Расширительный бак – обязательный элемент закрытой системы отопления, компенсирующий тепловое расширение теплоносителя. Без него в процессе нагрева возрастает давление, что может привести к срабатыванию предохранительного клапана или повреждению оборудования. Важно учитывать рабочее давление системы, объём теплоносителя и тип отопительного котла, чтобы подобрать бак с необходимыми параметрами.
Для расчёта объёма бака используется формула: Vб = (Vс × ΔT × k) / (Pн – P0), где Vс – объём теплоносителя в системе, ΔT – изменение температуры, k – коэффициент расширения воды (около 0,04 при нагреве от 10 до 90°C), Pн – номинальное давление бака, P0 – давление в незаполненном баке. В большинстве бытовых систем при объёме теплоносителя до 100 литров достаточно бака на 8–12 литров.
Важен и тип расширительного бака. Мембранные баки с несменной мембраной дешевле, но в случае износа требуют полной замены. С разъёмной мембраной – более долговечны, мембрана в них подлежит замене. Баки с фланцевым соединением предпочтительнее для систем с антифризом: они устойчивее к агрессивной среде и повышенной температуре.
Установка бака также требует внимания: его размещают на обратке перед циркуляционным насосом. Давление в воздушной камере следует выставить на 0,2–0,3 бар ниже рабочего давления системы, но не менее 1 бара. Это обеспечит корректную работу и предотвратит гидроудары.
Определение объема расширительного бака в зависимости от объема теплоносителя
Расширительный бак компенсирует увеличение объема теплоносителя при нагреве. Чтобы избежать превышения давления в системе, необходимо точно рассчитать его объём. Основной параметр – общий объем теплоносителя, циркулирующего в системе.
Для закрытых систем отопления с диафрагменным баком применяют формулу: Vб = (Vт × e) / (1 — (P0 / Pmax)), где Vб – объём бака, Vт – объём теплоносителя, e – коэффициент объемного расширения (для воды при нагреве с 10°C до 90°C он равен примерно 0,04), P0 – давление предварительной подкачки бака (обычно 1 бар), Pmax – максимальное рабочее давление (обычно 2,5-3 бара).
Если объем теплоносителя составляет 100 литров, при e = 0,04, P0 = 1 бар и Pmax = 3 бара, расчетный объём бака будет: (100 × 0,04) / (1 — (1 / 3)) = 4 / 0,666 ≈ 6 литров. В этом случае рекомендуется установить бак объёмом не менее 8 литров с учетом запаса.
При использовании антифриза учитывают больший коэффициент расширения – до 0,06, и снижение теплоёмкости. Это требует увеличения объёма бака на 30–50% по сравнению с расчётом для воды. Например, при том же объёме теплоносителя (100 литров) и e = 0,06 получаем: (100 × 0,06) / (1 — (1 / 3)) ≈ 9 литров. С запасом – бак на 12 литров.
Для точного подбора необходимо знать параметры котла, настройки группы безопасности, тип теплоносителя и конфигурацию системы. Резерв по объему – обязательное условие для устойчивой работы системы без срабатывания предохранительного клапана.
Выбор типа бака: открытый или мембранный
Открытый расширительный бак устанавливается в самой высокой точке системы отопления. Он напрямую контактирует с воздухом, что приводит к постепенному насыщению теплоносителя кислородом. Это ускоряет коррозию металлических элементов и требует регулярного контроля уровня жидкости. Такие баки актуальны только в самотечных системах с естественной циркуляцией и невысоким рабочим давлением – до 0,5 бар.
Мембранный бак – герметичная ёмкость с эластичной диафрагмой, отделяющей воду от воздуха или газа. Он рассчитан на работу в системах с циркуляционным насосом и давлением до 3 бар. Мембрана компенсирует тепловое расширение, не допуская контакта теплоносителя с кислородом. Это продлевает срок службы котла, радиаторов и труб. Мембранные баки бывают со сменной и несменной мембраной – первый вариант удобнее в обслуживании.
Рекомендация: при выборе учитывайте тип котла, наличие насоса и особенности разводки. Для закрытых систем с автоматикой и современными котлами оптимален мембранный бак. Открытые баки оправданы лишь в гравитационных системах старого образца без избыточного давления.
Как учесть рабочее давление системы при подборе бака
Рабочее давление отопительной системы определяет минимальное давление, которое должен выдерживать расширительный бак без деформации и утечек. Для систем в частных домах оно обычно составляет 1,5–2,5 бар. При выборе бака необходимо ориентироваться на его максимально допустимое давление, которое должно превышать рабочее как минимум на 1 бар. Например, если система рассчитана на 2 бар, выбирайте бак с пределом не ниже 3 бар.
Учитывайте характеристики котла и насосного оборудования. Современные котлы часто оснащены предохранительным клапаном, настроенным на сброс при 3 барах. В таком случае бак должен иметь запас прочности не менее 4 бар. Использование бака с недостаточным пределом давления приводит к преждевременному выходу из строя мембраны и сбоям в работе системы.
Перед установкой проверьте заводское давление воздуха в пустом баке. Оно должно быть на 0,2–0,3 бар ниже минимального давления, поддерживаемого в системе. При необходимости отрегулируйте его с помощью автомобильного насоса с манометром. Игнорирование этого параметра приводит к нестабильному режиму расширения теплоносителя и гидроударам.
Подбор материала корпуса бака под тип теплоносителя
Выбор материала корпуса расширительного бака напрямую зависит от химического состава и температуры теплоносителя. Несоответствие может привести к коррозии, утечкам и выходу системы из строя.
- Для воды без антикоррозийных добавок используют баки из углеродистой стали с полимерным или эпоксидным покрытием. Такие материалы устойчивы к стандартной жесткости воды и температуре до 90 °C.
- Для воды с ингибиторами коррозии предпочтительнее баки из нержавеющей стали AISI 304 или AISI 316. Эти сплавы устойчивы к щелочной и слабокислой среде, выдерживают до 120 °C и подходят для замкнутых систем.
- Для этилен- и пропиленгликолевых растворов выбирают баки из нержавеющей стали или баков с внутренней мембраной из EPDM, совместимой с гликолями. Обычная углеродистая сталь без защиты быстро разрушается под воздействием агрессивных антифризов.
- Для паровых систем необходимы баки из высоколегированной стали с термостойкими сварными швами. Температура пара может достигать 130 °C и выше, что исключает использование пластиковых и низкоуглеродистых материалов.
Важный критерий – устойчивость материала к кислородной диффузии. Для систем с полимерными трубами рекомендуется выбирать баки с антикоррозионным покрытием или из нержавеющей стали, так как поступление кислорода ускоряет разрушение стенок.
Необходимо учитывать и pH теплоносителя. Если он выходит за пределы 6,5–8,5, материал корпуса должен быть устойчивым к кислотной или щелочной среде – в этом случае снова предпочтение отдают нержавейке или специализированным покрытиям на основе фторопластов.
Особенности установки бака в закрытую систему отопления
Для закрытой системы отопления критически важно установить расширительный бак в правильной точке и с соблюдением технических параметров, чтобы обеспечить надежную работу всей системы.
- Расширительный бак монтируется на обратной магистрали перед циркуляционным насосом. Это снижает температуру теплоносителя на входе в бак и продлевает срок службы мембраны.
- Соединение с системой осуществляется через запорный вентиль с возможностью слива. Обязателен предохранительный колпачок или съемная ручка, чтобы избежать случайного закрытия.
- Перед баком желательно установить дренажный кран и манометр. Это упростит обслуживание и контроль давления.
- Объем бака подбирается исходя из общего объема теплоносителя (в среднем 10% от него), расчетного давления и температурного расширения. Недопустимо использование бака «на глаз».
- Бак должен быть закреплён вертикально с патрубком вниз. Отклонения от вертикали нарушают работу мембраны и затрудняют отвод воздуха.
- Перед запуском отопления в бак закачивается воздух или азот до давления на 0,2–0,3 бар ниже начального давления в системе. Давление проверяется манометром с высокой точностью.
- Недопустимо подключение бака к системе через гибкие шланги без термостойкости. Минимальное допустимое давление в баке указывается производителем и должно строго соблюдаться.
Невыполнение этих условий приводит к гидроударам, завоздушиванию системы и быстрому выходу мембраны из строя.
Проверка соответствия бака нормативам и стандартам
Перед покупкой расширительного бака необходимо убедиться, что изделие сертифицировано в соответствии с техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования». На корпусе или в паспорте должны быть указаны: номер сертификата соответствия, дата его выдачи и наименование органа сертификации.
Для систем отопления в жилых помещениях используется оборудование, рассчитанное на давление не менее 3 бар. Паспорт бака обязан содержать информацию о номинальном и максимальном давлении, температурном диапазоне эксплуатации и объёме. Расширительные баки должны производиться из стали, устойчивой к коррозии, с антикоррозийным внутренним покрытием или заменяемой мембраной из EPDM, пригодной для работы в температурных условиях от -10 до +100 °C.
Ключевое требование – герметичность мембраны. Проверяется путём заводских испытаний, результаты которых фиксируются в техническом паспорте. Важно, чтобы бак был оборудован предустановленным воздушным клапаном с возможностью подкачки и проверки давления, соответствующим ГОСТ 2405-88.
Производитель обязан указывать гарантийный срок (не менее 2 лет) и срок службы (обычно не менее 5 лет). Отсутствие этих данных – повод отказаться от покупки. Также стоит обратить внимание на наличие маркировки EAC, подтверждающей соответствие продукции требованиям Евразийского экономического союза.
Что учитывать при замене старого бака на новый
Перед установкой нового расширительного бака необходимо точно определить рабочее давление в системе отопления. Новое устройство должно иметь максимальное рабочее давление не ниже расчетного давления котла, с запасом минимум 0,3 бар. Например, если в системе давление 1,5 бар, бак должен выдерживать минимум 1,8 бар.
Уточните объем системы отопления: суммарный объем воды в трубах, радиаторах и котле. Обычно требуется расширительный бак, объём которого составляет 10% от общего объема теплоносителя. При использовании антифриза требуется бак большего объема – до 15%, из-за большей тепловой расширяемости жидкости.
Обязательно проверьте, соответствует ли тип бака (открытый или мембранный) вашей системе. Мембранные баки различаются по типу мембраны: баллонные подходят для систем с частыми перепадами давления, диафрагменные – для стабильных условий. Неправильный выбор типа ведет к ускоренному износу и потере давления.
Обратите внимание на диаметр присоединительного патрубка. Несовпадение резьбы или диаметра приведет к необходимости переделки обвязки. Стандарт – 3/4 дюйма, но встречаются варианты 1/2 и 1 дюйм.
Проверьте наличие воздухоотводчика на баке или в верхней точке системы. Если старый бак был без него, установка нового с автоматическим воздухоотводчиком поможет устранить завоздушивание.
Оцените расположение старого бака. При замене важно сохранить тот же уровень установки, особенно в системах с естественной циркуляцией. Смещение приведёт к изменению гидравлических параметров и снижению эффективности отопления.
Загрузка...
