При нагревании любой теплоноситель расширяется и увеличивается в размерах. В результате давление в закрытой системе отопления постепенно растет и достигает критической отметки. Мембранный расширительный бак системы отопления предназначен предотвратить разрушение узлов и трубопровода вследствие расширения теплоносителя.
Основной функцией расширительного бачка является оптимизация рабочего напора в системе обогрева. Закрытые системы отопления не могут нормально работать, если к ним не подключен мембранный бак для отопления.
Устройство мембранного расширительного бака
Хотя мембранные расширительные баки в зависимости от производителя и предназначения могут отличаться, но некоторые детали остаются неизменными в любой приобретаемой модели. А именно:- Корпус из металла - обязательным условием производства баков является возможность выдерживать предельные нагрузки без нарушения герметичности.
- Мембрана - должна быть высокоэластичной и способной реагировать на изменяющееся давление, связанное с нагревом теплоносителя. Одновременно к мембране предъявляются высокие требования относительно прочности. Обычно при производстве мембраны используют резину.
Устройство мембранного бака отопления для закрытых систем отопления подразумевает использование баков со сменными и несменными диафрагмами. У каждой конструкции есть как свои преимущества, так и недостатки.
Как работает мембранный расширительный бак
Принцип работы мембранного расширительного бака-накопителя основан на использовании физических законов. После нагревания теплоносителя происходит следующее:- Вода или антифриз начинает расширяться, в результате увеличивается его объем в системе.
- Конструкция расширительного бака мембранного типа подразумевает его наполнение газом.
- Мембрана является своего рода прослойкой между газом и теплоносителем.
- При нагревании жидкость, расширяясь и создавая давление, поступает в бачок и вытесняет воздух или газ.
- После того как давление теплоносителя падает газ выталкивает теплоноситель из бачка с помощью мембраны.
- Работа клапана безопасности в системе отопления с мембранным баком заключается в сбросе излишнего давления газа в случае большого расширения теплоносителя. Клапан сброса давления обеспечивает безопасность работы системы в случае перегрева жидкости или антифриза.
Для нормальной работы отопления в мембранном баке должно быть давление соответственное высоте верхней точки. Если бачок устанавливается в двухэтажный дом и максимальная высота от котла на первом этаже до радиатора на верхнем 7 метров, тогда в расчеты принимаем 0,7 и прибавляем к нему 0,5. Получаем первоначальное давление при подаче теплоносителя в системе. Полученный коэффициент для бачка должен быть ниже на 0,2. Получается, что норма давления в расширительном бачке мембранного типа в этом случае 1 атм.
Как и все отопительное оборудование, мембранный бачок нуждается в обслуживании. В нем необходимо поддерживать соответствующее рабочее давление и заправлять газом или воздухом время от времени.
Виды расширительных бачков системы отопления
Каждый производитель вносит в конструкцию закрытого расширительного бачка нововведения. Но в основном все модификации можно разделить на несколько групп в зависимости от используемой мембраны. А именно:- Мембрана расширительного бачка в виде диафрагмы. Такое устройство больше напоминает бочонок, разделенный подвижной резиновой перегородкой. Поступая в свой отдел жидкость, наполняет резервуар, а после под давлением начинает сжимать газ, постепенно двигая мембрану. Это устройство не всегда эффективно для домов с малой отапливаемой площадью.
- Круглые мембранные баки баллонного типа. В этом случае воздушная камера находится по периметру всего резервуара. Она окружает камеру для воды. Во время увеличения давления эта камера начинает расширяться подобно надуваемому резиновому шарику. Уникальность такого устройства состоит в том, что с его помощью удается более точно контролировать давление теплоносителя, даже в закрытых системах с небольшим объемом жидкости в трубопроводе.
- Несъемная мембрана. Диафрагма крепится по всему периметру. Предназначены несъемные мембраны для использования в частных системах отопления и для обогрева коттеджей. Допускается ограниченное использование и монтаж в небольших промышленных объектах.
- Бак со сменной мембраной. Представляют собой полую грушу. Съемные мембраны способны эффективно работать в системах с большой интенсивностью нагревания теплоносителя и высоким атмосферным давлением. Преимуществом такого устройства является возможность замены диафрагмы. Недостатком то, что к выполнению работ по смене мембраны предъявляются высокие требования. Не допускается перекоса мембраны при ее установке.
Роль расширительного бака в системе отопления не сводится исключительно к амортизации избыточного давления. Перед выбором подходящего устройства необходимо определить, с какой именно целью его планируют использовать.
Как рассчитать объем расширительного бака мембранного типа
Выбирая резервуар необходимо обращать внимание на следующие несколько показателей:- Диапазон температур, считающихся рабочими для устройства.
- Эластичность мембраны.
- Диффузионная устойчивость.
- Динамические показатели.
V=(V сис ×K)÷D
Объем расширительного бака для закрытой системы отопления составляет согласно этой формуле произведение объема системы V сис и коэффициента увеличения теплоносителя К (он составляет 4%) разделенное на эффективность самого бачка.
D=(Pmax-P нач)÷(Pmax+1)
P
- в данном случае является сокращением обозначающим максимальное и начальное давление. С помощью этих двух формул можно легко выполнить расчет и подобрать необходимую модель.
Кроме стандартного круглого устройства можно приобрести прямоугольный расширительный бак мембранного типа, он более удобен в эксплуатации и имеет привлекательный внешний вид.
Как установить расширительный бак мембранного типа
Установка расширительного бака в закрытой системе отопления выполняется достаточно просто. Единственным условием для подключения является понимание основных принципов работы. Выполнить монтаж можно соблюдая следующие рекомендации:- Расширительный бачок лучше установить перед, а не после циркуляционного насоса, это поможет избежать скачков в напоре. Остальных ограничений относительно места установки не существует.
- После установки необходимо проверить соответствует ли рабочее давление устройства с тем, которое необходимо. Сделать проверку можно достаточно просто, если при подключении установить датчик давления в баке. Датчик, измеряющий давление в баке устанавливается непосредственно на входе. Если существующие показатели не соответствуют требуемым, необходимо сбросить воздух и прокачать устройство заново, до тех пор, пока напор диафрагмы не будет соответствовать требуемому.
- Расширительный бачок при закрытой системе отопления правильно монтируется таким образом, чтобы впускной клапан (водяной патрубок) был направлен вниз. Это позволит слить теплоноситель, даже в случае выхода мембраны из строя. Некоторые модели имеют указатель уровня теплоносителя, позволяющий определить, выполнен ли слив жидкости из системы полностью.
Установка мембранного бачка является обязательным условием для монтажа схемы отопления закрытого типа. Некоторые котлы уже укомплектованы таким устройством, в таком случае при необходимости допускается монтаж дополнительного резервуара.
В автономной отопительной системе обязательно присутствует расширительный бак для отопления, или компенсатор. Его функция заключается в компенсации избыточного давления, которое возникает в системе при расширении теплоносителя вследствие нагрева. При быстром повышении температуры жидкий теплоноситель расширяется и возникает скачок давления, так называемый гидравлический удар. Он может разрушить элементы трубопровода и соединительной арматуры. Другие названия расширительного устройства: гидроаккумулятор, экспансомат.
Устройство и принцип работы расширительных баков для отопления
Системы отопления бывают открытые и закрытые. Соответственно, расширительные бачки отопления существуют открытого типа и закрытого.
Баки открытого типа
Открытый расширительный бак для отопления – это ёмкость в форме параллелепипеда, выполненная из нержавейки. Такой бак ставится в самой высокой точке открытой отопительной системы, обычно на чердаке.
К бачку подключаются трубы:
- магистральная;
- циркуляционная;
- сигнальная, с запорным устройством.
В отопительной системе этого типа теплоноситель (вода) циркулирует естественным образом, без насосов. Несмотря на сравнительную дешевизну и простоту такого отопления, оно постепенно уходит в прошлое из-за многочисленных недостатков.
- В открытом баке теплоноситель постоянно испаряется, поэтому нужно контролировать уровень воды и по мере необходимости подливать. По этой же причине проблематично использовать другой теплоноситель, например антифриз – он испаряется ещё быстрее.
- Возможен перелив воды из бака, поэтому необходимо предусмотреть её отвод в канализацию или дренаж.
- Открытый расширительный бачок требует хорошей теплоизоляции, чтобы вода не замёрзла в сильные морозы.
- Для установки на чердаке потребуются дополнительные трубы и соединительные элементы.
- Воздух, попадая из расширительного устройства в систему, провоцирует коррозию трубопровода и радиаторов, а также приводит к появлению воздушных пробок.
Система с открытым компенсатором подходит для отопления небольших одноэтажных домиков. Более крупные дома отапливаются закрытыми системами.
Баки закрытого типа
Закрытый, или мембранный расширительный бак системы отопления, содержит внутри эластичную мембрану, которая делит внутренний объём бака-компенсатора на два отсека, газовый и жидкостный. В газовой части содержится воздух под давлением (в некоторых моделях – азот или инертный газ), а в жидкостную поступают излишки теплоносителя при нагреве.
Бак закрытого типа (мембранный)
Чем выше температура, тем больше заполняется жидкостная часть гидроаккумулятора. Газовая часть при этом сокращается и давление в ней возрастает. При достижении порогового значения срабатывает предохранительный клапан, лишнее давление сбрасывается. А когда отопительная система остывает, то происходит обратный процесс, и теплоноситель возвращается из бака в трубопровод.
Принцип работы мембранного расширительного бака
Есть два вида мембранных компенсаторов.
- С мембраной диафрагменного типа. Это небольшие по размеру бачки. Диафрагменная мембрана в них несъёмная и не подлежит замене: если она порвётся, то придётся полностью менять прибор.
- С баллонной (грушевидной) мембраной. Её можно менять при износе, она используется в крупных тысячелитровых баках.
Объем расширительных баков для отопления может варьироваться в широких пределах от двух до нескольких тысяч литров. Форма закрытого гидроаккумулятора – плоская либо цилиндрическая. В плоском расширительном баке мембрана-диафрагма расположена вертикально, в цилиндрическом горизонтально.
Стоит обратить внимание: мембранный компенсатор иногда ошибочно называют вакуумным расширительным бачком для отопления. Однако вакуум в этом устройстве не используется. В отопительной системе может быть вакуумный деаэратор для удаления из воды микропузырьков воздуха.
Установка мембранного расширительного бачка
В отличие от открытого, мембранный гидроаккумулятор можно для удобства обслуживания установить прямо в тепловом пункте, рядом с котлом. Обычно его ставят на прямом участке перед циркуляционным насосом, желательно так, чтобы вода (или иной теплоноситель) поступала в компенсатор сверху. Он обязательно должен быть снабжён манометром, предохранительным клапаном и подключён к обратке.
Гидроаккумуляторы объёмом до 30 л крепят на стену, более крупные устанавливают на полу. При монтаже на стене бак следует крепить надёжно, поскольку его вес резко увеличивается при заполнении водой.
Несколько мембранных баков в тепловом пункте
Важные рабочие характеристики и расчёт объёма компенсатора
При подборе расширительного бака учитывают максимальную рабочую температуру и давление. Например, теплоноситель может нагреваться до +120° С, а пиковое давление в расширительном бачке отопления может доходить до 6-10 бар (обычное среднее значение 2-4 бар). Поэтому важны характеристики мембраны, её долговечность, термостойкость, соответствие санитарным нормам.
Объём компенсатора зависит от объёма теплоносителя в целом в системе. Необязательно рассчитывать объём математически точно, часто применяют упрощённый метод: выбирают бак с ёмкостью, равной 10% от полного объёма теплоносителя. А если этот объём неизвестен, то исходят из мощности котла и вида приборов отопления. Соотношения такие: для батарей отопления принимают – 11 л/кВт, для тёплых полов – 17,5 л/кВт, для настенно-напольных обогревателей – 7,5 л/кВт.
Если ёмкость выбранного компенсатора оказалась недостаточной, то предохранительный клапан будет сбрасывать давление слишком часто. В этом случае достаточно приобрести и подключить параллельно ещё один расширительный бачок.
Довольно сложно учесть все нюансы, тем более что в каждом доме система отопления обязательно имеет свои особенности. Чтобы не ошибиться при выборе и монтаже устройства, лучше обратиться в специализированную компанию.
Видео: монтаж расширительного бака
Очень важным элементом в отоплении является расширительный бак, он помогает убирать лишнее давление в отопительной системе, когда в ней повышается температура. Баки для отопительной системы бывают закрытого и открытого типа. Открытые имеют целый ряд недостатков, а вот мембранные (закрытые) более совершенны и у них отсутствуют недостатки, которые есть у открытых емкостей.
Расширительные мембранные баки Reflex V 1000 предназначены для того, чтобы компенсировать изменение в объеме воды, они могут происходить, когда вода нагревается. Выбирая расширительный бак для своей системы отопления, нужно уделить особое внимание материалу и качеству изделия с прочным и надежным корпусом. Одним из таких надежных баков является модель Reflex n 1000 для закрытых отопительных систем.
Описание конструкции и принцип работы
Все баки немецкой компании Reflex выполняются из листовой стали самого высокого качества. Такая модель, как Reflex N 1000 является расширительным напорным баком с незаменяемой мембраной . Он предназначен для использования в закрытых отопительных системах, холодоснабжения и для систем с солнечным коллектором. Он создавался с целью компенсации объема теплоносителя в период нагрева или охлаждения жидкости.
Емкость с мембраной изготовлена из материалов высокого качества имеет полимерное покрытие, эта модель предлагается в красном и сером цвете. Мембранная емкость Reflex N 1000 разделена на две части (камеры) мембраной. В одной из них находится низкоинертный газ - азот, его специально туда закачивают под давлением, во второй камере находится вода.
Когда вода начинает нагреваться, то избыточный объем жидкости поступает в мембранный бак, этот процесс приводит к сжатию газа , который содержится в другой части агрегата. Во всей емкости начинает создаваться незначительное давление, чтобы не сработал предварительный клапан. Когда вода остывает, она опять возвращается обратно под давлением газа.
Особенности и технические характеристики
Расширительные мембранные емкости нашли широкое применение. Чаще всего их устанавливают в частных домах, но также они используются и в промышленных комплексах. Модель бака Reflex N 1000 имеет следующие технические характеристики:
- Отопление +холодоснабжение
- Мембрана незаменяемая
- Резьбовое подсоединение
- Современный привлекательный дизайн
- Качественное полимерное покрытие.
Расширительная емкость от немецкого производителя Reflex N 1000 обладает такими характеристиками, как:
У мембранной емкости есть важное преимущество - герметичность и подвижность мембраны создает в обеих камерах, там, где вода и газ, одинаковое давление . Такое свойство предохраняет систему в целом от разгерметизации.
Сборка и уход за прибором
Подсоединение расширительного бака происходит через запорную арматуру, это дает защиту от непредвиденного отключения емкости от системы отопления. Его также можно подсоединить к многокотельной системе для каждого индивидуального котла, так и для всей системы.
Расширительный мембранный бак Reflex нуждается в ежегодном профилактическом осмотре. Необходимо провести замеры начального давления сначала в воздушной камере , а затем измерить давление в камере с водой. Перед тем как проводить обслуживание бака его нужно отключить от системы, водяная камера должна быть пустой, воду можно слить через устройство для слива.
Применение мембранного бака Reflex и его гарантия качества
Reflex является универсальным мембранным расширительным баком с мембраной. Вся линейка продукции Reflex отличается прочной конструкцией и надежностью в эксплуатации, не нуждается в дополнительных энергетических затратах при работе. Благодаря своим отличительным свойствам и техническим характеристикам успешно применяются в индивидуальном строительств е, а также в промышленных и жилых объектах.
Защитное полимерное покрытие служит надежной защитой от повреждений с внешней стороны. Система оснащена всем необходимым, чтобы быть удобной для конкретных условий эксплуатации.
Заключение
Все расширительные емкости производителя из Германии Reflex обладают высоким качеством, их покрытие устойчиво к воздействию любой среды, выдерживают различные температурные колебания. Конструкция вся в целом предназначена для обеспечения компенсации теплоносителя в случае, когда в процессе эксплуатации температура в агрегате Reflex N 1000 нагревается или остывает.
Учитывая немецкое качество, вся система показала себя очень надежной, данный агрегат уже успели оценить многие граждане, поэтому многочисленные отзывы о баке Reflex N 1000 только положительные. Продукция немецкой компании подтверждена всеми необходимыми сертификатами.
- Предлагаем купить Для систем питьевого водоснабжения с доставкой, в интернет магазине "Tavago".
- Цена на Для систем питьевого водоснабжения от 1115 рублей.
- Прочитать инструкцию и отзывы о Для систем питьевого водоснабжения.
Расширительные баки для систем водоснабжения
или гидроаккумуляторы применяются в системах подачи питьевой воды. Они решают задачу хранения определенного запаса воды и поддержания нужного давления в питьевом трубопроводе. Напорные баки используются как вспомогательное оборудование закрытых систем водоснабжения. В открытых конурах они не нужны, потому что там используются резервуары, установленные в верхней точке системы.
Гидроаккумулятор для водоснабжения
является мембранным напорным хранилищем воды закрытого типа. Он представляет собой стальной сварной резервуар объемом нескольких литров до нескольких сотен литров. Внутри бака располагается мембрана, которая, обычно, изготовлена из синтетического каучука или эластичной резины. Она имеет форму полой груши, которая при избыточном давлении заполняется водой. Растянувшаяся мембрана с полным запасом воды повторяет форму резервуара. Это очень похоже на старый футбольный мяч с резиновой камерой, только вместо воздуха в камере (мембране) находится вода. Пространство между мембраной и внутренней поверхностью бака заполняется под некоторым давлением инертным газом, что исключает контакт воды с металлом резервуара и обеспечивает напор для последующей подачи воды в магистраль.
Насос, подающий в магистраль воду, не работает безостановочно - ему тоже нужна передышка. Поэтому, когда потребитель открывает кран, чтобы набрать воды, она будет под давлением поступать из своего временного хранилища - напорного мембранного бака. Так будет происходить до тех пор, пока давление в системе не упадет ниже номинального. И лишь тогда происходит включение насоса, работа которого обеспечит необходимый напор в системе.
Таким образом, расширительные баки для водоснабжения, автоматически выполняя несложную механическую работу по запасанию и последующей подаче потребителю воды, сберегают насосы от преждевременного износа за счет сокращения их периодов пусков/отключений. При этом, чем больше емкость гидроаккумулятора для системы водоснабжения, тем больше там накопится запасов воды и реже будет потребность во включении насоса. Кроме того мембранные баки для водоснабжения в состоянии обеспечивать потребителя водой во время перебоев с подачей электроэнергии - вода из гидроаккумулятора под давлением будет поступать в водопроводный кран даже без участия насоса.
Стоимость гидробака зависит от объема воды, которую он может аккумулировать, и от фирмы-производителя. Она составляет от 1 тыс. рублей за модели малой емкости до 50 тыс. рублей за баки объемом ½ кубометра. Поэтому степень комфорта при пользовании питьевым водопроводом будет связана с бюджетом, который выделен на приобретение мембранного бака для системы водоснабжения.
Салон инженерной сантехники «Tavago» предлагает большую товарную группу мембранных гидроаккумуляторов для питьевого водоснабжения от ведущих зарубежных (Reflex, GWC) и отечественных (Джилекс, Valtec) производителей.
Wester WRV-8 – мембранный бак для систем отопления.
Расширительный мембранный бак — элемент закрытой системы отопления, предназначенный для компенсации теплового расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления.
Примечание! Помимо применения в системах отопления, мембранные баки также используются в системах водоснабжения. Они «смягчают» гидроудары, возникающие при включении/выключении насосных станций, а также поддерживают постоянное давление в системе.
Конструкция мембранного бака
Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, покрытый красным эпоксидным лаком (также существуют баки, покрытые синим лаком, но они предназначены для холодной воды). В корпусе расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга подвижной газонепроницаемой мембраной (диафрагмой), изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.
Мембрана практически полностью исключает взаимодействие теплоносителя и газа. Отсутствие такого взаимодействия позволяет дольше сохранять предварительное давление в газовой камере, что положительно влияет на срок службы бака.
Примечание! Современные высококачественные мембраны не просто вытягиваются под давлением расширяющегося теплоносителя, а как бы «прилипают» к стенкам бака. Такой принцип работы позволяет увеличить срок службы мембраны.
Бачок Reflex в разрезе.
Обе камеры имеют одинаковое давление, что позволяет сохранить герметичность этого участка отопительной системы. Воздушная камера заполняется азотосодержащей смесью. При расширении теплоносителя азот «спрессовывается», позволяя теплоносителю «войти» в водяную камеру.
Большинство современных мембранных баков для отопления имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать самостоятельно в домашних условиях при помощи насоса или компрессора. Однако следует помнить, что закачивать рекомендуется именно азот, а не воздух. Дело в том, что содержащийся в воздухе кислород будет вызывать ускоренную коррозию стенок корпуса бака, что неизбежно сократит срок службы устройства. Азот же является нейтральным и не способствует коррозии.
Балка для бака и группы безопасности. Производитель: ООО «РОСТерм Северо-Запад», Санкт-Петербург.
Расширительный бак мембранного типа Imera.
Корпус бака обладает отводом с внешним резьбовым соединением, который упрощает процесс установки. В зависимости от модели резьба может быть:
- У баков низкого давления (от 0,5 до 1,5 бар) – 3/4″ или 1″;
- У баков среднего давления (1,5 бар) – 1″;
- У баков высокого давления (от 3 бар и выше) – от 1″ до фланцевого соединения Ду 100;
Принцип работы мембранного бака
При запуске системы отопления, теплоноситель нагревается и увеличивается в объеме. Этот избыточный объем перемещается в водяную камеру расширительного бака. После остывания теплоносителя, давление в воздушной камере, выдавливает мембрану, тем самым вытесняя теплоноситель из водяной камеры обратно в отопительный контур.
Помимо этого, как уже было отмечено выше, мембранный бак поддерживает требуемое давление во всей системе отопления. Так например, если где-то произошла несущественная утечка теплоносителя, то во всей системе должно упасть давление, однако этого не происходит, т.к. давление в воздушной камере будет выталкивать мембрану, а с ней и теплоноситель обратно в систему, тем самым создавая ограниченную подпитку.
Мембранный бак с группой безопасности.
Мембрана может быть повреждена в результате неправильной эксплуатации:
- Есть вероятность разрыва мембраны в случае, если при заполнении теплоносителем водяной камеры, не было создано необходимое давление в воздушной камере;
- Перед спусканием газа из воздушной камеры, необходимо перекрыть и слить теплоноситель из водяной камеры.
Расчет бака
Нагрев на каждые 10°C дает увеличение объема теплоносителя в среднем на 0,3-0,4%. Исходя из этих данных рассчитывается необходимый объем бака.
Процент расширения теплоносителя (воды) в зависимости от температуры нагрева:
Важно! Любой мембранный бак для отопления оснащается шаровым краном со сливом, который позволяет перекрыть поступление теплоносителя к баку. Это необходимо для осуществления быстрой, удобной замены бака в случае его выхода из строя.
Расширительный бак открытого типа
В настоящий момент данная разновидность расширительных баков практически не используется, т.к. имеет следующие недостатки:
Открытый расширительный бак.
- Теплоноситель находиться в постоянном контакте с воздухом, что приводит к завоздушиванию системы и появлению воздушных пробок. Поэтому необходимо регулярно удалять воздух или требуется . В противном случае, воздух может привести к коррозии отдельных элементов системы отопления, а также к снижению теплоотдачи отопительных приборов;
- Из-за постоянного нахождения теплоносителя в контакте с воздухом, происходит его испарение. Приходиться регулярно добавлять теплоноситель в систему;
- Циркулирующие по отопительной системе воздушные микропузырьки создают неприятные шумы в трубах и радиаторах, а также приводят к преждевременному износу деталей . К тому же, микропузырьки «снижают характеристики» циркуляционного насоса;
- В отличии от мембранного бака, который может быть установлен в любой точке системы (рядом с котлом, в подвале,…), расширительный бак открытого типа устанавливается только в наивысшей точке. Это приводит к удорожанию системы, т.к. необходимо использовать дополнительные трубы и фитинги для монтажа бака в верхней точке.
Видео