Как выбрать расширительный бак для отопления

Теплоснабжение частного дома — важный фактор комфортного проживания в нём. Расширительный бак для отопления представляет одну из основных частей системы, и его монтаж обязателен в любом из вариантов теплового контура. Грамотный расчёт ёмкости этого устройства предотвратит возможные поломки отопления. Для того чтобы не ошибиться с выбором бака, нужно понимать различия в его устройстве, а также знать виды систем отопления.

Система естественного теплоснабжения

Циркуляция теплоносителя в этом виде отопительного контура не имеет дополнительной стимуляции, всё работает согласно физическим законам. Нагретая жидкость увеличивается в объёме и имеет меньшую плотность, чем поступившая в котёл и остывшая после отдачи тепла радиаторам. Нагретый теплоноситель попадает в радиаторы, передаёт им тепло, вследствие чего охлаждается и уходит обратно в котел.

Подобная система считается полностью энергонезависимой: в системах, где нет естественной циркуляции, движение теплоносителя осуществляется за счёт насосов, прокачивающих жидкость. В случае отсутствия электричества такие системы работать не будут. Контур с естественной циркуляцией лишён этой проблемы, но у него существует ряд значительных недостатков:

1. 1. Для возможности движения жидкости самотёком применяются трубы большого диаметра, монтаж которых выполняется под углом. Подобное требование, помимо увеличенных затрат на материалы, приводит к невозможности выполнения монтажа системы для домов большой площади — угол для самотека может оказаться чересчур большим.
2. 2. Минимальное количество запорных механизмов, поскольку каждый из них создает препятствия для самотека жидкости. Это приводит к тому, что в случае поломки приходится отключать отопление полностью для проведения ремонта.
3. 3. Сложности в балансировке: для осуществления естественной циркуляции систему нужно грамотно рассчитать и сбалансировать, подбирая диаметры труб и количество секций радиаторов.
4. 4. Нет возможности использования системы теплых полов.
5. 5. Теплоноситель начинает циркулировать только при достаточном нагреве, это приводит к тому, что отопление начнется спустя некоторое время после запуска котла.

Такая система, несмотря на ее недостатки, отлично подходит для простого отопления частных домов маленькой площади. В остальных случаях применяется другой вид теплоснабжения.

Принудительная циркуляция

Движение жидкости в этой системе обеспечивает насос, который устраняет все недостатки отопления по методу естественной циркуляции. Его можно монтировать в любой участок контура, но, поскольку горячая вода снижает срок его службы, чаще всего установку делают на обратке — трубе, по которой циркулирует уже остывшая жидкость. Такая система отопления имеет ряд недостатков, напрямую связанных с наличием в ней насоса: зависимость от электричества и шум, который будет издавать насос во время работы.

Эти проблемы можно устранить: обеспечить энергонезависимость электрогенератором, а шум от насоса будет не таким сильным, если выполнять его монтаж в нежилых помещениях, например, в ванной или бойлерной. Но все упирается в денежные затраты, что может считаться еще одним недостатком этой системы. Преимуществами отопления с насосом считаются следующие:

• Нет ограничений по площади помещений, поскольку не требуется соблюдать угол самотека.
• Можно выполнять обвязку трубами меньшего диаметра, поскольку за движение теплоносителя отвечает насос.
• Жидкость начинает циркулировать сразу после запуска системы, не нужно, ждать пока теплоноситель в котле нагреется для начала естественной циркуляции.
• Возможность монтажа теплых полов.
• Можно устанавливать любое количество запорной арматуры, что позволяет отключать каждый радиатор отопления, не перекрывая для этого весь контур. И также возможна регулировка обогрева.

https://youtube.com/watch?v=tElI70omvpY

Доступ к атмосфере

Выбор расширительного бака для отопления будет зависеть от того, какой вид контура применяется: естественной циркуляции или насосом. Расширители открытой системы отопления применяются для отопления самотеком. К преимуществам относится простота конструкции: подобное устройство можно сделать даже самостоятельно. В качестве бака можно использовать любую емкость из пластика или металла. Монтаж конструкции выполняется в самой верхней точке линии подачи теплоносителя. Бак открытого типа имеет свои недостатки:

• Потеря температуры циркулирующего теплоносителя. Поскольку бак связан с атмосферой, жидкость будет отдавать в нее тепло. Даже при дополнительном утеплении емкости от потерь не избавиться окончательно.
• Невозможность использования в качестве теплоносителя антифриза. Это обусловлено тем, что пары незамерзаек токсичны и опасны для живых организмов, а поскольку бак не герметичен, испарения теплоносителя в атмосферу гарантированы.
• Потеря объёма циркулирующей жидкости. Жидкость активно испаряется в окружающую среду, следовательно, объем внутри контура будет уменьшаться, что требует контроля за ее уровнем и заливом новой взамен испарившейся.

Учитывая эти недостатки, расширительные баки для открытой системы отопления все реже применяются при монтаже контура. На смену им приходят герметичные, сложно устроенные резервуары.

https://youtube.com/watch?v=syF9KpsxZO8

Мембранный расширитель

Конструктивной особенностью этого бака является его полная герметичность. Резервуар поделен на две части: верхняя заполнена газом, нижняя предназначена для подачи выталкиваемой из системы отопления жидкости. Эти две части разделены специальной эластичной мембраной, которая не позволит их перемешивания.

Принцип работы состоит в том, что в норме на перегородку ничто не воздействует. В случае повышения давления в контуре нагретая жидкость попадает в резервуар и начинает давить на мембрану, которая поднимается. Происходит понижение объёма газовой камеры, вследствие чего в ней повышается давление. Эта ситуация способствует балансу давления. В случае же, когда в системе отопления происходит стремительное повышение давления, срабатывает предохранительный клапан, который сбросит давление до оптимального.

Расширительные баки для системы отопления закрытого типа имеют свои недостатки: к ним относят высокую стоимость, необходимость своевременной подкачки воздуха или другого газа, регулярный контроль за давлением в системе. К его преимуществам относят:

• Герметичность. Теплоноситель не испаряется, вследствие чего нет потерь жидкости, а для отопления можно применять антифризы.
• Минимальные теплопотери.
• Монтаж практически в любом месте системы, некоторые котлы даже имеют встроенный герметичный расширительный бак.
• Возможность применения в условиях высокого давления — жидкость не вытечет из резервуара, в отличие от баков открытого типа.

В целом, определиться с тем, какой расширительный бак нужен для отопления, поможет понимание циркуляции жидкости в контуре, общее его устройство и материальный бюджет.

Правильный расчёт ёмкости

Наличие расширительного бачка в системе отопления обязательно, поскольку он контролирует избыток давления в системе и в случае критического его повышения предохраняет контур от разрыва. Но здесь есть одно правило, которое поможет выбрать бак правильного размера.

Расширитель будет выполнять свои задачи только тогда, когда правильно подобран его объём. При этом учитывают физическое свойство жидкости расширяться при нагреве. Антифризы увеличиваются до 5% от общего объёма жидкости отопительного контура, а вода от 3%.

При превышении критической точки резервуара произойдет сброс жидкости через предохранительный клапан и приведет к потере теплоносителя внутри системы. Для того чтобы этого не произошло, резервуар подбирают объёмом до 10% от общего циркулирующего в системе до систем не более 150 литров. Если циркулирует большее количество жидкости, емкость вычисляется умножением ее полного объёма на коэффициент расширения в значениях рабочей температуры.

К полученному значению добавляют объём жидкости, образовавшийся в результате ее статического давления. Для маленьких систем (до 150 литров) он равен 0,5% от полного объёма, для контуров превышающих 150 литров — 20%.

Полученное число умножают на коэффициент, определяемый значениями предварительного и окончательного давления в контуре. Этот расчёт применяется для расширителей закрытого типа, для негерметичных емкостей нет строгих значений, но желательно, чтобы объём резервуара до патрубка перелива был не менее чем 4% от общего объёма теплоносителя.