Конструкция расширительного бака отопления: Мембранный расширительный бак для отопления

особенности закрытой системы, устройство и принцип работы бачка

Отопительная система — это сложная инженерная конструкция. Расширительный бачок является важным элементом системы. Рассмотрим подробно, для чего его используют в системе отопления, а также разберемся, как произвести расчет. 

 Содержание:

  1. Особенности закрытой системы
  2. Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему
  3. Устройство и принцип работы бачка
  4. Расчет расширительных бачков
  5. Устройство бачка самостоятельно

Особенности закрытой системы

В открытых контурах обогрева, которые контактируют с атмосферой, имеется проблема по расширению теплоносителя. Решить ее можно следующим образом:

1. В самой высокой точке доме производится устройство емкости.
2. При избыточном давлении лишняя жидкость будет перетекать в предварительно установленную емкость.
3. После остывания жидкости она будет перетекать обратно в систему под действием атмосферного давления.  

Главным минусом является необходимость завоздушивания системы, так как происходит испарение воды. Такой недостаток можно избежать при герметично-замкнутой системе обогрева. 

Расширительный бачок применяется для отопления закрытого типа, чтобы компенсировать расширение теплоносителя. В таком случае не будет прямого контакта с атмосферой.

Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему

В системе отопления повышается давление при нагревании теплоносителя. Вследствие этого может произойти разрушение трубопроводов и котла. Даже установка простого клапана, который может отводить избыточный объем теплоносителя в атмосферу не поможет решить проблему. Так как при охлаждении жидкость будет сжиматься, и на свободное место будет поступать воздух. А, следовательно, образовываться воздушные пробки, из-за которых будет нарушена циркуляция отопительной системы.

Единственным способом решения данной проблемы является установка расширительного бачка. Благодаря своему объему бачок может обеспечить качественную работу контура.

Расширительные бачки для отопления закрытого типа отличаются по размеру и форме. Они могут быть как цилиндрические, так и в форме таблетки.

Устройство и принцип работы бачка

В сравнении с открытыми сосудами наиболее удобными являются мембранные баки, которые полностью герметичные. Для стабилизации давления внутри системы ХВС выпускаются гидроаккумуляторы синего цвета. Для исключения завоздушивания контура в системе отопления закрытого типа в обогревательных контурах устанавливают расширительный бачок красного цвета. А также его устанавливают для вывода лишней воды при нагревании.

Мембранные баки сходи по строению, но имеют некоторые отличия:

• Расширительный бачок для отопления закрытого типа. Его разделяют резиновой перегородкой посередине. Обычно он имеет форму цилиндра. Но также выпускают бачки, которые имеют форму таблетки. Такие расширительные бачки применяют для небольших объемов теплоносителя. При нагреве воды происходит расширение теплоносителя, поэтому лишняя жидкость с легкостью перетекает в бак. 
• В гидроаккумуляторе устанавливают резиновую грушу, которая с легкостью повторяет контуры внутренней камеры. 

Следует знать о запрете устройства красного мембранного герметичного бака после циркуляционного насоса.

Материалы, из которых изготавливают мембранные бачки:

В расширительном бачке для изготовления мембраны применяют техническую резину, а внутреннюю поверхность покрывают антикорром. В гидроаккумуляторе мембраны изготавливают из пищевой резины, а форма должна не пропускать воды. Таким образом, контакт металлического корпуса с водой исключается.

Если установить красный мембранный бачок для системы ХВС, то вода не будет соответствовать санитарным нормам. А если устроить синий бачок, который не походит для горячей воды, то снизится работа системы.

Расчет расширительных бачков

Для того чтобы рассчитать расширительный бак необходимо посчитать общий объем всей системы. Он равняется сумме объемов: отопительного котла, трубопроводов и приборов отопления. Для того чтобы определить объем радиатора и котла не нужно производить никаких расчетов, так как значение указывается на паспорте оборудования. Чтобы рассчитать объем трубопроводов нужно узнать площадь внутреннего сечения труб, а затем умножить ее на длину. Если же в отопительной системе установлены трубопроводы с разным диаметром, то следует каждую трубу рассчитать по-отдельности, а полученные объемы сложить.

Расширительный бачок должен обеспечивать увеличение объема жидкости примерно на 10%. Если объем теплоносителя составляет 400 литров, то объем вместе с расширительным баком должен составить 440л. Следовательно, объем бачка должен быть 40 литров. Но такой расчет является приблизительным и может сильно отличаться от реального, поэтому лучше произвести точный расчет. В интернете есть много калькуляторов, которые в онлайн режиме произведут расчет расширительного бачка. Для более точного результата лучше использовать несколько калькуляторов.  

Устройство бачка самостоятельно

Для предотвращения гидроударов внутри отопительной системы необходимо придерживаться следующим правилам при установке расширительного бачка:

1. Нельзя производить врезку после устройства циркуляционного насоса.
2. Для возможности регулирования давления необходимо обеспечить доступ к запорной арматуре. 
3. В трубопроводах контура должно отсутствовать статическое давление.

Выгодным вариантом считается расширительные бачки на обратке впереди котла. Для установки напольного типа продаются специальные подставки, а для настенного следует применять кронштейны. Бывают кронштейны, которые заранее приварены к корпусу, а также бывают отдельные, которые входят в комплект и их нужно собрать самостоятельно. 

Если понадобится заменить мембраны, то необходимо будет полностью разобрать всю систему. Чтобы этого избежать, можно накрутить шаровой кран на патрубок расширительного бачка. Таким образом, можно будет снять бачок без разборки.  

Общая схема устройства выглядит следующим образом:

• В первую очередь распаковывается расширительный бак;
• Производится установка резьбового фитинга;
• Устройство шарового крана;
• Если кронштейн заранее не установлен, то необходимо собрать его и прикрепить ленточным хомутом;
• Установка бачка в зависимости от типа;
• Далее необходимо слить теплоноситель, а затем сбросить давление из отопительной системы;
• Обвязать композитной стальной или полимерной трубой;
• Произвести опрессовку рабочим давлением;
• Отрегулировать давление в воздушной камере при необходимости. Сделать это можно при помощи автомобильного насоса.

Для более точного положения расширительного бака изготавливают кронштейны с группой безопасности, которые облегчают монтаж.

Для качественной герметизации резьбовых соединений не рекомендуется использовать ленту ФУМ. Более качественным вариантом будет подмотка Унипак.

Расширительный бачок является незаменимой частью отопления закрытого типа.

Читайте также:

Расширительный бак для отопления – его устройство и назначение

Неотъемлемой частью системы индивидуального отопления является специальная емкость, с помощью которой в процессе нагрева гасится повышение давления воды в сети. Эта емкость – и есть расширительный бак для отопления, она выглядит как корпус из металла с резиновой внутренней мембраной. Разновидности баков зависят от их конструкции: промышленность предлагает как открытые, так и закрытые мембранные модели.

Баки открытого типа на сегодняшний день считаются технически устаревшими и применяются редко. Баки закрытого типа могут содержать внутри мембрану по типу диафрагмы или мембрану в виде баллона. Первый вариант в основном используется в небольших баках, а второй – в крупных. Баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные не подлежат замене.

Устройство и принцип работы:

Рассматривая устройство расширительного бака системы отопления, принимаем во внимание его конструктивные особенности. Бак открытого типа – это металлическая емкость, соединенная с трубой магистральной системы и с отводящей переливной трубой. К баку также подведена так называемая сигнальная труба, оснащенная запорным устройством, и циркуляционная труба, способствующая сохранению температуры бака на постоянном уровне.

Синтетическая мембрана перегораживает внутреннее пространство закрытого бака, делит его на газовую и жидкостную части. Одна часть этого пространства заполнена сжатым воздухом, а вторая принимает в себя «лишнюю» воду во время нагрева теплоносителя. После остывания воды мембрана, находясь под давлением, вытесняет воду обратно в систему. Давление в обеих камерах, таким образом, постоянно уравнивается. Теплоносителем бывает не только вода, но и азотосодержащая смесь и различные виды антифризов.

Штатное место в системе:

Расширительный бачок для отопления открытого типа рекомендуется монтировать в самой верхней точке здания – на крыше дома или на его чердаке. Бак при этом утепляется изоляционными материалами, чтоб вода в нем не замерзала и соединяется с обратным трубопроводом, чтоб не допустить закипания. На случай переполнения предусмотрен сброс воды из бака в канализацию.

Мембранный расширительный бак для отопления монтируется для удобства обслуживания рядом с отопительным котлом. Необходимые условия: соединение с обратным трубопроводом во избежание вскипания воды, а также манометр и клапан для ручного регулирования давления. Повышенное внимание уделяется качественному креплению, поскольку масса бака после наполнения водой сильно возрастает.

Важные рабочие параметры:

Для расширительных устройств наиболее информативными являются максимальные значения рабочей температуры и рабочего давления. По данным производителя, в современных баках температура носителя может достигать + 120 градусов. Рабочее давление в расширительном бачке отопления поддерживается от 2 до 4 бар в обычном режиме и 6-10 бар на пиковых значениях.

Для баков закрытых определяющий элемент – это мембрана, а точнее – материал, из которого она сделана. Она должна обладать термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью. Выбирая бачок, следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Как рассчитать необходимый объем бака?

Каждые 10 градусов нагрева воды дают добавление где-то 0,3% от первоначального объема. Получается, что при повышении температуры воды на 70 градусов ее объем составит примерно 103%. Математически точно вычислить объем бака можно по специальной формуле, где учитываются параметры отопительной системы – общий объем воды и операционное давление.

Практикуется упрощенный метод расчета, когда емкость бака подбирается по принципу: 10% от общего объема теплоносителя в системе. Как правило, расширительного бака для отопления этой емкости хватает с избытком. В случае же, когда объем системы неизвестен, он определяется приблизительно, исходя из типа приборов отопления и мощности водогрейного котла. Соотношение следующее:

1. Батареи отопления – 10,5 л /кВт;
2. Настенно-напольные обогреватели – 7 л /кВт;
3. Теплые полы – 17 л /кВт.

Где больше преимуществ?

Сравнение потребительских и эксплуатационных свойств основных типов баков однозначно говорит в пользу закрытого типа. Убедительные аргументы следующие:

• Мембранные баки гораздо компактнее в отличие от громоздких открытых;
• При установке закрытого расширительного бака для отопления экономятся трубы, тогда как открытые баки надо выносить наверх;
• Потери тепла при работе бака закрытого типа минимальны, а открытый требует теплоизоляции;
• Испарения теплоносителя в закрытом баке не происходит;
• Попадание в отопительную систему воздуха посредством открытого бака провоцирует коррозию металла в системе;
• Система, оснащенная открытым баком, работает только при низком давлении;
• Расходы при эксплуатации мембранного бака ниже, чем открытого.

Качественный современный расширительный бак отопления можно выбрать в линейке продуктов таких известных фирм, как Flexcon (Нидерланды), Reflex (Германия) и Zilmet (Италия).

Эти ведущие европейские производители оборудования для тепло- и водоснабжения, благодаря своему научному потенциалу и уровню производства, занимают заслуженное престижное место в своей нише на мировом уровне.

Расширительный бак отопления — конструкция, применение

Расширительный бак необходим в любой системе отопления. Он компенсирует расширение воды (теплоносителя) при ее нагревании. Если расширительного бака не будет, то вода, нагреваемая в замкнутом объеме, создаст повышенное давление, и если не будет сброса через предохранительный клапан, или он будет недостаточным, то система в каком-то месте будет разорвана.

Фактически без расширительного бака любое отопление оказывается не работоспособным. Но этот прибор нужно правильно подобрать.

Какой вид бака использовать

Существуют два разных вида систем отопления.

• Работающие под повышенным давлением, обычно в пределах 1,0 — 2,5 атм. Движение жидкости в них осуществляется насосом.

• С атмосферным давлением (открытые), движение воды в них происходит самотеком.

Виды баков:

• Для вторых расширительным баком будет большая емкость, сообщающаяся с атмосферой, расположенная в верхней точке системы и наполовину наполненная водой.
• Для насосных систем в качестве расширительного бака используется замкнутая емкость, разделенная на два отсека эластичной мембраной. Один отсек накачивается воздухом, и снабжен ниппелем. Другой отсек подключается к системе отопления, обычно переходником 3/4 дюйма с накидной гайкой.

Какое давление в расширительном баке

Всегда возникает вопрос — какое давление воздуха должно быть предварительно создано в расширительном баке. Обычные рекомендации — на 0,2 атм больше, чем давление в холодной системе отопления.

Например, рекомендуемые значения — в расширительном баке 1,7 атм, водой система заполняется до достижения давления 1,5 атм. Тогда мембрана прогнется в сторону воды, а при ее расширении будет максимально использоваться объем бака.

Как поддерживается давление в баке

На практике давление в системе и в расширительном баке меняется со временем.

• Из теплоносителя постоянно выделяется и стравливается растворенный воздух, давление в системе уменьшается, систему иногда нужно доливать теплоносителем.
• В воздушной камере давление также уменьшается постепенно, из-за выхода воздуха через стенки устройства.

Что делать если давление в системе понизилось

Если манометр показывает, что давление в отоплении уменьшилось, в первую очередь нужно проверить давление воздуха в  расширительном бачке и подкачать его.

Если  давление воды при этом повысилось незначительно, значит нужно пополнить теплоноситель, и таким образом поднять общее давление.

Какого объема бак выбрать

Существуют специальные методики расчета объема баков расширения для отопительных систем, но использовать их для домашней системы смысла нет. Достаточно воспользоваться утверждением, что объем бака должен быть не меньше 1/10 объема теплоносителя.

Объем теплоносителя можно высчитать или померить ведрами при слитии системы. Современные системы отопления делаются маловместительными, их объемы в небольших домах редко превышают 60 литров, а в домах побольше — 100 литров. Соответственно расширительных бачки в 6 и 10 литров окажутся достаточными.

Как устанавливать расширительный бак

Положение расширительного бака – с воздушной камерой вверху. Если она будет сбоку, или ниже воды, то воздух гораздо с большей интенсивностью будет уходить в теплоноситель через резину (трескается со временем), и бак постоянно нужно будет накачивать.

Закрепляется он к отводу с отсечным краном обычно накидной гайкой с торцевым резиновым уплотнением.

• Место установки поближе к всасу циркуляционного насоса – для лучшей стабилизации давления.

Не путать с гидроаккумуляторами

В продаже можно встретить устройства похожие внешне на расширительные баки отопления. Это гидроаккумуляторы для воды. Конструкция их также сходная, но в гидроаккумуляторах используется груша из пищевой резины в которой и содержится вода.

Производители обычно окрашивают расширительные баки отопления в красный цвет, а гидроаккумуляторы — в синий. Но это не обязательно, поэтому тип прибора нужно уточнять на месте… Расширительные баки рассчитаны на давление до 4,0 атм и на большую температуру – до +120 град. В то время как гидроаккумуляторы  – давление до 10 – 12 бар, но температура до +80 град С.

Дополнительная информация о гидравлике отопительной системы и подборе расширительного бака на видео.

Расширительный бачок для отопления своими руками закрытого и открытого типов

На чтение 10 мин Просмотров 146 Опубликовано 16.03.2015 Обновлено 01.08.2016

Как можно эффективно стабилизировать давление в системе отопления? Решение этой задачи заключается в применении комплексных мер, в том числе – установка специальных компонентов. Одним из них является расширительный бачок для системы отопления: закрытый, открытый, давление в которых должно быть стабильным при любых режимах работы.

Назначение расширительных емкостей отопления

Гравитационная система отопления с открытым расширительным баком

Прежде чем рассмотреть бачки расширительные для системы отопления нужно выяснить их назначение. Оно связано со свойством воды или аналогичного ей теплоносителя расширяться под действием температуры. В результате этого возрастает давление в системе. Его избыток должен компенсироваться.

Использование воздухоотводчика или подобной ему запорной арматуры эффективно, но имеет определенные отрицательные стороны. Главной из них является выход воды из системы, в результате чего велика вероятность образования воздушных пробок. Но как работает расширительный бачок в системе отопления при возникновении избыточного давления? Рассмотрим общий принцип работы на примере самой простой открытой модели:

• В нормальном состоянии расширительный бачок закрытого типа заполнен на 2/3;
• При возрастании объема теплоносителя уровень заполнения емкости увеличивается, тем самым стабилизируя систему;
• Как только температура воды опустится до оптимального уровня, – ее объем в системе снизится до нормального;
• Одновременно уровень теплоносителя в баке стабилизируется.

По такому же принципу работают закрытые модели. Разница заключается в конструкции – она разделена на 2 камеры. Первая подсоединяется к магистрали отопления и заполняется водой, а во второй создается давление, равное нормальному для данной системы. Причем обе камеры разделены эластичной мембраной. Как только объем теплоносителя в трубах превышает критический – давление в расширительном бачке отопления компенсирует этот процесс путем смещения мембраны. Таким способом временно увеличивается фактический объем отопления.

Для системы с принудительной циркуляцией запрещено ставить расширительный бак открытого типа. Он не сможет обеспечить требуемую герметичность.

Расширительный бак открытого типа

Расширительный бак для гравитационной системы отопления

Самой простой разновидностью являются открытые модели. В большинстве случаев они представляют собой негерметичную емкость, устанавливаемую в самой верхней точке системы. Это важный момент, так как расположение расширительного бачка в системе отопления напрямую влияет на функциональные и эксплуатационные качества.

Основной принцип работы расширительного бачка в системе отопления гравитационного типа заключается в компенсации теплового расширения теплоносителя. Этот элемент можно изготовить самостоятельно, либо приобрести заводскую модель. Важными эксплуатационными параметрами для бака открытого типа являются:

• Устойчивость материала изготовления к постоянному воздействию воды и резким перепадам температур. Лучше всего себя зарекомендовали изделия из нержавеющей стали;
• Правильно рассчитанный объем, напрямую зависящий от количества воды в системе;
• Невозможность изменения месторасположения. Это обусловлено конструкцией.

Усовершенствованный открытый расширительный бак

До того как установить расширительный бачок в системе отопления открытого типа нужно ознакомиться с его преимуществами. Главным из них является доступная стоимость и простой монтаж. Помимо традиционной схемы можно сделать небольшую модернизацию. Для этого кроме патрубков соединения к магистрали монтируются дополнительные – контролирующий минимальный уровень жидкости и соединенный с трубой подпитки для пополнения системы.

Одним из недостатков такой конструкции является постоянное испарение теплоносителя из системы. На первый взгляд, это показатель незначителен, но если установка расширительного бачка отопления была выполнена на неотапливаемом чердаке – разность температур воздуха и теплоносителя пагубно скажется на КПД системы.

Выход из подобной ситуации – утепление стенок емкости и установка верхней крышки с плотным прилеганием. В таком случае скорость испарения воды значительно снизиться, а внешние факторы не будут влиять на температурный режим работы.

Для того чтобы сделать расширительный бачок для отопления своими руками можно подобрать соответствующую емкость и установить в нее соединительные патрубки.

Не рекомендуется монтировать пластиковые емкости, так как в большинстве случаев они не рассчитаны на высокое температурное воздействие. Оптимальный вариант – герметичная конструкция из оцинкованного металла.

Расширительный бак закрытого типа

Расширительный бак отопления закрытого типа

Намного сложнее выбрать расширительный бачок закрытого типа. Это объясняется повышенными требованиями к конструкции, так как она рассчитана для эксплуатации в системах с повышенным уровнем давления.

Роль расширительного бачка в системе отопления более существенна, чем для открытых моделей. В процессе работы циркуляционного насоса в совокупности с температурными колебаниями возникают скачки давления. Изменяя свое месторасположение, эластичная мембрана бачков расширительных для системы отопления стабилизирует давление до нужного уровня.

Важно учесть следующие особенности конструкции и ее эксплуатации:

• Правильно рассчитанный объем расширительного бачка закрытого типа. Для этого необходимо воспользоваться рекомендованной методикой;
• Вид мембраны – баллонная или диафрагменная;
• Возможность установки манометра вместе с клапаном сброса давления в воздушной камере. Это необходимо для резкого уменьшения давления в системе отопления.

Но как будет работать расширительный бачок в системе отопления, если его параметры не соответствуют требованиям? В этом случае он просто не будет выполнять своих функций.

Замена мембраны

Виды закрытых расширительных баков для отопления

При выборе нужно обратить внимание на конструкционные особенности определенной модели. Так как сделать расширительный бак для отопления своими руками затруднительно – лучше всего приобрети уже готовый заводской. Важным моментом является возможность установки новой мембраны. Периодическое воздействие давления в расширительном бачке отопления со временем может привести ее в негодность – потеряется эластичность либо герметичность.

В таком случае нужно выполнить замену мембраны. Лучше всего изначально приобрести конструкцию с фланцевым креплением. Их корпус не монолитный, а состоит из 2-х частей, соединенных между собой с помощью фланца. Демонтировав этот элемент можно заменить дефектную мембрану на новую. Узнав основные принципы работы расширительного бачка в системе отопления, нужно придерживаться следующего порядка работ:

• На соединительном патрубке бака с системой отопления обязательно должна быть установлена запорная арматура. Перекрывается доступ теплоносителя в водяную камеру;
• Во время демонтажа из водяной камеры польется теплоноситель – нужно заранее подготовить емкость для его сбора;
• Активируется клапан сброса давления на воздушной камере.

Дальнейшие действия зависят от модели расширительного бака.

Даже в небольшой системе отопления роль расширительного бака важна. Для автономной схемы можно использовать небольшие емкости с горизонтальным или вертикальным монтажом.

Расширительный бак своими руками

Чертеж открытого расширительного бака

Можно ли и как сделать расширительный бачок для отопления? В силу сложности конструкции закрытого типа в домашних условиях ее изготовить затруднительно. Поэтому рассмотрим технологию и порядок действий для сварки открытой емкости для отопления.

В качестве материала изготовления лучше всего выбрать листы нержавеющего железа. Однако могут возникнуть трудности с их сваркой. Поэтому для производства расширительного бачка для отопления только своими руками чаще всего используют оцинкованный металл. Толщина листов обычно составляет от 0,8 до 1,5 мм.

Объем конструкции должен составлять 5% от общего количества воды в системе. Также нужно учитывать степень расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 0,3% на каждые 10°, т.е. если общий объем теплоносителя составляет 300 л, то вместимость расширительного бака должна быть не менее 15 л. Исходя из этих данных, определяются габариты будущей конструкции.

Для того чтобы сделать расширительный бак для отопления самостоятельно нужно выполнить следующие действия:

• Составить чертеж с учетом рассчитанного объема емкости;
• С помощью «болгарки» вырезать из листов заготовки. Нужно помнить, что при формировании сварочных швов фактические размеры бака будут меньше;
• Вырезаются отверстия для последующей сварки патрубков, выполняется их монтаж;
• Соединение стенок конструкции, проверка герметичности.

Для защиты от попадания мусора и предотвращения испарения теплоносителя рекомендуется установить верхнюю крышку. С ее помощью можно осуществлять ревизию расширительного бачка открытого типа.

Установку самодельного расширительного бачка отопления можно делать только после монтажа всей системы. В противном случае велика вероятность несостыковки патрубков.

Расчет мембранного бака

Коэффициенты заполнения расширительного бака

Перед тем как установить расширительный бачок с мембраной в системе отопления нужно выполнить расчет его объема. Простая схема для отрытой емкости в данном случае не подходит. Для этого нужно воспользоваться другой методикой.

Определяющим параметром будет коэффициент заполнения расширительного бака закрытого типа. Сначала нужно вычислить максимальный объем расширения воды в системе по следующей формуле:

Где Е — Коэффициент теплового расширения, С — Общий объем теплоносителя в системе, Рмин — Начальное давление в системе, Рмакс — Максимально допустимая величина давления, Кзап — Коэффициент заполнения бака при различных значениях давления. Данные берутся из таблицы.

Значения давления должны быть точными. В противном случае, независимо от расположения расширительного бачка в системе отопления, он не будет выполнять своих функций или быстро выйдет из строя. Рекомендуется к получившимся расчетным показателям прибавить 5% для запаса. Он может потребоваться при установке дополнительных секций радиаторов в системе и увеличения общего объема теплоносителя.

Перед приобретением мембранного бака нужно ознакомиться с инструкцией от производителя. В ней указаны особенности выбора и монтажа для этой модели.

Монтаж расширительного бака

После проведения просчетов можно приступать к установке расширительного бачка отопления. Важно правильно выбрать его месторасположение на общей схеме. Это напрямую зависит от типа системы – гравитационная или с принудительной циркуляцией. Несмотря на то, что роль расширительного бачка в отоплении останется неизменной – некорректный монтаж может привести к сбоям в работе.

Открытая конструкция

Схема установки открытого расширительного бака

Установка расширительного бака открытого вида осуществляется в самой верхней точке системы.

Некоторые специалисты рекомендуют его монтаж сразу после разгонной вертикальной магистрали. При добавлении воды в систему через расширительный бак вероятность обратного хода уменьшается. Также в этом месте схемы обычно самая высокая температура теплоносителя и соответственно – его расширение. Можно также осуществить подключение к обратной трубе. Но тогда работа расширительного бачка в системе отопления будет менее эффективна.

Перед установкой рекомендуем ознакомиться с общими правилами и советами:

• Допускаются небольшие отклонения по горизонтали и вертикали конструкции. Но они не должны превышать 2-3°;
• Утепление можно сделать с помощью базальтовой ваты. Она не боится влажности, а самое главное – высоких температур;
• При критическом превышении давления внутри расширительного бачка отопления часть жидкости может через верхнюю крышку попасть на пол чердака. Рекомендуется в этом месте сделать улучшенную гидроизоляцию пола.

Плановый осмотр состояния бака можно делать 2 раза в месяц при постоянной работе отопления и обязательно перед первым запуском системы.

Мембранный бак

Схема установки мембранного расширительного бака

Установка мембранного расширительного бачка в системы отопления осуществляется только на обратную трубу перед циркуляционным насосом.

Обязательным условием является соблюдение температурного режима в помещении. Уровень нагрева воздуха не должен быть менее +5°С. Монтажу не должны препятствовать посторонние предметы. Это же касается и обслуживания конструкции.

Корректная установка расширительного бачка в систему отопления заключается в соблюдении его уровня. Конструкция должна стоять строго вертикально. Даже небольшой наклон может стать причиной неправильной работы. Для безопасности обслуживания на воздушную камеру следует поставить воздушный клапан для быстрого снижения давления в ней в случае возникновения аварийной ситуации.

Нужно помнить, что расположение расширительного бачка в отопительной системе должно быть не только корректным в техническом плане, но и удобным для его обслуживания.

Принципиальное отличие работы расширительного бачка в системе отопления закрытого типа заключается в возможности его быстрого демонтажа. Поэтому рекомендуется установить 2 отсекающих крана во время установки — один на подводящий патрубок к системе отопления, а второй – на водяную камеру бака. Перекрыв их, можно быстро демонтировать емкость для выполнения ее ремонта или установки новой.

В видеоматериале представлены особенности конструкции расширительных баков и их роль в работе системы отопления:

Монтаж расширительного бака системы отопления

Для эффективной и бесперебойной работы системы отопления необходимо предусмотреть перепады давления, которые возникают в трубах при изменении температуры воды. Расширительный бак служит для временного сброса лишней жидкости. В зависимости от вида системы отопления используют различные типы расширительных баков. К каждому из них предъявляются отдельные требования по монтажу.

Монтаж расширительного бака отопления открытого типа

Система отопления открытого типа предполагает возможность доливать теплоноситель во время эксплуатации. То есть происходит постоянный контакт внутренних поверхностей с кислородом, из-за чего металл быстрее окисляется.

В открытой отопительной системе конструкция расширительного бака является достаточно простой. Она представляет собой открытую металлическую емкость. По мере нагревания воды (или другого теплоносителя), её излишки перемещаются в бак, а при остывании снова возвращаются в трубопровод.

Для нормальной работы системы расширительный бак следует устанавливать в наивысшей точке. Рекомендуется использовать для этих целей чердак, так как гармонично вписать изделие в дизайн помещения не всегда удобно. Чтобы уменьшить теплопотери, бак необходимо покрыть слоем теплоизоляции. 

Установка расширительного бака открытого типа кажется относительно простой, поэтому многие владельцы домов стремятся осуществить её самостоятельно. Но даже в самом простом деле необходим опыт и знание базовых правил. При их отсутствии лучше довериться специалистам в сфере монтажа отопления.

Монтаж расширительного бака отопления закрытого типа

Закрытая система отопления имеет ряд преимуществ, поэтому в последние годы ей отдают предпочтение большинство домовладельцев. Особенностью такого типа отопления является герметичность всех элементов цепи. Это избавляет от коррозии и испарения теплоносителя.

Чтобы компенсировать перепады давления также используется расширительный бак, но его конструкция более сложная. Он представляет собой герметичную емкость, разделенную гибкой мембраной на два отсека. Когда нижняя часть заполняется жидкостью, мембрана поднимается, сжимая газ в верхней части. Из этого следует, что даже при максимальном давлении мембранный расширительный бак заполняется жидкостью не полностью. То есть для большого дома понадобится достаточно габаритное изделие.

В отличие от открытой отопительной системы, мембранный бак можно устанавливать на любом уровне относительно пола. Чаще всего для этого используют помещение, выделенное под котельную или подвал.

Ошибки, допускаемые при монтаже расширительных баков системы отопления

Качественный монтаж элементов системы отопления имеет такое же значение, как и качество используемых материалов. Допустив ошибку при установке, легко испортить самое надежное оборудование. Рассмотрим основные ошибки при монтаже расширительного бака, усложняющие работу системы отопления:

• 
  Неверный расчет размера расширительного бака. Недостаток объема приведет к повышению давления в системе, вытеканию теплоносителя или выходу из строя оборудования;
• 
  Слишком большое расстояние между котлом и расширительным баком. Если между этими элементами отопительной системы расположено несколько узлов или соединений, то в самом котле возможны значительные перегрузки;
• 
  Неудобное расположение расширительного бака. Часто бак монтируется так, что свободный доступ к нему ограничен. Это сильно усложняет его обслуживание.;
• 
  Отсутствие кранов возле закрытого бака. В случае выхода из строя конструкции придется полностью сливать теплоноситель со всей системы. При наличии кранов этого делать не нужно.;
• 
  Некачественные инструменты и материалы. Недостаток или плохое качество инструментов, запорных механизмов, прокладок и других элементов, используемых при монтаже расширительного бака, снизит качество работы оборудования.

Монтаж мембранного расширительного бака в системе отопления

Качественный монтаж мембранного бака, произведенный нашими специалистами:

Система отопления проектируется и устанавливается на длительный срок, и любые ошибки скажутся на комфорте проживания и затратах на обогрев дома. Поэтому при отсутствии уверенности в собственных силах и опыта следует доверить монтаж всей системы и расширительного бака профессионалам. Специалисты компании «Техносистемы» не только качественно выполнят все работы, но и осуществят последующее гарантийное и послегарантийное обслуживание.

У нас очень демократичные цены на монтаж расширительного бака в систему отопления. Убедитесь сами!

Виды и назначения расширительного бака. Расширительный бак для отопления статьи. Виды и назначение гидроаккумуляторов. АКВА-ДІМ

ГИДРОАККУМУЛЯТОРЫ — РАСШИРИТЕЛЬНЫЕ БАКИ.

Расширительный бак для отопления — назначение и состав.

Неотъемлемой частью системы индивидуального отопления есть специальная емкость, с помощью которой в процессе нагрева гасится повышения давления воды в сети. Эта емкость — и есть расширительный бак для отопления, она выглядит как корпус из металла с резиновой внутренней мембраной.

Разновидности баков зависят от их конструкции: промышленность предлагает как открытые, так и закрытые мембранные модели.
Баки открытого типа на сегодняшний день считаются технически устаревшими и применяются редко.

Баки закрытого типа могут содержать внутри мембрану по типу диафрагмы или мембрану в виде баллона.
Первый вариант в основном используется в небольших баках, а второй — в больших. Баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные не подлежат замене.

Расширительный бак для отопления — схема установки в открытой и закрытой системах.

Что такое расширительный бачок и для чего он нужен? Само его название подсказывает: для расширения.

При фиксированной массе теплоносителя в контуре отопления и трубах, эластичность которых стремится к нулю, с изменением температуры теплоносителя неизбежно будет меняться давление в системе. Тепловое расширение, помните?

Вода или любой другой теплоноситель, нагреваясь, расширяются. Как только усилия превысит прочность трубы или радиатора на разрыв… Бум!

Причина возможной аварии — в том, что вода меняет свой объем при нагревании, остается практически несжимаемой. Отсюда же и такое понятие, как гидроудар: упругие взаимодействия в жидкой среде, упрощенно говоря, отсутствует.

Очевидное решение — создать в системе резервуар с легкосжимаемой субстанцией — воздухом. При увеличении объема воды при наличии такого резервуара давление вырастет незначительно.

Полезно: чтобы кислород из воздушного резервуара не способствовал коррозии труб, растворяясь в воде, в бачках для закрытых систем он отделен от воды резиновой мембраной.

Однако мы описали только одну из функций расширительного бака. Кроме закрытых систем отопления частных домов с фиксированными объемами и контура, и теплоносителя в нем, расширительный бак можно обнаружить:

— В открытых системах, контактирующих с атмосферным воздухом.

— В системах централизованного отопления с верхним розливом.

Случай, если расширительный бак находится на чердаке и соединяется непосредственно с подающим трубопроводом домовой системы отопления. В обоих описанных случаях монтаж расширительного бака отопления нужен для того, чтобы избавиться от воздушных пробок. Перепад между двумя нитями в случае центрального отопления — всего лишь около двух метров. В системах отопления частных домов с естественной циркуляцией — и того меньше.

Вариант, при котором перепад напора воды никак не может выдавить воздушную пробку из верхней части отопительной системы. Отсюда простое решение: поставить какую-то емкость для сбора воздуха там, где он будет накапливаться, и при запуске системы стравливать его. В случае открытой системы, конечно, какие-то активные действия не нужны.

Весь воздух в системе будет вытеснен вверх и попадет в расширительный бак. В открытой системе он тут же воссоединится с атмосферой. В закрытой — будет ждать, пока владелец дома откроет воздушный кран.

Как и где ставить расширительный бак.

Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Где там инструкция по установке расширительного бачка?

ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА. В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл. Открытая система отопления представляет собой, по сути, один большой сосуд сложной формы со специфическими конвекционными потоками в нем. Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:

1. Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком.

2. Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они бросятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.

Выводы очевидны:

Установка расширительного бака отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке. Чаще всего — наверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хотя вам и придется их проектировать) — в верхней точке разлива на чердаке. Сам бачок для открытой системы не требует запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора). Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся. Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.

Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в его люк можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обыкновенным ведром.

ЗАКРЫТАЯ СИСТЕМА.

Здесь и к выбору стороны, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно. Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах. Монтаж расширительного бака системы отопления оптимальный в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарного, где в отопительной системе минимум завихрений. Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке разлива перед циркуляционным насосом. При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и тушить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравить через воздушные краны.

Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.

Баки в заводской комплектации иногда обеспечиваются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление. Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.

Электрические и газовые котлы с электронными термостатами часто поставляются со встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.

Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве. В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.

Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.

Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяет отопления с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшие золотником предохранительного клапана, к сожалению, не так уж редка.

Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.

Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с ней на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.

Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном. Внимание! На фото насос под электрокотлом расположен НЕПРАВИЛЬНО! Ось вращения крыльчатки насоса должна быть параллельна полу.

ШТАТНОЕ МЕСТО В СИСТЕМЕ.

Устройство расширительного бака системы отопления с грушевидной мембраной, устройство расширительного бака. Расширительный бачок для отопления открытого типа рекомендуется монтировать в самой верхней точке здания — на крыше дома или на его чердаке. Бак при этом утепляется изоляционными материалами, чтобы вода в нем не замерзала и соединяется с обратным трубопроводом, чтобы не допустить закипания.

В случае переполнения предусмотрен сброс воды из бака в канализацию. Мембранный расширительный бак для отопления монтируется для удобства обслуживания рядом с отопительным котлом. Необходимые условия: соединение с обратным трубопроводом во избежание вскипания воды, а также манометр и клапан для ручного регулирования давления. Особое внимание уделяется качественному креплению, поскольку масса бака после наполнения водой сильно растет.

ВАЖНЫЕ РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ.

Для расширительных устройств наиболее информативными являются максимальные значения рабочей температуры и рабочего давления. По данным производителя, в современных баках температура носителя может достигать + 120 градусов. Рабочее давление в расширительном бачке отопления поддерживается от 2 до 4 бар в обычном режиме и 6-10 бар на пиковых значениях.

Для закрытых баков определяющий элемент — это мембрана, а точнее — материал, из которого она сделана.

Она должна иметь термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью.

Выбирая бачок, следует ознакомиться со следующими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Полезная информация по продукции разного типа назначения >>

Мембранный расширительный бак системы отопления

Расширительный бак — очень важный элемент в системе отопления. С его помощью предотвращается повышение давления в отопительной системе, когда она нагревается. Баки могут быть открытого и закрытого типа. Открытые баки имеют ряд недостатков, которых нет в мембранных. Они громоздки, имеют большую потерю тепла, не работаю под большим давлением. Мембранные баки более совершенны, и у них нет тех недостатков, которые есть у открытых.

Что такое мембранный расширительный бак

Расширительный бак — немаловажный элемент в отоплении, потому что он предотвращает закипание теплоносителя, что может привести к плохим последствиям.

Такие баки могут использоваться в разных системах:

• с тепловыми насосами и солнечными коллекторами;
• с автономным источником тепла;
• подключенных к сети центрального теплоснабжения по независимой схеме;
• с замкнутыми контурами.

Мембранные баки регулируют давление в системе отопления в случае его повышения и при перепадах давления, что предотвращает чрезвычайные опасные ситуации и раз разе неисправности отопительных систем.

Расширительный мембранный бак может быть с фиксированной и заменяемой перегородкой. Первые, сделанные с внутренней полостью, поделенной на две части надежно зафиксированной мембранной, которая находится по периметру сечения.

Баки с заменяемой перегородкой отличаются от фиксированных тем, что теплоноситель находится в мембранной емкости и не вступает в контакт со стальной поверхностью. Монтаж и демонтаж мембраны достаточно прост, через фланец, который крепится болтами.

Совет. Устанавливая мембранный бак, необходимо надежно его прикрепить, потому что во время работы, масса бака увеличивается.

Преимущества мембранных расширительных баков

Расширительные баки обладают огромным количеством преимуществ:

• не загрязняют воду;
• низкие расходы при эксплуатации;
• легкий монтаж;
• безопасность, надежность;
• установка в любой части дома;
• невозможность выливания воды из бака;
• отсутствие потерь тепла;
• минимальная подача воздуха;
• мембраны из натуральной резины и бутила могут применяться в питьевом водоснабжении;
• применяются при любом типе воды;
• удобны в использовании;
• радиатор и котел из-за отсутствия контакта воды и воздуха служат дольше, чем обычно.

Расширительные мембранные баки используются в закрытых отопительных системах и обеспечивают надежную работу котла.

Совет. Выбирая мембранный бак, следует отдать предпочтению бакам закрытого типа, которые значительно лучше открытых.

Конструкция расширительного мембранного бака

Мембранный расширительный бак — плоский или баллонный металлический корпус, внутри разделенный мембранной из резины. В одной части находится воздух или газ, который сжимается до определенного необходимого уровня. Уровень сжатия воздуха, можно найти в паспорте. Другая часть бака в рабочем состоянии будет наполняться водой и благодаря этому уровень сжатия газа будет таким же, как и во всей системе отопления. Компрессор в баке поддерживает давление в воздушной камере.

Одним из самых важных элементом мембранного расширительного бака является мембрана, которая может быть двух типов:

• баллонного;
• диафрагменного.

Диафрагменный применяются в баках с маленьким объемом и их невозможно заменить. Баллонные можно легко заменить в случае необходимости и такой тип расширительного бака более надежный из-за того, что вода находится в мембране и не прикасается к корпусу бака.

Совет. Выбирая мембранный расширительный бак, необходимо уделить внимание материалу, из которого сделанная мембрана.

Выбор мембранного бака

В отопительных системах нагрузка мембраны, как и расширение воды, меняется не очень значительно, но температура нагрева жидкости может быть примерно 90 °C.

Выбирая расширительный мембранный бак, особое внимание нужно уделить материалу, из которого изготовлена мембрана. Материал должен быть качественным, надежным и устойчивым к высоким температурам и перепадам.

Также следует обратить внимание на такие характеристики мембраны:

• диапазон рабочих температур;
• длительный срок службы;
• санитарные и гигиеничные требования;
• устойчивость к воздействию высоких температур;
• динамичность.

Совет. Выбирая расширительный мембранный бак, необходимо подбирать баки с прочным и надежным корпусом, чтобы он прослужил дольше.

Расчет объема расширительного мембранного бака

Для того чтобы определить объем расширительного мембранного бака, нужно определиться с суммарным объемом отопительной системы, который складывается из нескольких объемов:

• трубопровода;
• отопительного прибора;
• котла.

Самый простой способ определения нужного объема бака, это вычислить 10% от суммарного объема системы отопления. Если он составляет 500 литров, то понадобится бак с объемом 50 литров.

Если объем расширительного мембранного бака будет меньше чем нужно, то это приведет к плохим последствиям. Начнут появляться трещины, будет утечка горячей воды через резьбу, да и сам бак может очень быстро испортиться и его придется менять.

Мембранный бак подбирается индивидуально для каждой системы отопления.

Совет. Если в замкнутую отопительную систему поставить предохраняющие клапаны, то можно избежать повышения давления и защитить всю систему.

Установка расширительного мембранного бака

Для установки и подключения мембранного бака к отопительной системе понадобится умение и знания. За установку бака не следует браться самостоятельно, если нет уверенности, что все будет правильно сделано.

Для установки понадобится:

• ступенчатый ключ;
• газовый ключ;
• трубы пластиковые;
• разводной ключ.

Устанавливая мембранный расширительный бак в систему отопления, нужно очень тщательно и внимательно проверять герметичность соединений.

Расширительный бак должен быть герметичным, его нельзя разбирать, открывать, он просто подсоединяется к трубопроводу, который находится ближе всего к котлу. Также для предотвращения повышения давления необходимо установить предохранительные устройства.

Устанавливая бак, необходимо учесть несколько правил:

• устанавливать мембранный бак до разветвления;
• в комнате должна быть постоянно температура выше 0;
• место крепления бака может получать огромную нагрузку, поэтому оно должно быть несущим;
• перепроверить расчеты перед установкой;
• Если объем бака больше 30 литров, то он не крепится к стене, а ставится на ножки;
• На выходе бака, следует установить манометр для контролирования давления, а на входе — обратный клапан, если нет насоса.

Совет. Для того чтобы продлить срок службы отопительных систем, не нужно использовать воду с кислородными примесями и агрессивные газы.

Возможные поломки

Самой распространенной поломкой мембранного расширительного бака считается разрыв мембраны в случае превышения допустимого давления и неравномерные нагрузки. Сменные мембраны рвутся намного чаще запрессованных, потому что для вторых, используются более прочные материалы, поскольку их можно в любой момент поменять, а вот запрессованные нет.

Из-за разрыва мембраны, если ее не заменить, бак со временем приходит в негодность, потому что вода попадает на внутреннюю поверхность бака и он под воздействием коррозии становится негодным.

На качество и надежность мембранного расширительного бака влияет также выбор материала, из которого его сделано. Качественный материал будет стоить намного дороже.

Мембранные расширительные баки — важная часть системы отопления, потому что именно благодаря им возможен контроль над давлением в отопительной системе. Чтобы выбрать бак, необходимо учитывать индивидуальные особенности системы и подбирать под нее.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Расширительные баки для систем холодного и горячего водоснабжения

Расширение — резервуары HVAC

Wessels производит расширительные баки трех конструкций: компрессионные, баллонные и диафрагменные. У каждого стиля резервуара есть модели, которые имеют кодировку ASME или Non-ASME. Размеры резервуаров варьируются от 2 до 10 000 галлонов. Большинство сосудов под давлением Wessels спроектированы с использованием сосуда с предварительным давлением с внутренним баллоном или диафрагмой для управления жидкостями под давлением. Большинство продуктов Wessels представляют собой стандартные модели по каталогу с более чем 6000 резервуаров на складе для быстрой отгрузки.Резервуары по индивидуальному заказу производятся по спецификациям заказчика для высокого давления и / или из специальных материалов для тяжелых условий эксплуатации.

Что такое расширительные баки?

Расширительные баки требуются в системе отопления или кондиционирования с охлажденной водой с замкнутым контуром для поглощения расширяющейся жидкости и ограничения давления в системе отопления или охлаждения. Бак надлежащего размера будет учитывать расширение жидкости в системе во время цикла нагрева или охлаждения, не позволяя системе превышать критические пределы давления.В расширительном баке сжатый воздух используется для поддержания давления в системе, принимая и удаляя изменяющийся объем воды по мере ее нагрева и охлаждения.

Некоторые конструкции резервуаров включают диафрагму или баллон для изоляции расширенной воды от воздушной подушки, регулирующей давление. Когда вода расширяется, она содержится в баллоне, чтобы предотвратить коррозию резервуара и потенциал заболачивания. Воздушная подушка для регулирования давления предварительно заряжается на заводе и может быть отрегулирована в полевых условиях для соответствия критическим системным требованиям.Такая конструкция и принцип действия расширительного бака этого типа позволяет проектировщику или инженеру уменьшить размер бака до 80%.

Компрессионные баки предназначены для поглощения сил расширения и регулирования давления в системах отопления / охлаждения. Этот бак является старейшим типом, который использовался в этих системах. Это хорошо работает, когда воздух контролируется и хранится в резервуаре, а не в системе.

Узнать больше

Разделитель

Съемные расширительные баки с баллонами предназначены для использования в системах водяного отопления / охлаждения для поглощения силы расширения, возникающей в результате изменений температуры нагревающей / охлаждающей жидкости.

Узнать больше

Разделитель

Мембранный бак был разработан для отделения воздушной подушки системы от воды в системе. Переувлажнение резервуара не может произойти, так как воздух удерживается между стенкой резервуара и внешней стороной баллона, помещенного внутри резервуара, в то время как системная вода содержится внутри баллона.

Узнать больше

Конструкция расширительного бака системы теплоносителя

Написано webfoot 29 марта 2018 г. .Размещено в HTF.

Роберт А. Дамиани, технический директор Radco Industries

Важным компонентом тепловых систем, использующих жидкие теплоносители, является расширительный бак. Для этого типа тепловой системы требуется расширительный бак по двум причинам. Во-первых, расширительный бак служит безопасным выходом для увеличения объема теплоносителя из-за теплового расширения.Во-вторых, расширительный бак обеспечивает механизм для удаления воды, неконденсируемых веществ, побочных продуктов разложения и захваченного воздуха во время запуска и работы. Не меньшую озабоченность в тепловых системах, работающих при 300 ° F или выше, вызывает конструкция, которая будет поддерживать температуру границы раздела теплоноситель / атмосфера ниже 300 ° F для минимизации окисления жидкости.

В жидкофазных тепловых системах существует три типа конструкций расширительных баков:

1. Забитые танки
2. Цистерны с прямыми опорами
3. Проточные (или «пульсирующие» резервуары) Конструкции расширительных резервуаров по существу представляют собой резервуары, служащие приемником теплоносителя от пользователя, при этом основной циркуляционный насос отбирает теплоноситель со дна резервуара для возврата в нагреватель.Эта конструкция не обеспечивает защиты от окисления и фактически увеличивает окисление из-за аэрации теплоносителя в самом резервуаре. Это плохая конструкция для длительного использования теплоносителя, но она обеспечивает отличные возможности вентиляции тепловой системы во время запуска и продолжительной работы. Бак с перегородками имеет три камеры или перегородки. По мере нагрева теплоносителя расширение жидкости происходит из первой камеры во вторую, а затем в основной резервуар. В расширительном баке надлежащего размера, когда тепловая система должным образом заполнена холодным теплоносителем, в главной перегородке будет значительный уровень жидкости.При такой конструкции теплоноситель в главной перегородке редко, если вообще когда-либо, смешивается с горячей жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы из-за присущих системе давлений жидкости. Жидкость в основной перегородке значительно холоднее, чем в других перегородках, образуя тепловой покров над текучей средой в контуре теплопередачи первичной тепловой системы, существенно снижая деградацию теплоносителя из-за окисления.

Как правило, в жидкофазных тепловых системах объем расширительного бака должен составлять приблизительно 26% — 30% от общего расчетного объема теплоносителя в тепловой системе.Расширительный бак надлежащего размера должен быть примерно на 1/4 от наполнения при пусковых температурах и на 3/4 при рабочих температурах. По мере того, как тепловая система доводится до рабочей температуры, конструкция с прямыми ножками позволяет расширенному теплоносителю поступать непосредственно в дно. основного расширительного бака с помощью трубы малого диаметра в обход проточных клапанов под расширительным баком на стороне всасывания насоса. Поскольку расширительный бак расположен в самой высокой точке тепловой системы, основная часть теплового жидкость будет течь прямо в нагреватель.Подобное внутреннее давление жидкости, наблюдаемое в резервуаре с перегородками, препятствует свободному смешиванию теплоносителя в расширительном резервуаре с жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы. Этот тип конструкции не обеспечивает такой же защиты от окисления, как конструкция с перегородками, и, в зависимости от температуры системы, может потребоваться подушка инертного газа. Превосходная вентиляция тепловой системы может быть достигнута путем настройки перепускного клапана бака главной линии для прохождения через расширительный бак.

10 деталей для расширительных баков

Вода в жидком состоянии, как почти все физические материалы, увеличивается в объеме при нагревании и уменьшается при охлаждении.Эти действия происходят на молекулярном уровне. Хотя может показаться, что при нагревании определенного объема воды «создается» больше воды, это не так. Присутствует столько же молекул, просто они занимают больше места.

Поскольку молекулы воды очень малы, можно предположить, что тепловое расширение — это «слабый» эффект. Однако это предположение ошибочно. Любая попытка ограничить расширение молекул будет встречена огромными силами. Если бы прочный металлический контейнер, такой как гидравлическая система трубопроводов, был полностью заполнен жидкой водой, изолирован от атмосферы и нагрет, давление в нем резко возрастет.Если дать возможность увеличиться при дальнейшем нагревании, контейнер в конечном итоге лопнет, в некоторых случаях сильно. Вот почему все гидравлические системы с обратной связью должны иметь предохранительный клапан.

Поскольку мы не можем механически «подавить» расширение воды, мы должны учитывать это. Нам нужно дать ему что-то «оттолкнуться» при нагревании.

Это что-то, что представляет собой заранее определенный объем воздуха, который остается в замкнутой гидравлической системе. Емкость для этого воздуха называется расширительным баком.

По мере того, как вода в системе расширяется, она отталкивается от воздуха в резервуаре, вызывая его сжатие. Когда вода охлаждается и сжимается, воздух снова расширяется.

Сегодня в наиболее часто используемых расширительных баках используется очень гибкая диафрагма из бутилкаучука или EPDM для полного разделения воздуха и воды внутри бака. Эта диафрагма прилегает к внутренней поверхности резервуара, когда на стороне воздуха находится давление (Рисунок 1).

Рисунок 1

Когда вода в системе нагревается, увеличенный объем перемещается в бак.Диафрагма движется к воздушной камере. Давление воздуха в баке увеличивается, как и давление воды в системе. Однако при правильном размере резервуара увеличение будет небольшим и недостаточным для открытия клапана сброса давления.

Мембранные расширительные баки можно подобрать по размерам с помощью таблиц или программного обеспечения. Подробная процедура определения размеров расширительных баков мембранного типа приведена в ссылке № 1 в конце этой статьи.

Сведения о деталях

Существует несколько деталей конструкции и установки, которые следует использовать для правильного включения расширительного бака в гидравлическую систему с обратной связью.

Деталь 1: Всегда проверяйте, подсоединяется ли расширительный бак к системе близко к впускной стороне циркуляционного насоса системы. Эта концепция была правильно применена несколько десятилетий назад, но затем постепенно исчезла из практики, поскольку другие «удобства» установки, похоже, стали приоритетными.

Отсутствие внимания к этой детали часто является причиной хронического попадания воздуха в гидравлические системы. Опытные специалисты по гидронике попросили починить системы, требующие частой продувки воздухом, чтобы проверить расположение расширительного бака относительно входа в циркуляционный насос как одну из вероятных причин проблемы.

Мне были известны системы, которые страдали хроническими проблемами с воздухом, но были мгновенно «вылечены» путем изменения положения точки соединения расширительного бачка рядом с входным отверстием циркуляционного насоса.
Точка, где расширительный бак соединяется с системой трубопроводов, является единственным местом в системе, где давление не изменяется во время работы циркуляционного насоса. Это позволяет добавить дифференциальное давление, создаваемое циркуляционным насосом, к статическому давлению в системе. Повышенное давление в системе помогает защитить циркуляционный насос от кавитации и часто позволяет работать тише.Это также увеличивает способность вентиляционных отверстий выводить воздух из системы. На Рисунке 2 (ниже) показано допустимое размещение резервуара.

Рисунок 2

Деталь 2: Расширительные баки мембранного типа всегда лучше устанавливать вертикально, так чтобы трубопроводное соединение находилось сверху. Это снижает нагрузку на соединение резервуара по сравнению с горизонтальной установкой. Это также предотвращает попадание воздуха в трубопроводе со стороны воды расширительного бака при первом заполнении системы.Последнее может произойти, когда бак установлен вертикально, но с подключением снизу.

Деталь 3: Срок службы расширительного бака зависит от рабочей температуры системы, давления, химического состава жидкости и содержания кислорода. Чем выше рабочая температура и чем выше доступность растворенного кислорода в воде системы, тем короче ожидаемый срок службы резервуара.

Когда резервуар выходит из строя из-за разрыва диафрагмы или коррозии, его относительно легко заменить, ЕСЛИ установщик предоставил запорный клапан между резервуаром и местом его подключения к системе.Без этого клапана вам, возможно, придется слить галлоны из системы только для того, чтобы отвинтить вышедший из строя резервуар и ввинтить новый.

Предлагаю шаровой кран для перекрытия расширительных баков. После первого ввода системы в эксплуатацию снимите ручку с этого клапана и храните ее где-нибудь в механическом помещении. Это снижает вероятность того, что кто-то может случайно закрыть клапан и, таким образом, изолировать резервуар от системы.

Деталь 4: Рассмотрите возможность увеличения размера расширительного бачка.Типовые расчеты размеров резервуара определяют минимальный объем резервуара. Можно использовать резервуар большего размера, хотя, вероятно, и более дорогой. Это снижает изменения давления в системе при изменении температуры жидкости. В системах без автоматической подпитки жидкости, таких как контур, работающий на антифризе, дополнительная жидкость в расширительном баке увеличенного размера помогает поддерживать работу вновь введенной в эксплуатацию системы при адекватном давлении, поскольку воздухоотделитель удаляет растворенный воздух из системы.

Деталь 5: Спланируйте минимальную температуру, которую может достичь жидкость.В большинстве систем водяного отопления размер расширительного бака и давление на стороне воздуха основаны на предположении, что холодная жидкость, используемая для заполнения системы, находится в диапазоне температур от 45 до 60F.

Это нормально для большинства систем отопления. Однако, когда расширительный бак используется в контуре солнечного коллектора или системе снеготаяния, раствор антифриза будет временами намного холоднее, возможно, даже ниже 0F. Если диафрагма резервуара полностью расширяется относительно стальной оболочки при температуре жидкости, возможно, 45 ° F, любое дальнейшее охлаждение жидкости, вероятно, вызовет отрицательное давление в системе и возможный приток воздуха из вентиляционного отверстия поплавкового типа. Ссылка 2 (в конце этой статьи) объясняет, как исправить эту возможность. Идея состоит в том, чтобы добавить в резервуар достаточное количество жидкости во время создания давления в контуре, чтобы диафрагма не расширялась полностью внутри резервуара до тех пор, пока вся жидкость в системе не достигнет минимально возможной температуры.

Деталь 6: Регулировка антифриза. Растворы пропилена или этиленгликоля имеют более высокий коэффициент расширения по сравнению с водой. Чем выше концентрация антифриза, тем больше требуется объем расширения.Увеличение объема воды, нагретой от 60 до 180F, составляет около 3%. Увеличение объема для 50% раствора пропиленгликоля, нагретого от 60 до 180 ° F, составляет около 4,5%. Эту более высокую скорость расширения следует учитывать при определении размеров резервуаров для таких систем, как таяние снега, солнечное тепло или другие приложения, где используются антифризы на основе гликоля.

Деталь 7: Никогда не используйте стандартный расширительный бак с кожухом из углеродистой стали в любых системах с открытым контуром, например в системах, использующих питьевую воду для передачи тепла к водяным излучателям тепла (что является плохой идеей по ряду других причин ).Повышенное содержание растворенного кислорода в воде ускоряет коррозию корпуса из углеродистой стали. Это ограничение также применяется к системам с замкнутым контуром, в которых используются небарьерные трубки из PEX или другие материалы, которые могут допускать диффузию кислорода в системе. Расширительные баки с внутренней полимерной футеровкой следует использовать в любом применении, где может присутствовать более высокий уровень растворенного кислорода.

Деталь 8: Не устанавливайте расширительные баки непосредственно под гидравлическими сепараторами. Это позволит грязи, собранной на дне сепаратора, попасть в расширительный бачок.Со временем это могло привести к выходу из строя диафрагмы. Если резервуар должен находиться рядом с гидравлическим сепаратором, лучше всего установить его на тройнике в любой трубе, соединяющейся с соединениями нижней боковой стенки на сепараторе, как показано на Рисунке 3.

Рисунок 3

Деталь 9: По возможности избегайте размещения расширительных баков в непосредственной близости от очень горячей воды. Когда оболочка резервуара нагревается, давление воздуха в резервуаре увеличивается. Это увеличивает давление в системе по сравнению с ситуацией, когда корпус резервуара более холодный, и может привести к утечке предохранительного клапана.

Рисунок 4

Деталь 10: Не оставляйте расширительный бачок уязвимым для ударов. Небольшие расширительные бачки, которые свешиваются на ½ дюйма. верхние соединения могут легко погнуться при случайном ударе. Спросите меня, откуда я это знаю…

Если резервуар необходимо установить в уязвимом месте, используйте систему обвязки, чтобы прикрепить корпус к твердой поверхности, как показано на Рисунке 4 (выше).

Расширительные баки выполняют простую, но очень необходимую функцию. Следуйте этим инструкциям, чтобы они работали должным образом.<>

Джон Зигенталер, П.Е., окончил политехнический институт Ренсселера по специальности машиностроение и имеет лицензию профессионального инженера. Он имеет более чем 35-летний опыт проектирования современных систем водяного отопления. Его последняя книга — «Отопление с использованием возобновляемых источников энергии» (см. Www.hydronicpros.com).

Ссылки:

Современное водяное отопление, 3-е изд., Джон Зигенталер, Cengage Publishing 2012, ISBN -13: 978-1-4283-3515-8
Отопление с использованием возобновляемых источников энергии, Джон Зигенталер, Cengage Publishing 2017, ISBN -13: 978 -1-2850-7560-0

Емкости для теплового расширения | Тепловой расширительный бак

Расширительные баки для питьевой воды: назначение и размер

Если вы посмотрите на водонагреватель в большом здании или даже в доме, вы можете заметить поблизости гораздо меньший резервуар. Этот небольшой резервуар представляет собой резервуар для теплового расширения. Расширительный бак в данном случае представляет собой конструкцию резервуара, позволяющую принимать дополнительный объем системы, возникающий в результате нагрева воды.Вода несжимаема и при нагревании расширяется. Если это произойдет в системе с фиксированным объемом труб и оборудования, вы быстро обнаружите самое слабое место в системе, когда вода начнет струиться через нее. (Надеюсь, это предохранительный клапан, выпускающий воду!)

Для защиты водонагревателя, труб и других компонентов системы от чрезмерного давления при нагреве воды добавлен расширительный бак. Простое устройство, это не что иное, как резервуар с пузырем (толстым баллоном) внутри.Пространство между баллоном и внутренней стенкой резервуара предварительно заполнено воздухом, чтобы точно соответствовать нейтральному давлению в системе ДО того, как вода будет нагрета. Затем, когда прикладывается тепло и давление повышается, расширенный объем воды течет внутри баллона. Воздух за пределами мочевого пузыря сжимается к стенкам резервуара, создавая подушку, необходимую для защиты остальной системы.

Как показывает практика, тепловой расширительный бак должен составлять около 10% от общего объема водонагревателя. Давайте возьмем несколько примеров:

Пример 1:

Емкость бака водонагревателя 100 галлонов

100 галлонов x 10% = расширительный бак на 10 галлонов.

Пример 2:

(2) водонагревателя на 250 галлонов = всего 500 галлонов

500 галлонов x 10% = расширительный бак на 50 галлонов

Помните, это просто практическое правило. Помимо объема водонагревателя, инженер при выборе размера и выбора расширительного бака учитывает и другие факторы, такие как температура воды на входе и выходе, а также минимальное и максимальное давление.Затем можно рассчитать объем расширения и выбрать резервуар на основе приемного объема и общего объема. В большинстве случаев размер спроектированного расширительного бачка будет меньше, чем 10% объема водонагревателя, но для целей составления бюджета / планирования эта оценка даст вам правильную оценку.

Если у вас есть вопросы о размере оборудования, водонагревателях или расширительных баках, вам следует поговорить со своим представителем-производителем, чтобы убедиться, что вы выбираете оборудование, размер которого лучше всего подходит для вашего применения.

Расширительный бак — обзор

Проектирование системы

Многие предложения в этом разделе взяты из Bollard and Manning [1]. Также обратитесь к руководствам по проектированию и установке производителей теплоносителя [3,4].

Системы теплопередачи протекают больше, чем большинство других систем, потому что фланцы и уплотнения испытывают сильные колебания температуры, а жидкости обычно выбираются из-за их свойств теплопередачи, которые включают низкую вязкость и низкое поверхностное натяжение.

Установите расширительный бачок в верхней точке системы. Рассчитайте весь объем системы и определите размер бака, чтобы обеспечить расширение не менее 30%. Размер бака должен быть равен полному при температуре окружающей среды и полному при рабочей температуре. Расчетное давление в резервуаре должно быть как минимум на 100 кПа (15 фунтов на кв. Дюйм) выше максимального ожидаемого давления паров жидкости. Лучшее место для подключения трубопровода от расширительного бака к системе — рядом со стороной всасывания циркуляционного насоса; размер этой трубы должен быть достаточно большим, чтобы пары, попадающие в систему, могли легко подниматься в резервуар.

Жидкий теплоноситель обычно не должен циркулировать через расширительный бак, потому что желательно дать возможность статической жидкости в баке остыть. Это уменьшает испарение легких фракций из жидкости. Однако во время запуска прохождение жидкости через резервуар помогает удалить уносимые пары из системы.

Спроектируйте всю систему так, чтобы обеспечить полный слив, включая сливные пробки в низких точках, вентиляционные заглушки в высоких точках и длинные наклонные участки труб.

Используйте инертный газ (обычно азот) для защиты расширительного бака.Это снижает окисление жидкого теплоносителя, которое происходит при температурах выше примерно 150 ° C, и обеспечивает давление в системе для уменьшения испарения легких компонентов жидкости. Скорость окисления увеличивается с повышением температуры.

Углеродистую сталь обычно не используют при рабочих температурах ниже — 45 ° C (- 50 ° F), поскольку ее объемно-центрированная кристаллическая структура становится хрупкой. Поскольку в стандартных реакторах из углеродистой стали, облицованных стеклом, используется этот материал, безопасное снижение температуры невозможно.Когда требуются более низкие температуры, может быть указана сталь с высоким содержанием никеля, например, 5% никелевый сплав ASTM A645. Однако более распространено использование нержавеющей стали серии 300 при низких температурах.

Центробежные насосы должны использоваться для циркуляции теплоносителя. Насосы без уплотнения с магнитной муфтой или «герметизированные» предпочтительны , если температура жидкости находится в пределах насоса. Установите сетчатый фильтр на всасывании насоса. При использовании насоса с двойным механическим уплотнением установите под насосом поддон.

Используйте сварные соединения трубопроводов в максимально возможной степени. Если требуются разъемные соединения, предпочтительны фланцы с выступом по ANSI класса 300, особенно для горячих систем, использующих органические жидкости. Это не для номинального давления, а для более близкого расстояния между отверстиями под болты и увеличения площади уплотнения по сравнению с фланцами класса 150. Затяните фланцы при температуре окружающей среды и еще раз после того, как система нагреется. Используйте спирально-навитые металлические прокладки.

Если используются фланцы класса 150, рассмотрите возможность использования более сжимаемых прокладок, таких как графитовые или графитовые эластомеры.

Изоляция не должна впитывать влагу и не впитывать влагу; рекомендуется изоляция с закрытыми порами. Небольшие утечки могут привести к насыщению абсорбирующей изоляции жидкостью; может произойти катастрофический пожар. Вероятные источники утечек, такие как фланцы, уплотнения насоса, соединения приборов и штоки клапанов, не должны быть изолированы, чтобы облегчить раннее обнаружение утечек. Для длинных сварных труб без фитингов, которые могут протекать, допускается использование изоляции с открытыми ячейками (например, стекловолокна).

Используйте воду хорошего качества для разбавления жидкостями на основе гликоля.Лучше всего использовать деионизированную или дистиллированную воду. Вода, содержащая чрезмерную жесткость или хлориды, может привести к преждевременному истощению ингибитора и увеличению скорости коррозии.

Расположение гидравлического расширительного бака в многоэтажных проектах (часть 2)

Где должен быть гидравлический расширительный бак в конструкции высотной высотной гидравлической системы? В части 1 этой статьи я определил разницу в размерах и стоимости, если резервуар находится в нижней части системы или в верхней части системы. Если инженер хочет расположить резервуар наверху системы, даже если насосы и котлы находятся внизу, как это достигается? Сегодняшний Р.Л. Деппманн Monday Morning Minutes отвечает на этот вопрос.

Давление в баке и давление холодного наполнения будет 160 фунтов на кв. Дюйм в традиционном месте расположения расширительного бака ((360 / 2.31) + 4). При комнатной температуре перед нагревом манометр на всасывании насоса будет показывать очень близкое к 160 фунтам на квадратный дюйм, независимо от того, был ли насос включен или выключен. Резервуар — это точка, в которой давление не меняется, так что это имеет смысл.

Воздухоотделитель расположен с самой горячей водой и полным потоком. Насос откачивает из точки отсутствия изменения давления или расширительного бака.Редукционный клапан давления холодного наполнения (PRV) находится рядом с расширительным баком. Соблюдаются обычные правила.

Расположение расширительного бака в верхней части системы

Расположение расширительного бака и трубопроводы:

Бак должен располагаться на обратном трубопроводе горячей воды после оконечных устройств. Он должен заканчиваться близко к верхней части возвратного стояка. Его следует прокладывать по трубопроводу по традиционным правилам, со стороны трубы с тепловым контуром.

Давление всасывания насоса:

Когда мы размещаем резервуар в верхней части системы, давление всасывания в насос будет изменяться в зависимости от скорости потока насоса.Резервуар остается точкой без изменения давления. Предположим, что давление холодной заливки в баке составляет 4 фунта на кв. Дюйм. При выключенном насосе давление всасывания будет 160 фунтов на кв. Дюйм, ((360 / 2,31) + 4). Теперь есть около 400 футов трубы, бойлер или теплообменник и воздушный сепаратор между баком и всасыванием насоса. Предположим, 4 ‘на 100’ потерь на трение и, для этого примера, 10 футов падения в котле и воздухоотделителе. Если насос выключен, давление всасывания будет 160 фунтов на кв. Дюйм. Если насос включен и работает на полном потоке, значение всасывания составит 160 минус потери на трение или около 150 фунтов на кв. Дюйм.Это не является проблемой. Это просто разница.

PRV холодного розлива:

Давление на всасывании насоса будет варьироваться в зависимости от расхода и потерь на трение в системе. Если PRV расположен рядом с воздушным сепаратором в нижней части системы, на что мне его установить? Традиционное давление холодного заполнения 160 фунтов на кв. Дюйм (изб.) Приведет к добавлению подпиточной воды в систему при работающем насосе, и давление упадет из-за потерь на трение, упомянутых выше. Давление в верхней части системы повысится, и резервуар может оказаться слишком маленьким.Это приведет к возможному открытию предохранительного клапана при полной температуре.

По этой причине, если бак расположен в верхней части системы, там также должен быть расположен редукционный клапан давления холодного наполнения.

Воздушный сепаратор:

Размещение расширительного бачка для жидкости в верхней части системы приведет к некоторому отклонению от моих правил, указанных в разделе «Расположение сепаратора воздуха в гидравлических системах». Вы можете убедить вас разместить воздушный сепаратор в верхней части системы.Он будет иметь самое низкое давление и позволит любому воздуху, поступающему из подпитки городской воды, сначала попасть в воздушный сепаратор. Это была бы не самая жаркая температура. Решающий фактор связан с потоком. Большинство систем этого типа будет иметь комплект электропитания с прямым возвратом.