До складу кожної опалювальної системи входить ряд елементів, без яких її нормальне функціонування неможливо. Один з таких елементів - расширительная ємність, про її призначення і пристрої буде розказано в даній статті. Також ми розглянемо, як підібрати розширювальний бак для опалення приватного будинку.
Для чого потрібен розширювальний бак?
Ще зі шкільного курсу фізики всім добре відомо, що будь-яке тіло при нагріванні розширюється, а рідина і газ збільшуються в обсязі. На відміну від газу рідина - середовище нестисливої і якщо її нагрівати в закритій посудині, яким є і бак для котла, то це призведе до зростання тиску всередині нього, оскільки розширюватися їй нікуди. В результаті може статися розрив стінок резервуара.
Уявіть теплоносій, що нагрівається в трубопроводах від температури 20 ºС до 80 ºС. Якщо не поставити розширювальний бак в системі опалення, то при нагріванні рідкого середовища тиск в мережі сильно зросте і вода може прорватися назовні в самому слабкому місці. Добре, коли є запобіжний клапан безпеки. Через нього і піде зайва вода, оскільки більше їй діватися нікуди. При відсутності клапана теплоносій просто прорветься назовні на якомусь із з'єднань.
Розширювальний бак потрібен для розміщення зростаючого в обсязі теплоносія, коли він нагрівається. При цьому під час охолодження він повертається назад в систему.
У разі коли воду скидає запобіжний клапан, то після охолодження повернути її назад він не може і запустить на місце, що звільнилося повітря. Це призведе до утворення повітряної пробки, а вона не дасть системі нормально працювати.
Типи розширювальних бачків
Зовні розширювальні баки для опалення можуть відрізнятися за формою і розмірами, що визначаються розрахунком. Зазвичай це резервуар, підключений до опалювальної системи за допомогою однієї труби. Однак, у різних типів ємностей є конструктивні відмінності, та й застосовуються вони в різних випадках. Щоб правильно вибрати бак, треба розуміти ці відмінності, тому спочатку представимо перелік існуючих видів:
- відкритого типу;
- закриті, забезпечені мембраною.
Ємності відкритого типу
Ці бачки застосовуються для відкритої системи опалення (інакше - гравітаційної, самопливної) і являють собою металевий резервуар з відкритим верхом довільної форми. До верхньої частини бічної стінки приварений патрубок для приєднання шланга або труби переливу, теплоносій до баку підводиться знизу. Елемент встановлюється вище всієї системи на трубопроводі, що подає, як правило, на горищі будинку.
Примітка. Говорячи правильним технічною мовою, відкрита система - це та, з якою безпосередньо відбирається вода на потреби ГВП. У приватних будинках вона не використовується, тільки в централізованих мережах. Відкритої помилково називають схему з природною циркуляцією теплоносія.
Будь-розширювальний бачок для опалення відкритого типу виконує 2 функції:
- служить для компенсації розширення теплоносія;
- виробляє видалення повітря з системи, оскільки його верх повідомляється з атмосферою.
У цьому полягає його перевага, але воно не єдине. Відкрита ємність може успішно і довговічне служити також і в системах з примусовою циркуляцією, оскільки пристрій бака дуже просте, там нема чому ламатися. Однак, і недоліків у нього чимало:
- бачок, встановлений на горищі, вимагає хорошого утеплення;
- протягом сезону необхідно постійно спостерігати за рівнем води в баку і своєчасно його поповнювати;
- теплоносій постійно насичується киснем з атмосфери, чому швидше піддаються корозії металеві деталі котла;
- додатковий витрата матеріалів і складності при монтажі.
Закритий мембранний бак
Більш сучасний закритий розширювальний бак - це посудина циліндричної форми з вбудованою всередині гумовою мембраною. Використовується в схемах з примусовою циркуляцією теплоносія і встановлюється в приміщенні топкової. Підведення теплоносія здійснюється також знизу, зверху апарату встановлений сервісний золотник для закачування повітря.
Гумова мембрана (в народі - «груша»), якій забезпечений закритий розширювальний бак системи опалення, буває 2 видів:
- у вигляді діафрагми;
- балонного типу.
Примітка. Ємності деяких виробників мають знімну «грушу», що дає можливість її поміняти при появі тріщин.
Форма мембрани особливого впливу на роботу апарату не робить, хоча в бачку другого типу поміщається трохи більше води. З іншого боку від «груші» закачано повітря (іноді - азот) під певним тиском, його необхідно налаштовувати під кожну систему індивідуально. Всі закриті розширювальні бачки діють однаково просто: при нагріванні теплоносія тиск в мережі зростає, мембрана розтягується і запускає воду всередину бака. При охолодженні все відбувається у зворотному порядку.
Герметичний розширювальний бачок для газового котла настінного типу часто вбудований всередину теплогенератора, оскільки володіє малими габаритами. Крім того, апарат не повідомляється з атмосферою і дифузія кисню в теплоносій повністю виключається. Слабке місце таких бачків - мембрана, термін її служби дуже рідко дотягує до 10 років, і не завжди є можливість її замінити.
Існує і третій вид компенсаційних пристроїв - вакуумний розширювальний бачок для опалення закритого типу без «груші». У продажу їх знайти важко, та й немає сенсу, оскільки така конструкція - найбільш невдала. Роль мембрани в ємності грає сам повітря, що призводить до його активної дифузії в воду, а це неприпустимо. І потім, рівень в ємності буде весь час підвищуватися, в результаті компенсувати розширення стане нікуди.
Рекомендації по вибору
Якщо в будинку планується або вже змонтована схема з природною циркуляцією, то розширювальний бак відкритого типу - як раз для вас. Мудрувати з вакуумним бачком тут не варто, пам'ятайте, що вода в такій системі рухається тільки за рахунок різниці питомої ваги і апарат може не зіграти свою роль. Відкритий посудину можна купити, а можна і змайструвати самостійно, головне, - вірно провести розрахунок обсягу розширювального бака, про що ми розповімо нижче.
З вакуумними мембранними судинами справа йде трохи складніше. Є одне застереження: опинившись в магазині серед безлічі подібних виробів, не переплутайте бачок для опалення з гідроакумулятором для водопостачання. Зовні вони дуже схожі, навіть колір може бути однаковим, так що підбір бака за цією ознакою виключається. Відрізняються резервуари з напису на табличці, для опалення зазначена робоча температура до 120 ° С і тиск до 3 Бар. На гидроаккумуляторе, відповідно, до 70 ºС і тиск до 10 Бар.
Здійснюючи вибір, також варто звернути увагу на можливість заміни «груші» на випадок її виходу з ладу. Розмір апарату підбирається за результатами розрахунку бака закритого типу.
Розрахунок розширювального бака
У технічній літературі і на просторах інтернету можна знайти безліч методик, за якими виконується розрахунок розширювального бака для системи опалення з природною і примусовою циркуляцією теплоносія. Але в більшості своїй вони містять масу складних формул з прив'язкою до потужності котла і іншим параметрам. Ви не помилитеся, якщо скористаєтеся простішим способом визначення обсягу бака.
Спосіб заснований на твердженні, що кількість води в системі при максимальному нагріві зросте не більше, ніж на 5%. Тобто, спочатку вираховує об'єм води в такий спосіб:
- кількість теплоносія в котловому баку - по паспорту;
- обсяг води в трубопроводах - за формулою площі круга знаходите площа поперечного перерізу кожної труби і примножуєте її на довжину;
- місткість радіаторів - теж по паспорту на виріб.
Підсумувавши результати, здійснюєте підбір і розрахунок розширювального бака з запасом, взявши не 5, а 10% від отриманої суми. Це і буде його місткість.