

Для создания предварительного давления в системе на воздушной части бачка предусмотрены клапан и штуцер. Подсоединив насос можно повысить давление внутри воздушной камеры.

С помощью манометра контролируется и устанавливается заданное давление в системе отопления Н_ст.

Монтаж подобного устройства производят в разных частях отопления, чаще традиционно устанавливают вблизи котла на подающей магистрали.

Некоторые пользователи монтируют дополнительные краны и манометры, чтобы знать значение давления в процессе работы.

Не нужно постоянно следить за уровнем теплоносителя в системе, заправив ее один раз, в течение нескольких лет можно не беспокоиться о наполненности

В теплоноситель добавляют незамерзающие жидкости (высококипящие спирты), которые не боятся понижения температуры ниже 0 °С, что важно для загородных домов, которые посещают только периодическими наездами. Нет коррозии металла, так как воздух внутрь не поступает. Минус условный

Нужно оборудовать закрытую систему отопления приборами контроля, а также предохранительным клапаном, который откроется в случае резкого повышения давления

Минус условный. Нужно оборудовать закрытую систему отопления приборами контроля, а также предохранительным клапаном, который откроется в случае резкого повышения давления.

Внимание! Резкое повышение давления в теплоносителе возможно только в том случае, если прекратится его циркуляция. Такое может быть при повреждении или отключении циркуляционного насоса. Есть еще один недостаток, о котором изготовители закрытых бачков говорить не хотят

Мембрана со временем теряет эластичность. При изменении давления внутри произойдет повреждение. Поэтому в продаже встречаются разборные бачки. В них несложно произвести замену мембраны через определенное время. Обычно такое обслуживание делают летом, проводя подготовку к новому отопительному сезону

Есть еще один недостаток, о котором изготовители закрытых бачков говорить не хотят. Мембрана со временем теряет эластичность. При изменении давления внутри произойдет повреждение. Поэтому в продаже встречаются разборные бачки. В них несложно произвести замену мембраны через определенное время. Обычно такое обслуживание делают летом, проводя подготовку к новому отопительному сезону.

Основные разновидности расширительных баков и их функции

В настоящее время на отечественном рынке представлено огромное множество различных типов расширительных баков.

Следует отметить, что цена  на многие варианты доступная и совсем невысокая, а потому установка возможна в любую систему автономного отопления, где в качестве теплоносителя используется вода.

Среди основных типов расширительных баков, популярных на отечественном рынке, можно выделить несколько:

• Открытые – как правило, имеют квадратную или прямоугольную форму. Так как габариты подобных конструкций довольно внушительные, а эффективность сомнительная, то применяются они сравнительно редко. Основной особенностью можно назвать простой монтаж своими руками без лишних затрат времени и финансов;
• Закрытые – мембранные баки, представляющие собой плоскую или сферическую емкость, герметичную и прочную. Конструктивно это две половины термостойкой мембраны, выполненной в виде диафрагмы.

Типы расширительных баков в системе отопления

Инструкция предполагает, что функционирование данного типа баков происходит за счет попадания в них расширенного теплоносителя и деформации мембраны. Таким образом, количество воздуха в системе снижается, тогда как давление — повышается.

Выбирая расширительный бак для любой современной системы отопления важно учитывать тот факт, что изделие должно в обязательном порядке отвечать некоторым определенным требованиям – диапазону давления, отличаться высоким качеством мембраны, ее характеристиками. К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом

К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом.

Как рассчитать расширительный бак: особенности процесса

В большинстве случаев процедура расчета мембранного расширительного бака автономной системы отопления подразумевает получение данных, касающихся объема, самого минимального диаметра труб системы, а также начального напора и давления.

Следует отметить, что использование всевозможных сложных методик расчетов может привести к ряду накладок, в том числе и многократной активации запорного клапана.

Работа мембранного бака при изменении давления

Выполняя расчеты расширительного бака системы отопления, важно помнить, что чем больше предельно разрешенное сжатие, тем меньше будут габариты самой емкости. В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут

В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут.

Рассчитывается объем бака (как можно видеть на многих фото и видео) с использованием нескольких основных величин, в частности, объема используемого теплоносителя в системе, коэффициента его линейного расширения, а также эффективности бака.

В виде формулы такой расчет можно представить в следующем виде:

V=Vсис*К/D, где

Vсис – общий объем теплоносителя в системе,

К – коэффициент расширения теплоносителя;

D– эффективность работы бака.

В свою очередь, эффективность расширительного мембранного бака зависит от нескольких параметров: начального и максимального давления в системе, первоначального воздушного давления камеры.

Следует отметить, что именно на самое высокое давление производится наладка предохранительного клапана.

Как правильно рассчитать количество секций радиаторов отопления для системы обогрева здания — смотрите здесь.

Разнообразие объемов расширительных баков

Советы по выбору:

Выбор того или иного варианта бака выполняется с учетом множества показателей, в том числе, температуры и прочности. При всем этом параметры выбираемой конструкции не должны превышать полученные данные, ведь только в таком случае бак будет нормально работать, без сбоев и прочих проблем.

В большинстве случаев расширительные баки с объемом 15-30 литров работают в паре со специальным насосом. При этом мощность оборудования для таких баков может составлять 1,2 кВт и увеличиваться при росте объема, вплоть до 2 кВт.

Следует отметить, что в продаже сегодня можно найти баки, объем которых составляет даже 100-200 литров. Конечно же, применяются они в более крупных автономных системах отопления, в том числе, установленных на различных промышленных объектах.

Устройство расширительного бака

В смонтированной и готовой к работе индивидуальной системе отопления с жидким теплоносителем расширительный бачок выглядит примерно так, как показано на приведенном рисунке (рис. 2). В некоторой литературе данное устройство называется «экспансоматом» — от английского термина «расширение» — экспансия).

Различают следующие основные типы расширительных бачков для систем отопления:

• Бачок закрытого типа.
• Бачок открытого типа.

Расширительный бачок открытого типа

В старых системах отопления часто применялся расширительный бачок открытого типа. До сих пор такие устройства монтируют в системах, в которых отсутствуют циркуляционные насосы, обеспечивающие оборот теплоносителя.

Расширительный бачок открытого типа

Однако, бачок такой системы имеет свой недостатки:

• Прежде всего в такой системе необходимо постоянно следить за уровнем теплоносителя.
• Вода из такой системы может испаряться.
• Баки открытого типа быстро ржавеют при контакте с водой.
• Конструкция системы с бачком открытого типа предполагает его установку исключительно в верхней точки, что не всегда возможно, да и просто трудоемко.

Расширительный бачок закрытого типа

В системах, в которых теплоноситель циркулирует по контурам посредством работающих насосов ставятся исключительно расширительные бачки закрытого типа.

схема работы бачка

Это уже более сложное устройство, в котором имеется специальная мембрана, расположенная в герметично закупоренной емкости для теплоносителя.

Мембраны в таких бачках разделяют на диафрагменные и баллонные. В любом случае мембрана делит емкость на две части. В первой находится закачанный под давлением инертный газ (для предотвращения коррозии) или обычный воздух, а во вторую при повышении давления в системе отопления поступают излишки теплоносителя.

Как только температура теплоносителя в такой системе увеличивается, то лишняя его часть устремляется в расширительный бачок. Мембрана меняет свою конфигурацию (примерно как воздушный шарик) и объем воздуха или газа в другой части расширительного бачка уменьшается. Газы, как известно довольно легко сжимаются, но и стремятся к расширению.

закрытый бачок

При остывании теплоносителя расширяющееся газы толкают мембрану и выталкивают излишки теплоносителя обратно в систему отопления.

Типы закрытых расширительных бачков

При одинаковом принципиальном устройстве – расширительные бачки закрытого типа могут делиться еще на несколько видов:

1. Бачок со сменяемой мембраной, также называемый фланцевым.
2. Бачок с несменяемой мембраной.

Стоимость бачков второго типа ниже и они пользуются большей популярностью у потребителей. Однако бачки со сменяемой мембраной могут выдержать большие перепады давления в системе, что резко повышает их эффективность. Кроме того, они более ремонтопригодны и мембрана при повреждении может быть заменена.

Фланцевый расширительный бачок может исполняться в двух вариантах: в вертикальном и в горизонтальном. Отличительной особенностью расширительных бачков такого типа является отсутствие контакта теплоносителя с поверхностью бака. Расширяющаяся жидкость находится внутри своеобразного кокона из мембраны, поэтому на поверхности бачка отсутствуют причины для коррозии. Такую мембрану достаточно легко менять.: просто откручивается фланец и выполняются ремонтные работы.

В мембранных расширительных бачках наибольший риск повреждения мембранного элемента возникает в момент пуска системы, когда в ней скачкообразно возрастает давление.

При нахождении в системе больших объемов теплоносителя нормальный уровень давления производится посредством манометра. Такой прибор соединяется с предохранительным клапаном, пороговое значение срабатывания для которого в частом доме устанавливается на 3-4 бара.

Особенности отопления квартиры в многоэтажном доме

Внимательно прочитав инструкцию к схеме обогрева многоэтажного дома можно убедиться, что в обязательном порядке следует соблюдать все нормы и требования.

В любой квартире должен быть соответствующий обогрев, поднимающий температуру воздуха до 22 градусов и сохраняющий влажность в помещении в пределах 40%.

Схема системы отопления многоквартирного дома предусматривает ее грамотный монтаж, благодаря чему и можно достигнуть такой температуры и влажности.

В процессе проектирования такой схемы отопления следует пригласить высококвалифицированных специалистов, которые смогут качественно просчитать все необходимые аспекты для работы. Они же должны добиться того, чтобы в трубах сохранялось равномерное давление теплоносителя. Такое давление должно быть одинаковым как на первом, так и на последнем этаже.

Основная особенность современной системы обогрева многоэтажного дома проявляется в работе на перегретой воде. Данный теплоноситель исходит из ТЭЦ и имеет очень высокую температуру – 150С с давлением до 10 атмосфер. В трубах образовывается пар за счет того, что давление в них сильно повышается, что также способствует передаче нагретой воды на последние дома многоэтажки. Также схема отопления панельного дома предполагает немалую температуру обратки в 70С. В теплую и холодную пору года температура воды может сильно отличаться, поэтому точные значения будут зависеть исключительно от особенностей окружающей среды.

Как известно, температура теплоносителя в трубах, которые установлены в многоэтажном доме, достигает 130С. Но настолько горячих батарей в современных квартирах просто-напросто не существует, а все из-за того, что есть подающая магистраль, по которой и проходит нагретая вода, а магистраль соединяется с обраткой при помощи специальной перемычки под названием «элеваторный узел».

Система отопления многоэтажного дома схема, которая является самой эффективной, в любом случае должна предусматривать наличие элеваторного узла.

Такая схема имеет много особенностей, так как такой узел предназначен для выполнения определенных функций. Теплоноситель с высокой температурой должен поступить в элеваторный узел, который выполняет основную функцию теплообмена. Вода достигает высокой температуры и при помощи высокого давления проходит через элеватор, чтобы инжектировать теплоноситель из обратки. Параллельно из трубопровода вода также подается на рециркуляцию, которая происходит в системе обогрева.

Такая схема отопления 5 этажного дома является самой эффективной, поэтому активно устанавливается в современные многоэтажные дома.

Так выглядит отопление в многоквартирном доме схема которого предусматривает наличие элеваторного узла. На нем можно увидеть много задвижек, которые выполняют немаловажную роль в обогревании и равномерной подачи тепла.

Как правило, такие задвижки без проблем регулируются в ручную. Но регулировкой задвижек, как правило, занимаются только высококвалифицированные специалисты, которые работают в госслужбах.

Устанавливая отопление в многоквартирном доме, схема также должна предусматривать наличие таких задвижек во всех возможных точках, чтобы в случае аварии можно было перекрыть поток горячей воды или убавить давление. Этому также способствуют разные коллекторы и другая аппаратура, которая работает в автоматическом режиме. Поэтому такая техника обеспечивает большую производительность отопления и эффективность ее подачи на последние этажи.

Большое количество многоэтажных домов имеют однотрубные системы отопления, которые предполагают нижнюю разводку. Стоит отметить, что учитывается также сама конструкция многоэтажки и много других аспектов, которые могут повлиять на схему отопления.

В зависимости от этих аспектов, теплоноситель может подаваться как сверху в низ, так и снизу вверх. Некоторые дома имеют специальные стояки, которые исполняют роль поставщика горячей воды вверх, а холодной вниз. Поэтому во многих квартирах устанавливают чугунные батареи, которые очень устойчивы к перепадам температур.

Конструкции баков

Для решения вопроса компенсации можно просто установить в самой верхней части трубопровода отдельно выводящую трубу. Но она не будет выполнять все функции расширительного бака в полной мере. Чтобы понять почему, следует рассмотреть разные типы конструкции и особенности монтажа этого компенсатора.

 Открытого типа

Такая конструкция, в большинстве своем, изготавливается кустарным способом. Типичная схема бака открытого типа показана на рисунке:

Конструкция бака открытого типа

Она представляет собой стальную емкость, которая монтируется в самой высокой точке трубопровода системы отопления. Бак подключается к системе через расширительный патрубок, а для обеспечения движения воды предусмотрен циркуляционный патрубок.

По мере заполнения системы водой, она достигает сигнального патрубка, на котором устанавливают кран. Для обеспечения контроля расширения воды предусмотрен переливной патрубок. Он обеспечивает свободное перемещение воздуха внутри бака.

Для расчета объема бака открытого типа необходимо знать объем воды в системе. Если же такой информации нет, можно отталкиваться от мощности котла – на 1 кВт приблизительно соответствует 15 л воды. Т.е для 24 кВт котла максимальный объем теплоносителя составит 360 л. При повышении температуры до 70°С, вода при таком объеме расширится на 9 литров. А при максимальной в 95°С – на 15 л. Объем бака до уровня переливного патрубка должен быть не менее 15 л.

Закрытый мембранный бак

Есть и более совершенная система компенсирования давления в системе – мембранный бак. Его конструкция представляет собой закрытый стальной резервуар.

Расширительный мембранный бак

Изолированный корпус разделен на 2 части, одна из которой имеет подключение к системе отопления. Вторая же заполнена инертным газом – азотом. Для установки уровня давления внутри нее предусмотрен ниппель, с помощью которого можно уменьшать (стравливание) или увеличивать (насосная подкачка) величину давления внутри.

При подключении к трубам отопления и активации системы вода, после разогрева, попадает в камеру бака. При достижении определенного значения давления подвижная мембрана увеличивает объем водяной камеры. Этот тип конструкции более удобен как в эксплуатации, так и при монтажных работах. Основными преимуществами бака мембранного типа являются:

• Отсутствие контакта воды с воздухом, что значительно уменьшает вероятность коррозии.
• Бак может монтироваться в любом месте тепловой магистрали.
• Так как система полностью герметична – потери теплоносителя минимальны.
• Уменьшение тепловых потерь, по сравнению с баком открытого типа.

Но для этой системы есть один обязательный фактор – расчет оптимального объема бака. Это важный этап в проектировании системы отопления в целом.

Расчет мощности бака

При расчете объема расширительного бака мембранного типа необходимо учитывать следующие параметры:

Тип теплоносителя. Коэффициент теплового расширения (Е) для разных жидкостей отличается

Поэтому важно знать эту величину.
Общий объем теплоносителя в системе – С. Приблизительный расчет был указан выше.
 Начальное давление в системе Рмин.
Максимально допустимая величина давления Рмакс.
Коэффициент заполнения бака при различных значениях давления (Кзап). Он может быть рассчитан по таблице:

Он может быть рассчитан по таблице:

Объем расширения теплоносителя может быть рассчитан по следующей формуле:

• Коэффициент расширения для воды Е – 0,034 (при 85°С).
• Объем системы отопления С- 360 л
• Начальное давление Рмин – 1,5 атм
• Максимальное значение давления Рмакс – 4 атм
• Согласно таблице, коэффициент наполняемости бака Кзап равен 0,5

Это стандартный объем бака для небольшого дома.

При выборе расширительного бака необходимо обращать внимание на качество изготовления. Лучше всего посоветоваться со специалистами, так как производителей этих конструкций большое множество, а определить качество для той или иной модели без опыта и практики очень затруднительно.