Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия

Расширительный бак из газового баллона

На изготовление расширителя можно затратить как 50-литровый, так и 27-литровый газовый баллон. В первом случае от него берется отрезок высотой 250 – 300 мм. Второй вариант означает использование всего баллона.

Поэтому с целью экономии материала целесообразнее задействовать емкости объемом 27 или даже 12 литров. Такой самодельный бак из 12-литрового баллона можно устанавливать в системы емкостью до 240 л.

Превращение баллона в расширяющий бак осуществляется следующим образом.

Перед началом работы из баллона следует полностью стравить весь остаток газа с отдушкой, придающей ему столь специфичный запах, полностью выкрутив из него вентиль. После этого через отверстие выкрученного вентиля баллон полностью заполняется водой на весь его объем. Эта вода сливается через 5-10 часов. Стравливание и слив воды всегда следует проводить подальше от человеческого жилья.

Когда баллон подготовлен таким образом, отрезается коническая часть его вентиля. Далее она сваривается со сгоном штуцера потребного диаметра для формирования входа в расширяющий бак. Если не удается воспользоваться сваркой, то можно использовать вентиль в виде входа, стыкуя его с системой посредством сильфонной подводки. Она обычно прикручивается к внешнему штуцеру вентиля.

Затем к поверхности корпуса баллона привариваются ножки, причем сама емкость устанавливается для этой операции вниз вентилем. За неимением сварки ножки изготавливаются из уголков и фиксируются к баллону винтами, просверлив в нем отверстия, и нарезав в них резьбу, или саморезами по металлу герметизированными шайбами из силикона.

На заключительном этапе работ в баллоне прорезается окошко 50×50 мм. Он проделывается со стороны баллонного дна. Оно теперь становится верхней точкой всего бака. Через такой маленький люк можно заливать в систему теплоноситель, стравливать из него пар или избыточный воздух из системы.

Как изготовить бак своими руками

Схема устройства котла.

Подобную емкость для воды и воздуха можно сделать своими руками. Изготавливается бачок из углеродистой стали. Для этого подойдет любая емкость объемом от 10-12 л. При этом нужно учитывать, что вместимость его должна составлять не менее 4% от общего объема циркулирующей в системе воды. Емкость тары можно определить путем заливки туда воды с помощью трехлитровой банки. Для бака можно использовать металлические фляги от лакокрасочных материалов

Очень важно, чтобы толщина стенок была не менее 2,5 мм. Автомобильные же топливные баки не совсем подходят для этих целей, так как их толщина невелика. Если у вас есть в наличии баки грузовых автомашин, то они прекрасно справятся с поставленной для них задачей

Внутренняя поверхность покрывается водоупорными красками, а наружная – эмалью. Можно применять отрезок трубы, но только с большим сечением (20-30 см). Но самый оптимальный вариант – бак из нержавеющей стали от стиральной машины. Сварить бак можно и с помощью простого стального листа толщиной 2,5-4 мм

Если у вас есть в наличии баки грузовых автомашин, то они прекрасно справятся с поставленной для них задачей. Внутренняя поверхность покрывается водоупорными красками, а наружная – эмалью. Можно применять отрезок трубы, но только с большим сечением (20-30 см). Но самый оптимальный вариант – бак из нержавеющей стали от стиральной машины. Сварить бак можно и с помощью простого стального листа толщиной 2,5-4 мм.

После того как выбрана емкость, необходимо ее очистить. Если в ней содержатся остатки горюче-смазочных материалов, нужно убрать их путем выпаривания горячей водой, щеткой. Емкость должна просохнуть. После этого потребуется приварить штуцеры. Штуцер желательно приваривать сбоку на высоте 4-10 см от плоскости дна. Это будет способствовать осаждению мелких частиц, ржавчины.Они нужны для присоединения бака к трубам. Бак нужно оснастить крышкой с помощью болтов или люком. Он нужен для того, чтобы можно было периодически очищать емкость. Для того чтобы определить уровень воды в баке, можно изготовить щуп. Для этого в баке потребуется сделать небольшое герметичное отверстие.

Схема размеры частей котла для самостоятельного изготовления.

Далее изготавливается штуцер из стали в соответствии с диаметром отверстия. Если штуцер будет ввариваться в расширительный бак, то потребуется пробка для закручивания из латуни или бронзы. Она обязательно должна иметь грани для гаечного ключа. Внутрь пробки кладется резиновая прокладка толщиной 4-5 мм. На самом щупе наносят деления и держат его вне бака. Для проверки уровня воды сперва нужно открутить пробку, опустить щуп в бак (щуп должен быть сухим), достать его и снова закрутить пробку. Резьбу на штуцере нужно смазать жиром или маслом, чтобы не было проблем с открыванием. Если бак возводится на чердаке, потребуется его утеплить. Снаружи и внутри бак покрывается масляной краской.

Процесс установки расширительного бака

Теперь разберёмся, как установить расширительный бак в системе отопления

Существует важное правило подсоединения устройства: бак должен быть подключен к магистрали отопительной системы при помощи отсекающего шарового крана с американкой. Такой принцип монтажа дает возможность при необходимости в любой момент перекрыть движение воды в системе, снять неисправной мембранный бак и установить новый

В противном случае пришлось бы дожидаться остывания теплоносителя и демонтировать часть обвязки. В идеале на подводку устанавливают тройник, а также второй кран – в этом случае перед тем, как снять расширительный бак, его можно опустошить в подставленную емкость.

Подвешивая расширитель вниз головой, при неисправности мебраны узел выйдет из строя сразу

Как правильно ориентировать мембранный расширительный бак в пространстве? Резервуар устанавливают воздушной камерой вверх или вниз, располагают емкость «на боку». С точки зрения эксплуатационных характеристик это не имеет особого значения, так как в любом случае устройство будет исправно выполнять свои функции.

Однако стоит учесть такой момент: если воздушный отсек располагается снизу, то подача теплоносителя осуществляется сверху, и пузырьки растворенного в нем воздуха будут подниматься в трубопровод и удаляться при помощи воздушного крана. В противном случае в «водяном» отсеке мембранного бака со временем сформируется воздушный пузырь.

В свою очередь, при расположении бака воздушной камерой вверх продлевается срок его службы. Со временем, от постоянного контакта с горячей водой, полимерная мембрана теряет герметичность, в ней появляются трещины. Если воздушная камера расположена внизу, то вода сразу начинает просачиваться в воздушный отсек, что быстро выведет расширительный бак из строя, при этом воздух будет проникать в теплоноситель. При расположении воздушной камеры сверху, диффузия воды через трещины происходит во много раз медленнее, и устройство способно проработать значительно дольше.

Полезные советы:

• Если рядом с расширительным бачком и вентилем, благодаря которому происходит подпитка отопительной системы из водопровода, смонтировать манометр, он позволит контролировать давление в системе, чтобы вовремя стравить излишки, если золотник предохранительного клапана залип и не срабатывает автоматически.
• Часто повторяющийся сброс клапаном давления свидетельствует о том, что емкость расширительного бачка выбрана неправильно. Вместо того чтобы менять его на более вместительный резервуар, достаточно параллельно подсоединить второй бак.
• Замена имеющегося расширительного бака на более объемный или подсоединение второго также потребуется, если воду в системе решено заменить антифризом. Это связано с тем, что незамерзающие теплоносители отличаются более высоким коэффициентом температурного расширения.

Если отсутствует манометр, следует контур расширительной ёмкости снабдить группой безопасности

Настройка

Перед подключением резервуара и заполнением его теплоносителем, требуется проверить уровень давления в воздушной камере емкости – оно должно соответствовать давлению в системе отопления. С этой целью следует снять или отвинтить пластиковую заглушку, которая закрывает золотник (аналогичный тем, что устанавливаются в автомобильные камеры). При помощи манометра необходимо измерить давление и подогнать его под показатели отопительной системы. Для этого подкачивается насосом воздух или наоборот, стравливается путем нажатия на шток золотника.

После окончания настройки следует открыть кран и заполнить теплоносителем всю систему. Затем запускается котельный агрегат.

Этап настройки не требуется, если заводское давление в воздушном отсеке расширительного бака соответствует необходимым параметрам. Производители некоторых марок оборудования указывают на упаковке уровень давления в резервуаре, что дает возможность подобрать при покупке вариант, который будет являться оптимальным.

Заключение

Правильно установить расширительный бак, подготовить настраиваемый мембранный резервуар к работе можно самостоятельно, без помощи специалиста. Полученный опыт в дальнейшем может пригодиться, если потребуется оперативно установить источник проблем, связанных со снижением или скачками давления в системе, из-за которых гаснет пламя горелки. В таких случаях рекомендуется в первую очередь тщательно осмотреть систему на наличие протечек теплоносителя и измерить давление в воздушной камере мембранного резервуара.

Видео по теме:

Как и где ставится расширительный бак

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

Открытая система

В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.

Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными 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 устремятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.

1. Установка расширительного бачка отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке .
   Чаще всего — вверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хоть вам и едва ли придется их проектировать) — в верхней точке розлива на чердаке.
2. Сам бачок для открытой системы не нуждается в 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 люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.

Закрытая система

Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.

Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.

Монтаж расширительного бака системы отопления оптимален в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, где в отопительной системе минимум завихрений.
Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке розлива перед циркуляционным насосом.
При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и гасить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравим 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 снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление.
  Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
• Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с 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 (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, 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 нее 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.

Устройство и принцип работы

Мембранный бак – это герметично закрытая металлическая ёмкость, разделённая на два отсека (камеры) эластичной мембраной. Одна из таких камер – это пневмокамера, которая содержит газ или воздух, находящийся под давлением. Во вторую камеру – гидрокамеру, поступает теплоноситель.

Работа устройства осуществляется следующим образом:

• давление воздуха, находящееся в состоянии равновесия, в пневмокамере компенсирует давление жидкости в отопительной системе, объём теплоносителя и гидрокамеры сведены к минимуму;
• когда давление жидкости повышается в системе, в том числе и при нагревании, происходит увеличение давления и в гидрокамере, куда поступает излишество теплоносителя;
• из-за эластичности мембраны уменьшается объём пневмокамеры, что сопровождается повышением давления газа;
• при повышении давления в пневмокамере компенсируется увеличение давления в гидрокамере, и система возвращается в состояние равновесия.

При снижении давления теплоносителя в системе происходят противоположные действия. Газ (воздух), сжатый в пневмокамере, расширяется и вытесняет жидкость из гидрокамеры в систему до восстановления разницы давлений. Конструкция позволяет исключить возможность контакта теплоносителя и воздуха, снижая вероятность возникновения ржавчины не только в баке, но и в остальных деталях отопительной системы – трубопроводе, котле. Герметичные расширительные баки оснащены клапанами безопасности, позволяющими ограничить максимальное давление в отопительной системе на допустимом уровне. Это характеризует бак и как устройство защиты для системы отопления.

Для чего нужен расширительный бак?

Как мы знаем, вода имеет свойство расширятся во время нагрева. Да как  и в целом любая другая жидкость. Теплоноситель в системе отопления не является исключением. При расширении жидкости ее избыток нужно куда-то девать. Для этих целей в отоплении и придумали расширительные баки.

Прежде всего, вспомним основной закон физики: при нагревании тела увеличиваются, а при остывании уменьшаются. Циркулирующий теплоноситель (вода) в системе при нагревании увеличивается в объёме в среднем на 3-5%. Для профилактики аварий и поддержании работоспособности отопительного оборудования нужна ёмкость, которая и будет сглаживать разность температуры и, как следствие – давление и объём воды. То есть, при нагреве бак заберёт на себя излишек жидкости, а при охлаждении – спустит её обратно в систему. Таким образом, давление в котле остаётся в пределах допустимых норм. В противном случае, срабатывает автоматика защиты и система встаёт. Что может быть небезопасно при сильных морозах.

Водоснабжение без гидроаккумулятора

Если исключить гидроаккумулятор из схемы водоснабжения, то возможны два варианта:

• использование насоса для подачи воды к точкам водоразбора напрямую;
• подключение накопительного бака.

Оба варианта активно используются, но первый оптимален для систем полива с небольшим объемом жидкости, а второй наиболее целесообразен, когда нужно обеспечить водой душевую, кухонный кран – то есть потребителей внутри дома.

Вариант #1 – подключение насоса напрямую

Один из вариантов – расширенная система орошения приусадебного участка. Она полностью автоматизирована. Чтобы настроить время включения/выключения, подсоединяем контроллер. На каждой отдельной линии можно установить электромагнитные клапаны, чтобы они могли эксплуатироваться по отдельности.

Примерная схема автополива дачного участка. Транспортировка жидкости из скважины или колодца осуществляется по трубам с диаметром 19 мм (центральная) и 16 мм (ответвления) (+)

Датчик дождя делает систему орошения более эффективной: во время осадков насос не функционирует.

• размещаем трубы на поверхности земли по заранее составленной схеме, соединяем фитингами;
• устанавливаем дождеватели, капельную систему, шланги для полива;
• обустраиваем насосную группу – поверхностный агрегат и реле давления;
• подключаем подачу воды, тестируем систему на протечки;
• если все хорошо – выкапываем траншеи глубиной 30 см, из щебня и песка устраиваем дренажную подушку, укладываем трубопровод и засыпаем его;
• производим повторное тестирование для проверки герметичности, проверяем работоспособность всех линий;
• подключаем контроллер и датчик дождя;
• проверяем работу всех элементов системы.

Если пропускная способность небольшая, настраиваем поочередную эксплуатацию линий. Это сложная схема, требующая знаний по настройке оборудования. Наиболее простая представляет собой обычный насос типа «Малыш» с подключенным к нему шлангов для полива.

Вариант #2 – схема с накопительным баком

С появлением технологичных станций с гидроаккумулятором схема стала менее популярной, но все еще используется. Она проста и отличается тем, что между насосом и точками водоразбора находится накопительный резервуар.

Схема системы водоснабжения с накопительным баком. Для обеспечения движения воды по трубам с определенной скоростью и давлением установлен дополнительный циркулярный насос

Одно из условий эксплуатации системы – организация водоочистки. Первый фильтр устанавливается на всасывающей трубе у поверхностных насосов, на самом оборудовании – у погружных. Второй – на входе в дом. Лучше, если это будет комплект из двух фильтров, грубой и тонкой очистки.

После системы фильтрации устанавливают накопительный бак, и уже от него идет труба (или трубы) к точкам водоразбора.

По традиции бак устанавливают как можно выше – например, на чердаке. Высокое расположение повышает давление в системе, которая будет функционировать даже при отсутствии электроэнергии

Накопительный бак – любой резервуар, подходящий по объему. Раньше использовали металлические оцинкованные цистерны, сейчас – пластиковые емкости различной конфигурации. Они оснащены одним входящим патрубком, для подачи воды из скважины, и двумя выходящими – для разводки по потребителям и сливным.

Сверху бак прикрыт откидной крышкой, которая защищает жидкость от мусора и пыли. Убрав крышку, можно проанализировать состояние резервуара и воды, которая в нем хранится. При сильном загрязнении жидкость выпускают через сливной патрубок, а бак моют.

Главный контролирующий элемент – поплавковый механизм. Как только уровень воды достигает максимальной отметки, входной патрубок перекрывается, и подача в резервуар прекращается. При низком уровне, напротив, входное отверстие открывается и вода начинает поступать в бак.

Пластиковый накопительный резервуар, установленный на чердаке. Он легче по весу, чем металлическая емкость, поэтому монтировать его гораздо удобнее. Чтобы вода не замерзла, в северных районах стенки бака утепляют

Плюс использования накопительного бака: всегда есть запас воды, которая подается под небольшим давлением, даже если все насосы отключены. Минус – сложности в установке. Объемные баки требуют пространства и основания, которое выдержало бы их вес.

В случае устройства систем для круглогодичной эксплуатации, чердак или хотя бы сам бак, размещаемый в неотапливаемом чердачном пространстве, должен быть утеплен.

Во избежании перелива и затопления расположенных ниже этажей накопители в обязательном порядке снабжаются переливными трубками. В случае превышения допустимого объема вода через устроенное в верхней трети бака переливное отверстие будет стекать по подключенной к нему трубе в канализацию.

Как правильно установить

Исходя из способов установки, устройство может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Что касательно технических отличий, то в большинстве моделей они отсутствуют. Это надо учитывать в момент выбора способа установки одного из мембранных бачков для водоснабжения. Сам процесс установки особых сложностей вызвать не должен, поэтому все необходимые работы можно выполнить самостоятельно, не привлекая третьих лиц. Но при этом должен быть хотя бы минимальный опыт в монтаже сетей водопровода.

Основные правила, которых следует придерживаться:

• во избежание увеличения гидравлического сопротивления, между устройством насоса и баком не должны монтироваться дополнительные устройства;
• сам корпус нуждается в качественном заземлении, что поможет избежать электрокоррозии в дальнейшем;
• сечение используемого патрубка должно равняться или быть больше подсоединяемого трубопровода;
• подключение рекомендуется проводить при помощи американок – фитингов быстроразъемных, которые используются для подключения к трубопроводам. Они дадут возможность отключить устройство от всех сетей в случае крайней необходимости;
• монтаж должен проводиться в таком месте, где было бы удобно осуществлять ремонтные и другие типы профилактических работ. Необходимо учитывать размеры комнаты, в которой будет проводиться установка.

Установка такого устройства, как расширительный бак мембранного типа, позволит значительно повысить эффективность всего устройства водоснабжения. Немаловажную роль здесь будет играть выбранный тип установки основного оборудования и соблюдения всех технологий и требований

Если, по каким либо причинам, вы сомневаетесь в своих способностях, стоит доверить все необходимые работы специалистам, которые смогут произвести верные расчеты и уделить внимание всем нюансам касательно технологических особенностей и места установки расширительного бачка. Экономии здесь не место, так как сертифицированные и действительно качественные продукты будут стоить дорого, но и прослужат хорошую службу, избежав дорогостоящих ремонтных работ

Устройство и принцип работы

Конструкция и принцип действия устройства становятся ясны уже из названия «мембранный бак».

Представляет он, герметично закрытую металлическую емкость, которая разделена на 2 камеры эластичной мембраной.

В одной из них – пневмокамере, содержится воздух или газ под давлением. В другую гидрокамеру поступает теплоноситель (про пластиковые резервуары для воды написано здесь).

Работает устройство следующим образом:

• в состоянии равновесия, давление воздуха в пневмокамере компенсирует давление жидкости в системе отопления, объем гидрокамеры и теплоносителя в ней минимальны;
• при увеличении давления жидкости в системе (в том числе, и при нагревании) увеличивается давление в гидрокамере, куда начинает поступать избыток теплоносителя;
• за счет эластичности мембраны происходит уменьшение объема пневмокамеры, сопровождающееся ростом давления газа в ней;
• как только увеличение давления в пневмокамере скомпенсирует рост давления в гидрокамере система снова приходит в равновесие.

  При уменьшении давления теплоносителя в магистралях системы отопления протекают обратные процессы.

Сжатый в пневмокамере воздух (газ) расширяется, вытесняя жидкость из гидрокамеры в систему до тех пор, пока разница давлений не будет скомпенсирована.

Такая герметичная конструкция исключает контакт теплоносителя с воздухом, что существенно снижает вероятность развития коррозионных процессов не только в самом баке, но и в других элементах системы отопления – котлах, трубопроводах и т.д.

Кроме того, экспанзоматы (герметичные расширительные баки) в соответствии с СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» комплектуются предохранительными клапанами (клапанами безопасности), которые позволяют ограничить максимальное давление в системе на допустимом по условиям эксплуатации уровне.

За счет этого, расширительный бак выполняет функции устройства защиты для элементов отопительной системы.