Как рассчитать объем расширительного бака для системы отопления?

Время расчётов — как определить необходимый объём расширительного бака

Разобравшись с классификацией и выбрав наиболее подходящий для ваших целей вариант, необходимо рассчитать минимально допустимый объём бака. Для комфортной эксплуатации отопления достаточно ёмкости, вмещающей 10% от объёма теплоносителя в системе. Чтобы посчитать количество всей воды в трубах и радиаторах, применяют два вариативных способа:

• измерение литража при непосредственном заполнении системы водой либо иным теплоносителем;
• расчёт вместительности всех труб и радиаторов, находящихся в отопительном контуре.

Для подобных целей можно использовать канистры либо иные ёмкости, объём которых уже известен

Для вычисления объёма трубопроводов используйте нижеприведённую таблицу:

Внутренний диаметр трубы, мм	Объём воды в 1 погонном метре, л
14	0,1539
16	0,2011
18	0,2545
20	0,3142
22	0,3801
24	0,4524
28	0,6158
32	0,8042
36	1,0179
40	1,2566
50	1,9635

Для расчета объёма батарей отопления можно использовать следующие усреднённые значения:

Материал радиатора	Объём жидкости в 1 секции, л
Чугун	1,7
Биметаллический сплав	0,25
Алюминий	0,45

Выполнив все необходимые вычисления, можно сразу же найти 10% от этого значения. Либо воспользоваться специальной формулой, которая даст более точный и объективный результат:

V= VL · β / D

• VL – вместимость отопительной системы, л;
• β – коэффициент расширения жидкости;
• D – эффективность расширительного бака.

Чтобы вычислить последний показатель в формуле, производим следующий расчёт:

D = (PV-PS) / (PV-1),

где PV – максимальное значение рабочего давления в системе, бар; PS – давление в баке без нагрузки, бар.

В качестве жидкости для отопления может применяться специальный антифриз, имеющий свой показатель коэффициента расширения

Готовимся определить объем бетона как посчитать без ошибок

Готовясь к выполнению расчетов, следует запомнить, что потребность в бетонной смеси определяется в кубометрах, а не в килограммах, тоннах или литрах. В результате ручных или программных расчетов будет определен объем связующего раствора, а не его масса. Одна из главных ошибок, которую допускают начинающие застройщики – выполнение расчетов до того, как будет определен тип фундаментной основы.

Решение о конструкции фундамента принимается после выполнения следующих работ:

• производства геодезических мероприятий, позволяющих определить свойства грунта, уровень замерзания и расположение водоносных жил;
• вычисления нагрузочной способности базы. Она определяется на основании веса, конструктивных особенностей строения и природных факторов.

• разновидность сооружаемой основы;
• габариты фундамента, его конфигурацию;
• марку смеси, применяемую для бетонирования;
• глубину промерзания грунта.

Точность, с которой посчитан объем бетона, зависит от используемых для расчета данных.

Они разные для каждого типа фундамента:

при расчете ленточного основания учитываются его габариты и форма;
для столбчатой основы важно знать количество бетонных колонн и их размеры;
рассчитать куб бетона для цельной плиты можно по ее толщине и размерам.

От полноты используемых для расчета данных зависит точность полученного результата.

Установка в частном доме

При подключении резервуара к отоплению частного дома следует определиться с его типом. Подключение каждого вида производится по инструкции и имеет свои особенности.

Особенности подключения ёмкости открытого типа:

• устанавливается непосредственно над котлом в высшей точке стояка;
• корпус резервуара тщательно теплоизолируют;
• обязательно оборудуется аварийный слив жидкости.

Важно! Аварийный слив лучше направить в канализацию, чтобы исключить попадание под горячую струю теплоносителя живых существ. Особенности установки баков закрытого и мембранного типа:

Особенности установки баков закрытого и мембранного типа:

• малые ёмкости крепятся к стене при помощи хомута или подвешиваются на кронштейн, большие — устанавливаются на пол;
• мембранные баки лучше всего устанавливать вертикально, при горизонтальном расположении возможно проникновение инертных газов в теплоноситель;
• устанавливать ёмкость следует таким образом, чтобы её было удобно обслуживать;
• закрытый расширительный бак устанавливается непосредственно перед котлом отопления и насосом в отводящей трубе;
• нагрузка от подводящих труб не должна ложиться на устройство.

Важно! Запрещено прокладывать подводну́ю трубу по полу или подвешивать на высоту. Правильное подключение расширительного устройства производят через отсекающий кран

Благодаря этому бак можно отключить от отопления, исключив завоздушивание труб

Правильное подключение расширительного устройства производят через отсекающий кран. Благодаря этому бак можно отключить от отопления, исключив завоздушивание труб.

Порядок работ

1. Устанавливается и крепится сама ёмкость. Тип установки: напольная или настенная ― определяется объёмом и весом резервуара.
2. Производится врезка в обратную трубу.
3. На резьбу накручивается отсекающий кран.
4. Проверяется давление в системе отопления.

Разновидности расширительных бачков

Далее мы рассмотрим виды расширительных баков для отопления. Все они имеют схожую конструкцию, отличаясь внутренним устройством, объемом и формой. Давайте рассмотрим их устройство и выясним некоторые отличительные особенности.

Расширительные баки для открытых систем

Расширительный бак для системы отопления открытого типа представляет собой простой бачок без какой-либо внутренней начинки. Его задача – принимать в себя расширяющийся и увеличивающийся в объеме теплоноситель из отопительного контура, препятствуя его повреждению. Отсюда же удаляется воздух, образующийся в процессе работы отопления. Установленный в самой верхней точке контура, он вмещает в себя до нескольких литров жидкости. С целью предотвращения попадания в теплоноситель посторонних частиц и пыли, бачок закрыт крышкой. При этом он не является герметичным.

Вы можете изготовить самый простой расширительный бак для отопления своими руками – в этом нет ничего сложного. В системах отопления открытого типа в качестве таких бачков используются различные металлические баллоны, пластиковые бочонки и многое другое. Также вы можете сварить его из листового железа, придав ему любую форму (например, прямоугольную – это самый простой и компактный вариант). Подключение расширительного бака к системе осуществляется обычной трубой небольшого диаметра.

Бачки для закрытых систем

В отоплении закрытого типа используются несколько иные бачки. Они построены по замкнутой схеме, теплоноситель в них не сообщается с атмосферным воздухом. Общий принцип работы расширительного бака в системе отопления таков – нагреваясь и расширяясь в объеме, теплоноситель под собственным давлением поступает внутрь бачка, заполняя часть его объема (он ограничен мембраной или резиновым баллоном/мешком). При остывании теплоноситель вытесняется в обратном направлении – внутрь отопительного контура. Еще одна суть расширительного – поддерживать в системе определенное давление.

Мембранный бак для отопления – это и есть не что иное, как расширительный бачок закрытого типа. Но используемые в их конструкции мембраны могут быть двух типов – в виде диафрагмы или в виде резинового баллона (мешка). Мембранные баки для систем отопления разделены надвое прочной резиновой (иногда из альтернативных материалов) мембраной. Вторая половина заполняется воздухом или чистым азотом. При поступлении теплоносителя мембрана изгибается, сжимая газовое наполнение. Как только теплоноситель остынет и его объем уменьшится, мембрана выдавит его обратно в контур.

Некоторые пользователи и специалисты называют такие баки вакуумными, но это не совсем правильная терминология – никакого вакуума тут нет и в помине.

В верхней торцевой части мембранных расширительных баков для отопления мы можем увидеть клапаны для точной настройки давления. Сюда подключаются насосы и манометры. Если бак создаст излишнее давление в системе (при правильно выбранном объеме), начнет срабатывать предохранительный клапан. Если это произошло, следует немного стравить газ из газовой части. В противном случае подсоединяем сюда насос и начинаем накачивать воздух до достижения рекомендуемого производителем давления (указывается в техпаспорте).

Для того чтобы проверить давление в расширительном баке котла для отопления частного дома, воспользуйтесь обыкновенным автомобильным манометром.

Кстати, корпуса расширительных бачков для отопления частных домов и многих других построек делаются пластиковыми или металлическими. Что касается имеющихся внутри мембран, то они нередко делаются съемными – это необходимо для проведения оперативного ремонта без замены всей конструкции целиком.

Встроенные бачки

Также существуют расширительные баки для котлов, которые устанавливаются внутрь обогревательного оборудования – это бачки для двухконтурных котлов, у которых вся обвязка находится непосредственно на борту. В большинстве случаев их объем варьируется от 6 до 8 литров, чего вполне достаточно для обогрева квартир и частных домовладений (и для корректной работы отопления). Например, такие бачки устанавливаются в котлах Baxi, Buderus, Protherm и во многих других.

Установка и подключение

Если у вас есть навыки работы с сантехникой, то установить расширительный бачок не составит труда. Но перед тем как начать его монтаж, вам стоит ознакомиться с основными правилами установки:

1. Расширительный бак открытого типа должен находиться выше любого элемента системы отопления;
2. Мембранный бак объемом более 30 литров нежелательно крепить к стене, он должен стоять на подставке;
3. Нельзя устанавливать расширительный бак в помещении, где температура может опуститься ниже 0 °С;
4. Расширительный бак необходимо подключить к системе отопления до ее разветвления;
5. Если в системе предусмотрено несколько отдельных контуров, на каждый из них нужен свой расширительный бак;
6. Подключение расширительного бака к основной трубе должно производиться сразу перед насосом.

Схема подключения расширительного бака к системе отопления.

Теперь давайте рассмотрим пошаговый план действий:

В первую очередь нужно подсоединить к расширительному баку (1) тройник с сливным краном (2). Он понадобится чтобы сливать теплоноситель для обслуживания и снятия расширительного бачка. Для уплотнения всех резьбовых соединений используйте один из трех вариантов:

• Фум-лента;
• Пакля со специальной высокотемпературной пастой;
• Шнур с высокотемпературным герметиком.

Важно!
Обматывать резьбу лентой, паклей или шнуром нужно против ее направления. Начинайте обмотку от края резьбы в направлении корпуса фитинга

Если сделать по-другому – при вкручивании уплотнение пойдет вниз по резьбе и гарантированно будет протечка.

К тройнику (2) подключите шаровый вентиль (3). Он нужен для перекрытия подачи теплоносителя в емкость. От него дальше пойдет труба, которая будет соединять расширительный бак с основной магистралью отопительной системы.

В основную трубу системы необходимо врезать обычный тройник (4). Он должен располагаться до циркуляционного насоса (5)

Обратите внимание на подбор места установки расширительного бака и расположением тройника. Расстояние между ними должно быть небольшим – так будет удобнее соединить их между собой

Когда определились с местом монтажа бачка, установите кронштейны, подставку или крепления. Помните, что вес бачка с теплоносителем будет зависеть от температуры в системе. Чем она выше, тем больше теплоносителя входит в бачок и тем он тяжелее. Кронштейны и крепеж должны выдержать его при полном заполнении.

Перед установкой необходимо проверить уровень давления в баке. Оно должно быть на 0,2 атм. меньше, чем в системе отопления. В большинстве случаев расширительный бак поставляется с уже закачанным в него воздухом. Если он пуст – вам придется накачать его самостоятельно.

Для закачки и спуска воздуха, проверки давления в верхней части расширительного бака есть ниппель. Он может быть скрыт под пластиковой крышкой, или просто закручен колпачком. Чтобы закачать воздух и проверить давление вам понадобится насос и обычный автомобильный манометр.

После того как все готово, можно крепить расширительный бачок к кронштейнам. Затем останется лишь провести от шарового вентиля трубу или шланг к тройнику. После того как все сделано, можно включать систему отопления для проверки.

Единственная проблема, которая может возникнуть при работе системы отопления – протечки. Они возникают в местах резьбовых соединений. Если вода или теплоноситель протекают на стыках, варианта три:

• Неплотно сделано уплотнение;
• Некачественная прокладка или уплотнительное кольцо;
• Повреждена резьба.

В любом случае нужно разобрать проблемный стык и осмотреть его. Если проблемы с резьбой – ничего не поделать, придется покупать и ставить новый фитинг. Если с ней все в порядке, то достаточно заменить прокладки и сделать новое уплотнение.

Способы расчета

Каждая установка подбирается в соответствии с величиной предполагаемой нагрузки, что потребует проведения предварительных вычислений. Зная, как рассчитать объем, владелец сможет правильно подобрать бачок.

Чтобы правильно подобрать расширитель, понадобится знать:

• объем отопительного котла;
• дополнительных приборов;
• всех труб, входящих в данную систему обогрева.

Далее обозначим нужные показатели любыми буквами, например, А – это искомое значение, В – эффективность мембранного оборудования, С – постоянный показатель расширения воды теплоносителя, а АО – общий объем системы обогрева. Далее производим расчет по следующей формуле: А = (АО * С) / В.

Подбор размера

Итоговое значение редко бывает абсолютно точным, поэтому делают примерные вычисления, а полученное число будет ориентиром для выбора агрегата, который нужно брать с запасом к полученному числу, оставляя не менее 3% на увеличение объема во время нагрева.

Если была выбрана мембранная разновидность, рабочий потенциал мембраны может быть указан производителем, но можно сделать собственный расчет. Для этого берут наиболее разрешенный показатель давления внутри системы (АВ), данные о давлении начальной заправки расширителя (ВС) и рассчитывают искомое значение (Т). Используют следующую формулу: Т = (АВ – ВС) / (АВ + 1).

Если не делать расчетов и взять оборудование «наугад», можно столкнуться с некоторыми проблемами во время эксплуатации прибора. Основным назначением расширителя выступает откачка излишков жидкости при сильном повышении давления (влага расширяется, требует выведения лишнего из трубопровода). После того, как все стабилизируется, жидкость сжимается обратно, нужно ее вернуть в трубы, иначе ее станет недостаточно для поддержания температуры. Поэтому выявление перепадов внутреннего давления обогревательной системы обозначает скорую поломку.

Слишком маленький бак

Если объем установленного расширителя недостаточный, давление повысится слишком сильно, сработает автоматический клапан. Он сбросит излишнюю влагу, стабилизируя работу системы. Но дальше все нормализуется, а воды уже будет недостаточно для продолжения исправного обогрева. Будет нужна дополнительная заправка. Нехватка отопительной жидкости приведет к отключению котла, так как при низких показателях аппарат не может продолжать функционировать. Из-за этого в зимнее время возможно промерзание труб. Поломки будут повторяться снова и снова до тех пор, пока не будет установлен расширитель оптимального размера.

Излишне большой бачок

Также опасна установка слишком большого бака. При заборе части влаги из труб, расширитель должен поддерживать оптимально допустимое рабочее давление, которое при слишком больших габаритах попросту невозможно. Агрегат будет постоянно показывать максимально допустимую нагрузку без перехода той самой черты, когда должен сработать клапан. Значит, аппарат работает на максимальном уровне потенциала, что быстро приведет к поломке.

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.

Виды расширительных баков и их сравнение

В отопительной системе могут быть установлены разные виды расширительных баков.

Открытые расширительные баки

Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, в которую всегда можно долить теплоноситель. Он не требует наличия запорной арматуры, резиновой мембраны и даже крышки. Обычно ведром через него «доливают» в систему жидкость, хотя от водопровода всегда можно вывести водозаборный кран.

Схема работы расширительного бака открытого типа: 1 – корпус бака; 2 – уровень теплоносителя; 3 – холодная труба; 4 – спускная труба; 5 – предохранительный клапан; 6 – запорный вентиль; 7 – верхняя точка в стояке трубопровода отопительной системы

Несколько десятилетий назад повсеместно использовались открытые конструкции, компенсирующие изменение объёма теплоносителя при естественной циркуляции. Однако постоянный контроль уровня жидкости и её «доливание», сложности монтажа в верхней точке, низкое давление и коррозия металла – всё это привело к выходу на первый план закрытых систем и баков.

Закрытые расширительные баки

Там, где циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, устанавливают баки закрытого типа, именуемые в народе «мембранниками». Он всегда окрашен в красный цвет и конструкционно представляет собой герметичную ёмкость, внутри которой установлена мембрана из технической резины. А вот в синих баках, предназначенных для организации горячего водоснабжения, используется менее долговечная пищевая резина.

Устройство расширительного бака следующее: мембрана в виде баллона или диафрагмы разделяет ёмкость на две части. В верхнюю закачан инертный газ или воздух, а другая отводится для излишков теплоносителя.

С ростом температуры излишки расширяющегося теплоносителя попадают в ёмкость. Объём воздушной камеры уменьшается, и увеличивается давление в камере с воздухом, которое как раз компенсирует высокое давление в системе. При снижении температуры теплоносителя наблюдается обратный процесс.

При низкой температуре теплоносителя бак пустой, а мембрана занимает максимальной возможный объём. При нагревании жидкость начинает заполнять полость между мембраной и ёмкостью. Остывая, теплоноситель сжимается, и воздух начинает «выталкивать» его обратно в систему

Закрытый расширительный бак системы отопления может оснащаться фланцевой (сменной) или несменной мембраной. Единственное, но существенное преимущество последнего типа – его низкая стоимость. Мембрана жестко закреплена по периметру ёмкости. В исходном положении она прижата к внутренней поверхности, та как газом заполнен весь объём. При попадании теплоносителя в расширительный бак давление увеличивается.

При пуске системы существует риск разрыва диафрагмы, поскольку давление возрастает резко. В дальнейшем показания на манометре изменяются плавно и не представляют угрозу для её целостности.

Для того, чтобы предотвратить повреждение мембраны, в отопительных системах большого объёма давление контролируют с помощью манометра. Предохранительный клапан срабатывает при достижении максимально допустимого значения. Обычно оно находится в пределах от трёх с половиной до четырёх бар для частных домов.

Фланцевый расширительный бак имеет несколько преимуществ:

• максимальная величина давления значительно больше, чем у бака с несменной диафрагмой;
• возможность замены мембраны через фланец в случае её повреждения или разрыва;
• вертикальное и горизонтальное исполнение изделий. Это даёт больше вариантов размещения в условиях маленькой котельной.

Какой лучше — открытый или закрытый?

Если сравнивать эксплуатационные и потребительские свойства открытого и закрытого типов, то преимущество последнего доказывают следующие факты:

• закрытый бак не выносится наверх, следовательно, можно сэкономить на трубах;
• мембранные баки имеют меньшие габаритные размеры;
• теплоноситель из закрытого бака точно не испарится;
• минимальные теплопотери, в отличие от требующего дополнительной изоляции открытого бака;
• защита труб и узлов систем от коррозии, которая обеспечивается за счёт отсутствия воздуха;
• закрытая система отопления может работать при высоком давлении, тогда как открытая только при низком;
• эксплуатационные расходы мембранника ниже, что у открытого бака.

Ну а вообще, конечно — выбирать вам.

.