Відкритий і закритий бак для системи опалення: розрахунок обсягу, ремонт своїми руками

1. Навіщо потрібен розширювальний бак
2. Конструкційні відмінності баків різних типів
3. Як розрахувати параметри бака для своєї системи
4. Монтаж, налагодження та ремонт

Жодна система опалення рідинного типу без розширювального бака працювати не буде. Правильно розрахувати обсяг і визначити його тип - це одне з першочергових завдань при проектуванні опалення для приватного будинку, і сьогодні ми розкриємо цю тему детальніше.

Навіщо потрібен розширювальний бак

Рідини, як відомо, вельми неохоче стискаються, але з ростом температури їх внутрішнє енергетичний стан росте, відстань між молекулами збільшується, що випливає в далеко не останнє збільшення обсягу.

Для довідки: при нагріванні 50 літрів води з 20 до 80 ° С її обсяг збільшиться майже на півтора літра. Не так багато, на перший погляд, але подумайте про те, чи здатне на таке ж значення збільшитися водотоннажність вашої системи опалення або, іншими словами, сумарний внутрішній обсяг труб, радіаторів і теплообмінника котла.

Подібна надбавка обсягу на практиці виливається в тиск більше 200 атмосфер, що в свою чергу залежить від здатності «судини» розтягнутися до потрібних розмірів. Але конкретне тиск, насправді, не так вже й важливо, адже критична позначка для всієї системи визначається міцністю найбільш слабкого сантехнічного з'єднання. А межа міцності для більшості фітингів і кранів рідко перевищує 5-7 МПа, тобто наглухо закупорена система гарантовано вийде з ладу через кілька годин після включення котла.

Щоб компенсувати об'ємне розширення в системі, обов'язково повинен бути присутнім розширювальний бак. Його пристрій може бути або закритим, або відкритим.

Конструкційні відмінності баків різних типів

Відкритий розширювальний бак - це звичайна ємність, встановлена ​​в найвищій точці системи опалення. Її обсяг зовсім невеликий і дорівнює, як мінімум, різниці між обсягом холодної і нагрітої рідини.

Відкритий бак не цілком зручний: вода з нього випаровується і її періодично потрібно доливати. А оскільки в приміщенні такі розширювачі тримають рідко, доводиться періодично заглядати на горище. Тепер уявіть, що буде, якщо вода в баку замерзне і система раптово перетвориться на закриту через крижаний пробки? А адже вона здатна витримати десятки атмфосфер.

Є, однак, і інший метод пристрою відкритого бака: штуцер в самій верхній частині системи з'єднується тонким силіконовим шлангом з відкритою ємністю, що стоїть на підлозі. При розширенні надлишки води видавлюються з контуру, а при зменшенні обсягу - душить назад атмосферним тиском. Важливо тільки примотати до кінця шланга важку гайку, щоб він був весь час занурений у воду. Недолік такого методу - з системи не може вільно виходити повітря, але для цього існують крани Маєвського.

Закриті баки влаштовані зовсім інакше. Усередині корпусу знаходиться еластичний посудину - гумова груша, сам же корпус повністю герметичний. Або груша, або залишкового простору мають пряме з'єднання з контуром опалення. Вода при нагріванні, як їй і належить, продовжить розширюватися, але тепер цю різницю обсягів буде приймати на себе повітря, який також стиснеться, але тиск при цьому зросте не так сильно, всього на 0,5-1 бар.

1 - золотник для накачування повітря; 2 - повітряна камера; 3 - мембрана з теплоносієм; 4 - різьбовій патрубок для підключення до системи опалення

Але тут є важливе застереження: закритий бак робить і всю систему закритою. У верхній точці відкритої системи тиск дорівнювало атмосферному, а в нижній до цього значення додавалося кілька міліметрів водяного стовпа, відповідне різниці рівнів між точками системи. У закритій же системі тиск у верхній точці дорівнює нулю, тобто воно не надмірно, і через це можуть виникати неприємності.

Як розрахувати параметри бака для своєї системи

Можна посперечатися, що з наявністю примусової циркуляції різниця тисків не має ніякого значення, але це далеко не так. Найбільш очевидна причина: якщо повітря, що потрапило в радіатори верхнього рівня, не буде знаходитися під достатнім тиском, то він не зможе покинути їх і слідувати до ще більш високій точці системи. До того ж опалювальне обладнання слід експлуатувати в умовах, регламентованих виробником, практично кожен з них задає робочий тиск в 1,3-2 бару.

Розрахувати відкритий бак дуже просто. Ми говорили, що при нагріванні на 60 ° С до 50-ти літрів води додається ще півтора, тобто для 100-літрової системи надбавка буде дорівнює трьом літрам. Тут дотримується повністю лінійна залежність, яку просто використовувати.

Із закритим баком інша справа. При надмірному тиску коефіцієнт розширення рідин змінюється і це особливо важливо, якщо в якості теплоносія використовується не вода. Відзначимо, що в нормальному режимі роботи бак повинен перебувати в наполовину наповненому стані.

Обсяг розширювального бака ви отримаєте, якщо розділите твір водотоннажності системи, різниці температур і коефіцієнта об'ємного розширення теплоносія на ставлення граничного робочого тиску до мінімального, забраних з одиниці. Мінімальний тиск - це значення тиску на рівні центру бака, коли система заповнена водою без надлишку. Максимальний тиск визначається виробником опалювального обладнання і, відповідно, налаштуванням клапана скидання.

Врахуйте, що в даному прикладі мається на увазі, що і клапан скидання, і бак встановлені в одній точці системи - найнижчої. Для прикладу візьмемо систему з різницею рівнів 4 метри і водотоннажністю 200 літрів. Спершу обчислюємо надбавку обсягу:

• 200 л · 0,00045 · (80 ° С - 20 ° С) = 5,4 літра.

Мінімальний тиск для середини бака складе 0,28 Атм, якщо його центр знаходиться на метр вище нижньої точки системи, максимальне приймемо за 4,5 атм. Розділивши мінімальний тиск на максимальне отримаємо 0,06, а віднімаючи це відношення з одиниці отримаємо 0,94. Таким чином, мінімальний обсяг закритого бака складе трохи більше 5 літрів, а при запасі надійності в 25% - 6,3 літра. Оскільки ми плануємо підтримувати бак в наполовину наповненому стані, його мінімальний обсяг повинен дорівнювати 10-12 літрів.

Монтаж, налагодження та ремонт

Технічно бак може врізатися в будь-яку точку системи і встановлюватися на довільній висоті, але ці значення повинні бути попередньо визначені проектом. Для з'єднання з системою опалення зазвичай використовується той же матеріал, що використаний в обв'язки котельні, але це робиться для зниження витрат.

Регульований клапан скидання зазвичай розміщують відразу під баком, це істотно спрощує ведення розрахунків. Під час заправки системи водою надлишковий тиск створюється водяним насосом, а поточний тиск в баку перевіряється автомобільним манометром через золотник.

Якщо з часом бак приходить в непридатність, це визначається по гідравлічному манометру, який врізають неподалік від котла . При несправному баці різниця тисків системи в холодному і нагрітому стані буде набагато перевищувати робочий діапазон в 1-1,5 атм. Вирішується проблема або повною заміною бака, або його ремонтом з видаленням лопнула мембрани і установкою нової.

Останнє, до речі, неможливо при відсутності у бака фланця для технічного обслуговування, іноді цей критерій дуже важливий при виборі, особливо якщо в якості теплоносія використовуються агресивні рідини. У будь-якому випадку рекомендується монтаж бака через запірну арматуру, щоб не спускати всю систему при його заміні.

рмнт.ру

07.09.16