виды, устройство, расчёт и монтаж
Расширительный бак в системах отопления является важным элементом, который необходим для того, чтобы принимать в себя избыток теплоносителя, когда он расширяется. Это позволяет не допустить разрыва трубопроводных систем и её элементов.
Какие существуют виды расширительных баков?
В разных отопительных системах используются различные типы расширительных баков. Прежде, в системах, где отсутствовали циркуляционные насосы, для отопления применялись расширительные баки открытого типа. Однако у этих устройств было множество недостатков, из-за чего сейчас их практически не применяют. Это связано с тем, что ввиду проникновения воздуха в такой расширительный бак, он начинал корродировать, ржаветь при этом испарение жидкости происходило быстрее, поэтому бак нужно было регулярно пополнять водой. Устанавливать расширительный бак открытого типа нужно было в верхней точке отопительной системы, что не всегда можно было воплотить в жизнь.
В системах отопления, где теплоноситель циркулирует при помощи насоса, устанавливается расширительный бак закрытого типа. Данное устройство полностью герметично, в внутри него находится эластичная мембрана, разделяющая бачок на 2 части, в одну из которых происходит закачка воздуха или инертного газа под давлением, а другая часть служит для сбора излишков теплоносителя. Благодаря тому, что мембрана является эластичной, при проникновении теплоносителя в расширительный бак, воздушная камера уменьшается в объёмах, а давление в ней увеличивается, что позволяет скорректировать высокое давление в системе отопления. А в процессе остывания происходит обратный процесс.
Закрытый расширительный бак в системе отопления может быть фланцевого типа или иметь несъёмную мембрану. Вторая разновидность бачков пользуется хорошим спросом ввиду их сравнительно невысокой стоимости. Однако расширительные баки фланцевого типа имеют больше преимуществ, ведь они могут выдерживать большее давление, а в случае разрыва мембраны её можно будет поменять.
Баки, где нельзя менять мембрану, она жестко крепится по периметру. С самого начала диафрагма здесь прижимается к внутренней поверхности бака, из-за того, что его объём полностью заполнен газом. Затем, давление в расширительном отопительном баке увеличивается, и жидкость проникает внутрь него. При запуске системы, давление может мгновенно повыситься, из-за чего мембрана может лопнуть.
Принцип работы и устройство расширительных баков
При изучении устройства расширительных баков для отопительных систем, необходимо учитывать их конструктивные особенности. Открытые расширительные баки представляют собой металлическую ёмкость, к которой подведена труба магистральной системы отопления и имеется переливная отводящая труба. Кроме того, к бачку подведена «сигнальная труба», на которую установлено запорное устройство, а также циркуляционная труба, поддерживающая температуру в баке на одном уровне.
Мембрана из синтетических материалов изнутри перегораживает пространство в закрытом расширительном баке, деля его на две части, в одной и которых находится газ, а в другой жидкость. В одной из частей данного пространства находится сжатый воздух, а в другой «ненужная» вода, появившаяся при нагреве теплоносителя.
После того, как вода остынет, мембрана, будучи под давлением выталкивает воду обратно в систему, в результате чего давление в двух камерах расширительного бачка становится равным. В качестве теплоносителя может выступать не только вода, но и различные антифризы, а также смеси с содержанием азота.
Рассчитываем расширительный бак для отопительной системы
Главной целью расчёта является определение минимально объёма расширительного бака для той или иной отопительной системы. Кроме того, необходимо выполнить расчёт минимально допустимого диаметра трубы, которая будет идти к расширительному бачку, а также определить величину начального давления.
Чтобы выполнить расчёт, необходимо знать такие данные:
Предельно допустимое давление в отопительной системе в месте установки бака;
Высоту (в метрах), которую необходимо измерить от верхней точки отопительной системы до места, куда крепится расширительный бак;
Суммарный объём воды, которая циркулирует по системе;
Температура теплоносителя.
Формула расчёта объёма бака:
Чем больше будет расстояние между местом присоединения бака до верхней точки системы отопления, тем большего объёма бачок необходимо устанавливать. Объём бачка тоже увеличивается при увеличении объёма воды в трубопроводе и возрастании температуры теплоносителя.
Особенности монтажа расширительного бака в системе отопления
Расширительный бачок в системе отопления необходимо устанавливать лишь при плюсовых температурах.
В системе открытого типа, поднятие воды от нагревательного котла происходит вверх, после чего с самой верхней точки она спускается вниз самотеком в радиаторы. Воздушные пузырьки, которые выделяются в процессе нагревания воды, поднимаются к верху, откуда они выводятся наружу через расширительный бак. Установка бака должна быть выполнена в самой верхней точке отопительной системы.
В систему отопления закрытого типа расширительные бачки необходимо устанавливать на трубопровод перед насосом. Это способствует компенсации гидроударов бачка и уменьшает воздействие на систему в результате теплового расширения.
Бачок должен быть установлен таким образом, чтобы можно было легко оперировать его запорной арматурой или предохранительным клапаном.
Расширительный бак.
Как работает расширительный бак?
Расширительный бак начинает работать, когда нагретая в системе отопления жидкость увеличивается в объеме и ищет дополнительное пространство. Дело в том, что при нагревании котла жидкость увеличивается в объеме примерно на 0,3% на каждые 10 °С. Получается, что при повышении температуры на 70 °С первоначальный объем воды увеличивается приблизительно на 3%.
Если вода не попадет в бак, могут потечь трубы и лопнуть котел.
Какие существуют типы расширительных баков?
Существует два типа расширительных баков — открытый и мембранный. Первый тип используется при открытой системе отопления, второй — при закрытой.
Где устанавливают расширительный бак?
Открытый расширительный бак устанавливают в верхней точке системы, мембранный — рядом с котлом.
В чем преимущества использования мембранного бака?
Использование мембранного бака имеет следующие преимущества:
— трубу бака не нужно проводить на чердак, поскольку бак располагают рядом с котлом;
— срок эксплуатации котла и радиатора продлевается, так как отсутствует контакт воды с воздухом;
— имеется возможность создать дополнительное давление, благодаря чему снижается риск образования воздушных пробок в верхних радиаторах.
На что обратить внимание при выборе мембранного бака?
В системе отопления расширение воды, а значит, и нагрузка мембраны, идет медленно и в течение всего времени работы системы меняется незначительно. А вот температура жидкости во время эксплуатации системы может достигать 90 °С. Именно поэтому при выборе расширительного бака следует обратить особое внимание на материал мембраны, который не должен разрушаться под воздействием высокой температуры.
Правда, универсального материала для мембраны еще не изобрели. Поэтому при выборе бака необходимо обратить внимание на следующие характеристики мембраны:
— рабочий диапазон температур;
— динамичность работы;
— долговечность;
— стойкость к воздействию воды;
— санитарно-гигиенические требования.
Также следует обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус бака. Чем он прочнее, тем дольше прослужит.
Важно правильно подобрать и объем бака — он должен быть таким, чтобы даже при сильном нагревании системы давление в ней не превышало максимально допустимого значения.
Какие существуют типы мембранных баков?
Существует три основных типа мембранных баков:
— баки с фиксированной мембраной;
— фланцевые баки со сменной мембраной;
— безнапорные баки.
Как устроен бак с фиксированной мембраной?
Бак с фиксированной (запрессованной) мембраной, как правило, устанавливают в небольших отопительных системах. Диафрагменная мембрана такого бака жестко закреплена по его периметру сечения. В одной камере бака находится теплоноситель, в другой — воздух. При этом в первоначальном положении весь объем бака заполнен воздухом. Внешняя поверхность устройства покрыта эмалью, а внутренняя — эпоксидной водостойкой краской.
Как работает бак с фиксированной мембраной?
Под давлением воздуха мембрана прижата к внутренней поверхности бака. При повышении температуры в системе увеличивается объем жидкости, возрастает давление, и вода поступает в расширительный бак, отжимая мембрану. При этом воздух в противоположной камере бака сжимается.
Каковы недостатки бака с фиксированной мембраной?
Основной недостаток такого бака — невозможность замены мембраны в случае ее повышенной влагопроницаемости или разрыва.
Как избежать разрыва мембраны?
Стоит отметить, что при нормальной работе максимальное расширение жидкости в отопительное системе происходит только в момент ее пуска. Затем давление меняется плавно, без резких скачков. Именно поэтому мембранный бак может прослужить довольно долго при условии правильной эксплуатации отопительной системы. Главное, что нужно делать, — это проверять наличие давления воздуха в баке перед началом отопительного сезона. Для этого требуется стационарный манометр.
В расширительном баке газ может сжаться только до определенного значения, которое характеризует прочность системы. Для этого устанавливают предохранительный клапан, отрегулированный до определенной величины давления, как правило, 3,5—4 бар.
Что представляют собой баки со сменной мембраной?
Фланцевые баки со сменной мембраной имеют форму груши или шара. Они сделаны из эластичного материала и широко используются в системах отопления и водоснабжения. Жидкость в таком баке находится внутри мембраны и не соприкасается с металлической поверхностью бака, поэтому внутренняя поверхность устройства не требует водозащитного покрытия. Части бака, контактирующие с водой, выполнены из нержавеющей стали или из материалов со специальным покрытием.
Как закрепляется сменная мембрана?
Сменная мембрана может закрепляться как горизонтально, так и вертикально.
Наиболее распространено горизонтальное расположение, при котором мембрана заполняется жидкостью симметрично, благодаря чему дополнительные растягивающие нагрузки отсутствуют, и исключается риск разрыва мембраны. При ее повреждении замена производится через фланец, который закреплен болтами.
Вертикальное расположение оправдано при больших размерах бака. Мембрана прикрепляется задним концом к ниппелю с помощью резьбы.
Что представляет собой безнапорный бак?
Безнапорный бак является частью автоматической расширительной системы, управляемой компрессором. Такие системы рассчитаны на отопление помещений огромной площади.
Дело в том, что для обеспечения теплом больших объектов, для которых расчетные объемы баков составляют несколько . тысяч литров, остро встает проблема размещения оборудования. Именно поэтому для таких помещений используется специальная установка поддержания давления — безнапорный расширительный бак и узел регулирования давления (насос).
Когда температура в системе повышается, открывается клапан. Он забирает из системы излишки теплоносителя и отправляет их в бак. При снижении температуры вода из бака закачивается обратно в систему с помощью насосов. Получается, что такая установка поддерживает оптимальное давление в системе.
Как рассчитать нужный объем открытого расширительного бака?
Объем открытого расширительного бака рассчитывают по формуле: Vpб = 0,05 x Vсист, где Vpб — объем расширительного бака (л), Vсист — полный объем системы отопления, то есть объем всех труб, радиаторов и нагревательного котла.
Как рассчитать нужный объем мембранного расширительного бака?
Для этого следует определить избыточный объем теплоносителя при нагревании и коэффициент заполнения бака. Соотношение этих величин — нужный объем расширительного бака.
Необходимо воспользоваться формулой: Vбака = Vpac / f, где Vбака — фактический объем расширительного бака (л), Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), f— коэффициент заполнения бака.
Чтобы определить избыточный объем теплоносителя при нагревании, следует умножить величину полного объема системы на коэффициент объемного расширения теплоносителя: Vpac = Vсист x ß, где Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), Vсист — полный объем системы отопления, ß — коэффициент объемного расширения теплоносителя. Поскольку последняя величина зависит от температуры, следует узнать максимальную температуру теплоносителя.
Как рассчитать коэффициент заполнения расширительного бака?
Коэффициент заполнения бака — это величина, показывающая, какой процент объема бака может занимать теплоноситель.
Эта величина рассчитывается по формуле: f = (Pmax — Pгаза) / (Pmax + 1), где Pmax — это максимальное давление теплоносителя, которое может приниматься равным давлению срабатывания предохранительного клапана; Pгаза — предварительно давление газа в баке, которое фактически равно предварительному давлению теплоносителя.
Pгаза определяется по формуле: Pгаза = Pг + 0,3, где Pг — это гидростатическое давление системы отопления, то есть давление, вызванное разницей между самым верхним и самым нижним элементом системы отопления.
Pг определяется по формуле: Pг = 0,1 + ρ + hг, где hг (м) — расстояние по вертикали от самой нижней до самой высокой точки системы отопления, ρ (г/см3) — плотность теплоносителя (для воды — 1).
Стоит отметить, что коэффициент заполнения бака должен быть не менее 50%.
Если расширительный бак установлен после циркуляционного насоса, предварительное давление газа определяется так: Pгаза = Pг + 0,3 + Pнасоса,
Баллонные расширительные баки для систем отопления и охлаждения
Баллонные расширительные баки HVAC
Съемные баллонные расширительные баки Wessels типа NLA предназначены для использования в гидравлических системах отопления/охлаждения для поглощения силы расширения, возникающей в результате изменений температуры системы отопления/охлаждения. жидкость. Они были продуманно спроектированы таким образом, чтобы включать монитор целостности мочевого пузыря WessView ® и встроенный манометр на стороне воздуха.
По мере расширения жидкости в системе она нагнетается в предварительно заправленный бак до максимального давления в системе. Затем предварительно заряженная воздушная подушка выталкивает жидкость обратно в систему, когда она сжимается. Сверхтяжелая бутиловая камера постоянно изолирует жидкость от предварительно заряженной воздушной подушки. Такое расположение исключает заболачивание и поглощение воздуха системой. Это также помогает предотвратить попадание воздуха в оконечные устройства, чрезмерную коррозию, неэффективную балансировку и кавитацию насоса в течение всего срока службы системы.
Большой приемный объем позволяет максимально хранить и уменьшить размер резервуара до 80%. Потребление энергии снижается за счет устранения ненужного объема воды в системе. Для тепловых установок используйте Wessels типа TXA или TTA для систем горячего водоснабжения.
Вы искали несменный бак-дозатор?
Делитель
Серия NLA (ASME)
NLA — это самая широкая в отрасли линейка баллонных резервуаров с рядом интеллектуальных функций, включая:
- Построен в соответствии с кодом котлов и сосудов высокого давления ASME
- WessView ® Монитор целостности мочевого пузыря
- Манометр со стороны воздуха
- Сменная бутиловая камера для тяжелых условий эксплуатации
- Размеры от 10 до 4000 галлонов
- Рабочее давление 125 фунтов на квадратный дюйм (стандартное), 200 и 250 фунтов на квадратный дюйм
НЛА 35-800L | NLA 35-800 л л.с. (высокое давление) |
НПА 1000-15000 | NLA 1000-15000 л.с. (высокое давление) |
Делитель
Серия NVA (ASME)
- Изготовлен в соответствии с кодом ASME для котлов и сосудов под давлением
- Нижнее подключение к системе
- Сменная бутиловая камера для тяжелых условий эксплуатации
- Размеры от 20 до 4000 галлонов
- Рабочее давление 125 фунтов на квадратный дюйм (стандартное), 200 и 250 фунтов на квадратный дюйм
НВА 85-800L | СВА 1000-15000 |
Делитель
Серия NLAP (ASME)
Расширительные баки-дозаторы NLAP:
- Изготовлены в соответствии с кодом котла и сосуда высокого давления ASME
- Верхнее подключение к системе
- Сменная бутиловая камера для тяжелых условий эксплуатации
- Размеры от 11 до 290 галлонов
Делитель
Серия NL (не ASME)
Расширительные баки-дозаторы NL:
- Сменная бутиловая камера для тяжелых условий эксплуатации
- Размеры от 2 до 132 галлонов
Где должен быть установлен расширительный бак?
Расширительный бак бойлера является неотъемлемой частью вашей системы центрального водяного отопления.
Наши подрядчики специализируются на установке котлов в Порт-Вашингтоне. В них изложены некоторые ключевые факторы, которые следует учитывать перед заменой расширительного бака бойлера.
В Professional Services мы помогаем сотням домовладельцев в Порт-Вашингтоне, как и вы, получать горячую воду, в которой они нуждаются. Наши специалисты по котлам могут помочь вам определить, когда необходим ремонт или замена, и чего ожидать во время обслуживания. Свяжитесь с нами по 262-218-2636, чтобы запланировать установку сегодня.
1. Основы расширительного бачка водогрейного котла
Печи и бойлеры обеспечивают постоянный поток горячей воды к вашим душам, кранам и инженерным сетям. Однако тепло может привести к повышению давления воды в приборе, что приведет к повреждению водопроводных систем и сбросу воды.
Расширительный бак бойлера предотвращает эту проблему, предоставляя воде необходимое пространство для расширения при нагреве.
Вам следует установить или заменить расширительный бачок бойлера, если вы заметили внезапный стук в водопроводе после закрытия крана. Этот шум указывает на гидравлический удар в системе вашего котла, который может привести к выбросу.
Где на котле должен быть установлен расширительный бак? Ответ на этот вопрос зависит от нескольких факторов.
2. Стальные расширительные баки
Стальные расширительные баки обычно используются в старых домах. Они не поставляются с диафрагмой.
Мембрана — это компонент, разделяющий бак на две части. Одна секция позволяет воде стекать, а другая регулирует давление воды. Поскольку стальной бак объединяет эти две секции в единое целое, позволяя воде и воздуху соприкасаться, со временем это может вызвать ржавление или коррозию.
Стальные расширительные баки также имеют манометры, позволяющие контролировать бак во время работы.
Мы можем установить стальной расширительный бак непосредственно над котлом через тройник в трубе холодной воды. Используемые насадки зависят от размера и возраста вашего прибора. В большинстве случаев можно закрепить медную трубу на переходнике и установить стальной бак вертикально над водонагревателем.
3. Баллонные расширительные баки
В отличие от стального расширительного бака, баллонный расширительный бак включает в себя диафрагму. Следовательно, вода, поступающая в котел и вытекающая из него, не соединяется с воздухом во время движения. Расширительные баки-дозаторы обычно требуют меньше обслуживания и служат дольше, чем стальные баки, поскольку риск коррозии низок.
Подобно стальному расширительному баку, эти устройства можно установить на восемнадцать дюймов над котлом. Иногда целесообразно установить дополнительный клапан между соединителями. Этот метод упрощает снятие и замену расширительного бака-дозатора, если он поврежден.
4. Оценка бака
Вы всегда должны тщательно осматривать расширительный бак перед попыткой установки. Наши подрядчики часто видят резервуары с поверхностными повреждениями — изъязвлениями, трещинами и т. д. В таких случаях установка расширительного бака может привести к значительному повреждению вашей сантехники и поставить под угрозу чистоту и температуру вашего водоснабжения.
Расширительный бак бойлера должен пройти предварительную заправку в соответствии с давлением наполнения системы вашего прибора. Большинство расширительных баков имеют предварительную заправку по умолчанию в пределах 10-15 фунтов силы на квадратный дюйм.
После завершения предварительной зарядки необходимо заменить уплотнение на баке, чтобы во время работы показания давления воздуха оставались постоянными. Мы профессионалы в процессе предварительной установки и понимаем, насколько сложным может быть этот шаг, если у вас нет опыта.
5. Установка бака
После того, как ваш бак будет достаточно заряжен, вы можете начать процесс установки водонагревателя. Сначала подключите его к соответствующим муфтам. Убедитесь, что вокруг установки не протекает вода.
Если вы обнаружите, что вода наполняет резервуар до того, как он будет закреплен, вы должны слить ее и начать процесс заново.
Всегда устанавливайте расширительный бак на принимающей стороне циркуляционного насоса теплой воды. Вы можете найти этот компонент на самом нижнем конце ватерлинии. Затяните переходники и создайте давление в водонагревателе.
Если вы заметили какой-либо выброс после повышения давления в нагревателе, выключите систему и отремонтируйте или замените неисправный расширительный бачок или переходник. Разрядка указывает на то, что давление в баке будет продолжать падать, что фактически сделает его бесполезным. Утечка также может свидетельствовать о том, что ваш расширительный бак слишком мал для вашего котла или имеет недостаточную заправку.
Где на котле должен быть установлен расширительный бак, если над прибором недостаточно места? Не загромождайте водонагреватель беспорядком или предметами, которые мешают вам установить бак на трубу холодной воды. Мы можем помочь вам заменить бойлер, если ваш нынешний прибор не подходит по размеру для вашей собственности.
6. Осмотр после установки
Регулярно проверяйте расширительный бачок. Эта практика помогает вам контролировать давление воды и выявлять любые утечки до того, как они снизят производительность системы. Если вы не уверены, находится ли ваш расширительный бачок в правильном месте, вы всегда можете вызвать профессионального сантехника, такого как наш, для его осмотра.
Наша служба ремонта котлов
Мы не рекомендуем пытаться установить расширительный бак котла без опыта. Вызов нашей бригады в Professional Services — лучший способ убедиться, что ваша сантехническая система работает эффективно.
Мы быстро ответим на ваши запросы и порекомендуем лучшие продукты для вашего котла или водонагревателя. Наши дружелюбные подрядчики объяснят, как вы можете защитить свой прибор круглый год и что делать, если вы заметите утечку или повреждение.
Наслаждайтесь отличной коммуникацией и конкурентоспособными ценами от нашей команды при каждом взаимодействии.