Расширительный бак системы отопления — это элемент отопительного контура, основной задачей которого является приём избытка теплоносителя, возникающего в процессе нагревания всей системы отопления.
Превышение допустимых показателей давления (значения указываются производителем оборудования) грозит разрывом труб и элементов отопительного оборудования. В результате вся система выходит из строя. Применение расширительного бачка позволяет повысить эффективность функционирования сети и препятствует образованию в системе избыточного давления. Это достигается за счет увеличения общего объема системы отопления.
Типы расширительных баков для отопления
Различают два типа расширительных бачков для отопления:
- Открытые. Используются в системах, где циркуляция теплоносителя происходит естественным образом. Другими словами, жидкость перемещается «самостоятельно», за счет перепада давления.
- Закрытые. Применяются в системах, где циркуляция теплоносителя происходит за счет работы специального насоса.
Расширительный бак для отопления закрытого типа
Представляет собой закрытую емкость, в которую устанавливается эластичная мембрана. Мембрана делит расширительный бак на два участка: в одном находится воздух под давлением, в другом – избытки теплоносителя. Учитывая особенность конструкции, в народе расширительный бак для закрытой системы отопления зачастую называют мембранным.
Принцип работы довольно прост. Предварительно при помощи насоса в воздушную камеру системы требуется закачать воздух. Крайне важно, чтобы величина давления воздуха приблизительно была равна начальному давлению системы отопления. В случае, когда давление в системе увеличивается, излишки теплоносителя поступают в расширительный бачок. Происходит это из-за того, что давление в воздушной камере становится меньше, чем в системе отопления, и за счет эластичной мембраны объем камеры с теплоносителем увеличивается, тем самым компенсируя избыточное давление в системе отопления. При понижении давления теплоносителя воздушная камера расширяется, тем самым компенсируя давление теплоносителя.
Расчет закрытого (мембранного) расширительного бака
Суть расчета расширительного бака сводится к определению избыточного объема теплоносителя при нагревании и коэффициента заполнения расширительного бака. Отношение двух этих величин и есть требуемый объем расширительного бака системы отопления.
Vбака=Vрас/f, где:
Vбака – фактический объем расширительного бака, л;
Vрас – избыточный объем теплоносителя вызванный нагревом, л;
f – коэффициент заполнения расширительного бака.
Vрас=Vсист×β, где:
Vрас – избыточный объем теплоносителя вызванный нагревом, л;
Vсист – полный объем системы отопления. Под объемом системы отопления подразумевается объем всех батарей отопления, трубопроводов и нагревательного котла. Если вычисление объема системы отопления теплоносителя невозможно, то его можно определить по мощности котла или тепловой потребности здания из расчета 14л/кВт.
β – коэффициент объемного расширения теплоносителя. Коэффициент объемного расширения зависит от максимальной температуры, где по таблице или графику коэффициент дальше и определяется.
Определение коэффициента заполнения расширительного бака
Коэффициент заполнения бака показывает, какой максимальный процент объема расширительного бака может занимать теплоноситель. Он должен быть менее 50%, так как это необходимо для повышения срока службы расширительного бака и безопасности.
Коэффициент заполнения определяется по формуле:
f=(Pmax-Pгаза)/(Pmax+1), где:
Pmax – максимальное давление теплоносителя в системе отопления. Может быть принято равным давлению срабатывания предохранительного клапана.
Ргаза – предварительное давление газа в расширительном баке. Фактически равно предварительному давлению теплоносителя.
Ргаза=Рг+0,3, где:
Рг – гидростатическое давлению системы отопление.
Рг=0,1×ρ×hг hг, м – расстояние по вертикали от самой нижней до самой высокой точки системы отопления;
ρ, г/см3 – плотность теплоносителя (для воды равен 1).
Если расширительный бак расположен после циркуляционного насоса, то предварительное давление газа определяется по формуле:
Ргаза=Рг+0,3+Рнасоса, где:
Рнасоса – давление создаваемое циркуляционным насосом.
Закрытые циркуляционные баки можно установить в любой точке системы отопления. Но лучше их устанавливать в самой нижней точке системы отопления в обратной ветке перед циркуляционным насосом. В зависимости от объема бака применяются трубы разных диаметров, но не менее трубы PN20. В местах стыковки бака с трубопроводом желательно установить клапан, который позволит стравить воздух находящийся в подводящей трубе. Перед пуском системы отопления необходимо создать предварительное давление в баке равном Ргаза.
Существует два типа расширительных баков системы отопления: со сменной мембраной (фланцевые) и с несменной мембранной. Баки с несменной мембраной широко применяются в загородном строительстве, так как рассчитаны на не высокое давление.