Расчет расширительного бака для отопления: как сделать своими руками, инструкция, фото и видео-уроки

Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа

В отопительной структуре расширительный бак можно по праву назвать незаменимым элементом. Работа бака обеспечивает полноценное движение теплоносителя без непредвиденных утечек и разрыва труб.

Это явление происходит в процессе нагревания жидкости, её естественного расширения и, как следствие, повышения давления в системе. Излишки теплоносителя как раз и компенсирует расширительный бак.

Расширительный бак открытого типа для систем отопления

Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.

Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.

Для полноценной работы домашних систем, расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива, не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.

Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:

  • «забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
  • выводит воздух, который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
  • особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.

Принцип действия

Рабочий процесс подразделяется на четыре простых этапа:

  • наполненность бачка на две третьих при нормальном состоянии;
  • увеличение поступающей жидкости в бак и возрастание уровня заполнения при нагревании теплоносителя;
  • уход жидкости из бачка при снижении температуры;
  • стабилизация уровня теплоносителя в баке до изначальной позиции.

Конструкция

Форма расширительного бачка существует в трёх вариантах: цилиндрической, круглой или прямоугольной. На верхней части корпуса располагается крышка для осмотра.

Фото 1. Устройство расширительного бачка открытого типа для систем отопления. Указаны составные части.

Сам корпус изготовлен из листовой стали, но при самодельном варианте возможны и другие материалы, к примеру, пластик или нержавейка.

Справка. Бак покрывают антикоррозийным слоем, чтобы предотвратить преждевременное разрушение (в первую очередь, это касается железных ёмкостей).

Система открытого бачка включает несколько различных патрубков:

  • для соединения расширительной трубы, через которую вода наполняет бак;
  • при стыке переливной, для выливания излишков;
  • при соединении циркуляционной трубы, по которой теплоноситель заходит в систему отопления;
  • для подключения контрольной трубы, предназначенной для ликвидации воздуха и регулировки наполненности труб;
  • запасного, необходимого при ремонте для сброса теплоносителя (воды).

Объём

Правильно рассчитанный объём бачка влияет на длительность эксплуатации совместной системы и бесперебойное функционирование отдельных элементов.

Маленький резервуар приведёт к поломке предохранительного клапана, из-за частого срабатывания, а слишком большой потребует дополнительных финансов при покупке и обогревании лишнего объёма воды.

Влиятельным фактором будет и наличие свободного пространства.

Внешний вид

Открытый бак — металлический резервуар, у которого верхняя часть просто закрывается крышкой, с дополнительным отверстием для долива воды. Корпус бака бывает круглым или прямоугольным. Последний вариант более практичен и надёжен при установке и креплении, но круглый имеет преимущество в виде герметичных бесшовных стенок.

Важно! Прямоугольный бак требует дополнительного усиления стенок при внушительном объёме воды (самодельный вариант). Это утяжеляет весь расширительный механизм, который нужно поднимать на самую верхнюю точку отопительной системы, к примеру, на чердак.

Достоинства:

  • Стандартная форма. В большинстве случаев — прямоугольник, который можно установить и подключить к общему механизму самостоятельно.
  • Простая конструкция без чрезмерного количества управляющих элементов, что позволяет легко контролировать бесперебойную работу резервуара.
  • Минимальное количество соединительных элементов, что придаёт корпусу прочность и надёжность в процессе работы.
  • Среднерыночная цена, благодаря вышеизложенным фактам.

Как сделать расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления

Расширительная ёмкость является незаменимым компонентом системы отопления. Для качественной работы необходимо правильно подобрать его объём, поскольку он выполняет функцию компенсации теплового расширения воды или другой жидкости. Если неправильно подобрать элемент, то это может привести к выходу из строя ключевых устройств системы, например, теплогенератора. Расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления сделать несложно.

Главными функциями расширительного бака является принятие на себя лишнего количества теплоносителя в связи с его увеличением (расширением) в системе, а также поддержание необходимого давления. В отопительных системах открытого типа лишний объём расширенного теплоносителя компенсируется за счёт попадания в специальную ёмкость (не мембранный бак) и его перелива в канализацию.

Такая ёмкость является открытой и в то же время выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы. Её объём выбирается произвольно, но он должен быть не менее 5% от общего количества воды. Если к системе не подключён водопровод для залива воды, то бак ещё используется для залива теплоносителя.

Мембранный бак — это закрытая и герметичная ёмкость. Конструктивно она разделена мембраной на две камеры. Принцип работы довольно простой. Одна сторона бака воздушная, а вторая — водяная, которая и подключается к общему контуру с теплоносителем. При расширении воды она вытесняет мембрану в сторону воздушной камеры, тем самым увеличивается давление в ней. За счёт этого давление компенсируется в системе, поскольку воздушная камера более сильно прижимает водяную.

Таким образом, воде при расширении есть куда деваться, а давление при этом остаётся на прежнем уровне. На начальном этапе воздух в камере должен быть под давлением до 1,5 атмосфер, а в процессе работы этот показатель может увеличиваться.

Системы с открытой расширительной ёмкостью используются в малоэтажных зданиях, где объём воды и, соответственно, протяжённость труб относительно небольшие. Во всех системах отопления имеются свои плюсы и минусы, и какую выбирать — зависит от многих факторов. Но для любой из них выделяют определённые требования к установке.

Так, существуют некоторые правила установки расширительной ёмкости открытого типа:

  • ёмкость устанавливается на максимальной высоте относительно всей отопительной конструкции;
  • подача воды осуществляется через специальный патрубок;
  • для слива воды применяется отводная труба, которая устанавливается выше необходимого уровня и ведёт с обратной стороны в канализацию.

Чтобы обеспечить качественную работу естественной схемы, трубы нужно выбирать увеличенного диаметра.

Как правило, бак устанавливают в отапливаемом помещении, к примеру, на чердаке с изоляцией. Но если это невозможно, то его необходимо дополнительно утеплить, что позволит избежать замерзания воды в сильные морозы. Иногда его монтируют непосредственно в помещении с котлом. Поскольку там всегда очень жарко, то дополнительную теплоизоляцию не нужно устанавливать.

При подборе расширительного бака для отопления следует понимать, что закрытая система самотёком работать не может, а нужно обеспечивать соответствующее давление и принудительную циркуляцию теплоносителя.

При установке мембранного бака требуется учитывать некоторые рекомендации, хотя в принципе он может монтироваться в любую точку системы. Нет определённых ограничений по установке в верхней точке, как это может быть в открытой схеме.

Следует учитывать такие факторы:

  • в идеальном варианте располагать бак нужно на обратной трубе до места установки самого циркуляционного насоса;
  • если обнаружено, что основного объёма расширительной ёмкости недостаточно, то можно дополнительно установить агрегат с меньшей ёмкостью;
  • подачу воды в бак лучше делать с верхней его стороны, что позволит избежать попадания воздуха в систему и сохранить рабочее состояние в случае повреждения мембраны.

Можно подбирать устройство исходя из дизайна помещения, чтобы общий вид комнаты не был нарушен. В случае необходимости контроля за давлением ёмкость оборудуется манометром.

Расширительные ёмкости в зависимости от типа устройства и качества материала имеют определённые недостатки и преимущества. Хотя, как показывает практика, преимуществ больше у устройств с мембраной.

Основным недостатком открытой системы можно считать необходимость в увеличении расходов на большой диаметр труб, поскольку для обеспечения естественной циркуляции тонкие трубы не подойдут. Бюджет постройки увеличивается незначительно, но по сравнению с мембранной системой считается относительно небольшим.

Главным плюсом естественной циркуляции является простота обустройства и небольшая стоимость оборудования, а также низкий бюджет на монтажные работы. К положительным факторам можно отнести и отсутствие необходимости в контроле за давлением, установки датчиков и т. п.

Но, с другой стороны, существует достаточно много минусов:

  • применять незамерзающие теплоносители очень опасно, поскольку в их составе имеются токсичные вещества;
  • система медленно разогревается;
  • потери тепла;
  • большой расход электричества;
  • из-за перепадов температур ускоряется износ теплоносителя;
  • можно применять для домов высотой не более двух этажей;
  • постоянный контакт с воздухом увеличивает риск возникновения воздушных пробок и коррозии;
  • монтировать расширительную ёмкость можно только в самой верхней точке системы.

Ещё одним недостатком такой системы можно назвать потери количества воды от испарений и переливов. Из-за этого доливное отверстие должно быть обязательно.

Неоспоримыми преимуществами открытого бака являются простота обустройства и низкая стоимость оборудования, в то время как по функциональности выигрывает мембранная ёмкость, которую ещё называют экспанзоматом.

Она имеет ряд значительных преимуществ:

  • не имеет значения, в каком месте монтировать устройство, оно будет работать одинаково хорошо в любой части системы;
  • благодаря полной герметичности системы можно не бояться использовать антифриз из-за его токсических испарений;
  • система быстрее нагревается, чем открытая, а регулировать температуру можно более точно;
  • минимизация рисков возникновения коррозии и воздушных пробок, поскольку система полностью герметична;
  • экономия на покупке тонких труб, так как их будет достаточно для такой системы;
  • возможна установка в многоэтажных частных домах;
  • не нужно постоянно контролировать уровень жидкости в системе;
  • теплопотери минимальные, и это позволит экономить бюджет на отопление.

Существуют разновидности закрытых устройств, которые являются неразборными. Если мембрана выйдет из строя, то починить устройство не выйдет, нужно будет покупать новый бак.

К минусам агрегата можно отнести необходимость в постоянном контроле за уровнем давления, поскольку мембрана может пробиться, и электричество будет использоваться вхолостую. За месяц может накопиться неплохая сумма. Кроме этого, нужно правильно выбирать материал, из которого изготовлен бак. Существуют определённые требования к его качеству.

Читайте также:  Расчет отопления, подсчет потребления тепловой энергии по СНИП своими руками, методика, нормативы, калькулятор, инструкция, фото и видео-уроки, цена

Выделяется несколько возможных способов, как рассчитать расширительный бак для отопления. Более точный метод — применение математических формул и законов физики. Он может быть выполнен только специалистами в этой области. Но существуют и более простые способы.

Применяется общий метод, где бак нужно подбирать из расчёта 10% объёма от всего количества теплоносителя в системе. Но для более точного результата зачастую используют формулы. Расчёт расширительного бака системы отопления с калькулятором несложно сделать таким образом даже начинающему мастеру.

Простой математический расчёт можно осуществить по следующей формуле: А = ВхС/К. При этом каждый показатель будет иметь такие значения:

  • В — объём теплоносителя;
  • С — уровень расширения воды;
  • К — эффективность работы мембраны.

Каждый показатель необходимо отдельно измерять, это даст точный результат для правильного подбора мощности расширительного бака.

Объём теплоносителя можно измерить с помощью трёх возможных методов:

  1. 1. По мере заполнения системы. Количество рассчитывается в процессе заполнения системы водой.
  2. 2. Геометрический метод. Учитывается внутренний объём всех приборов, где будет находиться теплоноситель.
  3. 3. Обобщение. Можно определить требуемый объём воды из расчёта на 1 кВт мощности 15 литров воды.

Обобщённым методом можно пользоваться и немного по-другому, то есть применять усовершенствованный метод. К примеру, для классических радиаторов отопления нужно 11 литров теплоносителя, для конвекторов — 7, а для тёплого пола требуется до 19 литров воды.

Количество воды в теплообменнике котла указано в технической документации к оборудованию. В трубах это значение определяется протяжённостью труб и их внутренним диаметром.

После того как все показатели будут известны, их необходимо сложить и получить общее значение, которое и применяется для расчётов в формуле.

Эффективность работы мембраны можно рассчитать по следующей формуле: К = (ДМ-ДБ)/ (ДМ+1).

При этом показатели будут иметь следующие значения:

  • ДМ — максимальное давление в системе;
  • ДБ — давление воздуха, которое имеется изначально в воздушной камере.

Расширение воды при нагреве до 95 градусов будет составлять около 4%. Но если в качестве теплоносителя используются незамерзающие составы, к примеру, антифриз, то такой показатель нужно умножать на коэффициент. Если добавок в жидкости до 10%, то умножение происходит на 1,1, если до 30 — на 1,3 и так далее.

Выбрать тип отопительной системы требуется ещё на этапе планирования. Тогда также нужно определиться с тем, какой объём расширительного бака нужен для отопления. Но, как правило, все откладывают выбор размера бачка на момент, когда уже система установлена, а объём известен.

При подборе объёма расширительного бака для отопления в закрытой системе, а также других его характеристик, необходимо учитывать некоторые нюансы:

  • при покупке следует обращать внимание на расположение крепежей, диаметр резьбовых соединений и форму самого бака;
  • подбирать объём баковой ёмкости нужно согласно температурному расширению определённого количества теплоносителя в системе;
  • инструкцию по применению и установке от производителя нужно тщательно изучить, поскольку там имеется много полезной информации, которая позволит предотвратить совершение ошибок.

Покупая такое оборудование онлайн или в магазине, необходимо учитывать и производителя. Зачастую это играет ключевую роль в приобретении качественного оборудования. Даже если оно будет стоит дороже, то стоит остановиться на проверенном изготовителе, поскольку агрегат будет работать бесперебойно долгое время.

Перед запуском требуется настроить давление в системе. Сделать это можно с помощью автомобильного насоса, а контроль осуществляется с помощью манометра. Уровень давления должен соответствовать статическому, который отмечается в столбе теплоносителя в контуре системы отопления.

Таким образом, просчитать необходимые параметры расширительной ёмкости не представляет собой никаких сложностей даже для начинающего мастера.

Расчет расширительного бака для отопления: простой и сложный способы

Эта статья – о том, как рассчитать расширительный бак для отопления в вашем частном доме. Мы приведем необходимые для подсчетов формулы и некоторые дополнительные данные, которые могут понадобиться читателю. Итак, в путь.

На фото – расширительные баки для отопления.

Устройство бака

Прежде, чем мы приступим к вычислениям, стоит понять одну тонкость. Полный объем расширительного бачка и расширение теплоносителя – это два значения, которые взаимосвязаны, но вовсе не равны друг другу.

Это прямо вытекает из схемы работы того устройства, которое мы исследуем:

  • Его емкость разделена на две части упругой резиновой мембраной. Одна часть емкости предназначена для заполнения теплоносителем, вторая же заполняется воздухом с некоторым избыточным давлением.
  • Предназначенная для теплоносителя часть емкости снабжается патрубком для подключения к контуру. Воздушная камера, в свою очередь, комплектуется ниппелем, который позволяет стравить давление или увеличить его с помощью ручного или электрического насоса.

Важно: при запуске отопления в камере расширительного бачка создается избыточное давление, равное гидростатическому. Проще говоря, при высоте верхней точки контура над уровнем монтажа бачка в пять метров он настраивается на давление в 0,5 кгс/см2 (давление в 1 кгс/см2 соответствует напору в 10 метров).

Таким образом, указываемый производителем объем должен вместить и вытесненную тепловым расширением воду, и воздух, который при падении избыточного давления вытеснит ее обратно в контур.

Схема работы устройства.

Схемы расчетов

Простая

Простейшая формула такова: расширительный бачок берется равным 10% от общего количества теплоносителя. Если заполнение контура требует 600 литров воды, вам необходимо 60-литровое изделие; если вы заливаете в отопление 800 литров – 80 и так далее.

Как все простые схемы, эта имеет большую погрешность. Цена ошибки в большую сторону – небольшая переплата за избыточные размеры, а вот при занижении результата относительно необходимого мы получим постоянное срабатывание предохранительного клапана.

Как своими руками выполнить более точный подсчет?

Точная

Более точно нужное нам значение рассчитывается по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:

  • V – искомая величина.
  • Vt – общий объем отопления – радиаторов, труб, котла и т.д.
  • E – коэффициент расширения теплоносителя.
  • D – коэффициент эффективности мембранного расширительного бачка.

Для продолжения нам явно недостает нескольких справочных значений.

Объем теплоносителя в системе

Как можно узнать полную емкость вашей системы отопления?

  • Заполнив ее водой и полностью слив в мерную емкость.
  • Отметив изменения показания водосчетчика при заполнении системы из контура ХВС.
  • Сложив емкости всех отопительных приборов (данные можно найти в документации к ним) и всех трубопроводов (для каждого диаметра они рассчитываются по формуле V=Pi*R^2*H, где Pi = 3,1415, R – половина внутреннего диаметра трубы, а H – ее длина).

Типичные литражи секций радиаторов разных типов.

  • Наконец, емкость сбалансированной системы отопления можно приблизительно оценить из расчета 15 литров на киловатт тепловой мощности котла. Так, котел мощностью 24 КВт обычно подключен к контуру, заполненному 24х15=360 литрами воды.

Коэффициент расширения

В абсолютном большинстве случаев в качестве теплоносителя используется обычная вода. Вот коэффициент ее расширения для разных температур при нагреве со стартового значения в +10С.

Нагрев, градусы по шкале ЦельсияРасширение, %
300,75
401,18
501,68
602,25
702,89
803,58
904,34
1005,16

Обратите внимание: добавка антифризов – этилен или пропиленгликоля увеличивает тепловое расширение, но не так чтобы значительно. Так, при дельте температур в 100 градусов и содержании гликоля в теплоносителе, равном 30%, расширение увеличится лишь на 0,45%.

Добавка антифриза незначительно увеличит расширение теплоносителя.

Коэффициент эффективности бака

Инструкция по подсчету значения эффективности бака тоже довольно проста.

Здесь используется формула вида D = (PV – PS) / (PV + 1). В ней:

  • D – искомый коэффициент;
  • Pv – максимальное рабочее давление (то, на которое выставлено срабатывание предохранительного клапана).
  • Ps – давление зарядки бака. Оно, как мы выяснили ранее, соответствует гидростатическому напору в контуре отопления.

Пример расчета

Давайте выполним подсчет по более точной из схем для следующих условий:

  • Нам предстоит отапливать двухэтажный дом, верхняя точка системы отопления в котором возвышается над расширительным баком на 5 метров.
  • Общая площадь дома со стандартным утеплением составляет 240 метров. Оценим потребность в тепловой мощности котла по простейшей формуле: 240/10=24 КВт.
  • Максимальный нагрев воды, используемой в качестве теплоносителя, возьмем равным 80 градусам.
  1. Стандартный максимум рабочего давления для автономных систем составляет 2,5 кгс/см2.
  2. 5 метров высоты контура дают нам гидростатическое давление в 0,5 кгс/см2.
  3. Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5 – 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.
Читайте также:  Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления: инструкция по монтажу своими руками, низкотемпературные системы, регулировка

Вместо вычислений можно воспользоваться таблицей.

  1. Коэффициент расширения при нагреве на 80 градусов можно принять равным 0,036 (согласно таблице он равен 3,58%).
  2. Полный объем контура, рассчитанный по мощности котла, примем равным 24 х 15 = 360 литров.
  3. Итак, минимальный объем бачка равен (360 х 0,036) / 0,57 = 22,7 литра (с округлением до ближайшего стандартного значения – 24-25 литров).

Линейка стандартных размеров.

Как легко заметить, более сложная схема вычисления в данном случае помогла нам сэкономить относительно более простой 11 – 12 литров емкости.

Заключение

Тратить ли время на точный подсчет или воспользоваться простой схемой – читателю предстоит решить самостоятельно. Как всегда, прикрепленное видео предложит его вниманию дополнительную тематическую информацию.

Как сделать расширительный бак для отопления

Без расширительной емкости не обходится ни одна система водяного отопления. Не исключение и схемы, где теплоноситель движется естественным образом за счет конвекции, а бак ставится открытого типа. Тут появляется возможность сэкономить, если сделать расширительный бачок для отопления своими руками. Для тех, кто хочет так поступить, в данном материале тема изготовления бака будет раскрыта подробно.

Расчет расширительного бака

Для начала немного уточним информацию: расширительные емкости открытого типа (атмосферные) могут ставиться и на системы с принудительной циркуляцией, это выбор домовладельца. Мы заострили на этом внимание, поскольку изготовить в домашних условиях мембранный бачок закрытого типа вряд ли получится, а вот открытый – без проблем.

Но вначале надо понять, какие у него будут размеры, а для этого провести соответствующий расчет.Не вдаваясь в дебри формул, применим старый проверенный способ определения вместительности бачка. Зная, что при нагревании от 20 ºС до 80 ºС вода прибавляет в объеме ориентировочно 4—5%, посчитаем количество воды в системе. При этом следует учесть:

  • объем котлового бака – по технической документации производителя;
  • вместительность радиаторов – по паспорту на изделие;
  • количество теплоносителя в трубах.

Расчет объема воды в трубах достаточно прост. Измеряются длины всех магистралей и подводок с распределением по диаметрам. Затем просчитывается площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее протяженность. Все результаты складываются и получается общее количество воды, к которому прибавляется объем теплоносителя в котле и батареях.

Взяв 5% от общего количества и прибавив еще 5% запаса, определяем, что расширительные бачки открытого типа должны вмещать десятую часть от того, что есть в системе. Ну а зная объем, нетрудно определиться с размерами емкости.

Конструкция емкости

Форму бака можно принять круглой или прямоугольной, это не имеет особого значения. Просто прямоугольный резервуар сделать немного проще. В то же время при больших объемах жидкости квадратный бак потребует усиления стенок, что утяжеляет всю конструкцию. А ведь ее надо поднять на чердак. Круглый сосуд можно изготовить из трубы, но к нему сложнее приладить крышку, да и вместительность его будет меньше. Выбирать вам.

Примечание. Часто домовладельцы, чтобы долго не возиться, делают расширительный бак открытого типа из всяких пластиковых емкостей – ведерок, обрезанных канистр и так далее. Но нам нужен добротный резервуар из металла, поэтому рассуждать о канистрах мы не будем.

В общем случае бак представляет собой металлическую емкость с открытой верхней частью, закрываемой крышкой. В корпус изделия врезаны патрубки для присоединения отопительной системы и шланга перелива. Есть и более совершенная конструкция, где патрубков – 4, функции каждого из них обозначены на схеме:

Тут есть подающая и обратная ветка, присоединяемые к обратной магистрали, чтоб вода не застаивалась, а также контрольный патрубок минимального уровня. Последняя функция очень удобна в эксплуатации, не нужно лезть на чердак, чтобы убедиться в наличии воды. Правда, при таком варианте усложняется и монтаж, придется прокладывать своими руками дополнительные трубки через перекрытия.

Многие домовладельцы обходятся двумя патрубками – для теплоносителя и перелива. При добавлении в систему воды открывают кран и следят за шлангом, выведенным на улицу. Кран подпитки закрывают, когда из шланга побежит вода, но тогда бак полон до краев и при нагреве из него еще долго вытекает теплоноситель через перелив.

Существует и другая конструкция самодельной емкости, хотя ее трудно назвать открытой. Внутреннее пространство бака не сообщается с атмосферой и заполнено водой только наполовину. Оставшаяся часть занята воздухом, играющим роль демпфера при расширении теплоносителя. Этот бак системы отопления имеет трубу для пополнения воды, слива и присоединения к сети трубопроводов. Конструкция показана на рисунке:

Изготавливать и применять такую емкость не стоит и вот почему. При работе системы внутри нее появится избыточное давление, так как выхода для воздуха нет, только аварийный клапан. Значит, под давлением начнется активная диффузия кислорода в теплоноситель, с чем постоянно борются производители полимерных труб. Насыщенная кислородом вода разрушает в первую очередь стальные детали котла.

Изготовление и установка

Чтобы самому изготовить расширительный бачок системы отопления, нужно иметь листовой металл, обрезки труб разных диаметров и пару уголков на тот случай, если надо усилить стенку или выполнить крепление емкости по месту. Из инструментов и приспособлений потребуются:

  • сварочный аппарат;
  • угловая шлифовальная машина;
  • дрель;
  • набор слесарного инструмента;
  • рулетка, угольник.

Примечание. Часто можно услышать совет, что емкость лучше сварить из нержавейки. Совет дельный, он актуален, когда система смонтирована из полимерных или нержавеющих труб. Если же все сделано из металла, то беспокоиться не о чем, можно варить из простой «черной» стали.

Как сварить коробку, знает любой домашний мастер, имеющий навыки сварочных работ. Потом в открытый расширительный бак врезаются патрубки и герметично обвариваются. Крышка изготавливается неплотной, чтобы воздух свободно проходил внутрь. Когда все готово, остается лишь проверить сварочные швы на проницаемость и установить емкость на место, как показано на схеме:

Чтобы зря не обогревать чердачное пространство, после монтажа корпус бака нужно хорошо утеплить, для этой цели подойдут маты или плиты из минеральной ваты. Либо можно обклеить корпус листами пенопласта. Еще некоторые мастера-умельцы автоматизируют подпитку бака с помощью «унитазного» поплавкового комплекта, но это не слишком надежный вариант. Припомните, как часто журчит у вас дома унитаз и вы поймете, о чем речь.

Заключение

Если ваша система водяного отопления предусматривает использование атмосферного расширительного бака, то тратить деньги на его приобретение не всегда имеет смысл, проще сделать своими руками. Даже если вы далеки от сварочного дела, то за такую простую работу мастер возьмет меньше, чем придется уплатить за готовое изделие.

Как рассчитать расширительный бак для отопления

Расчет расширительного бака для отопления обычно выполняется на конечном этапе монтажа системы автономного отопления, поскольку требуется знать суммарный объём циркулирующего в контуре теплоносителя. Открытые системы с самотечной циркуляцией теплоносителя не так требовательны к вместимости резервуара, а для закрытой важно подобрать расширительную емкость, которая способна обеспечить нормальное функционирование системы.

Варианты объёма расширительных баков

Последствия неправильных расчетов

Если вместительность расширительного бака для системы отопления соответствует параметрам системы (независимо от ее типа), давление в контуре на протяжении всего периода эксплуатации будет стабильным. Это обеспечивается за счет того, что излишек жидкости, образовавшийся в результате теплового расширения, полностью выводится в специальный резервуар и возвращается обратно по мере остывания теплоносителя.

В случае, когда объём расширительного бачка для системы был определен неправильно, не избежать перепадов давления в контуре. Это связано с тем, что теплоноситель, которому не нашлось места в расширительном баке, уходит наружу:

  • через перелив в резервуаре открытого типа;
  • через клапан сброса в мембранном баке.

Если «излишки» теплоносителя не сбросить из системы закрытого типа при повышении давления до критических отметок, произойдет авария – лопнут трубы или разгерметизируются соединения.

Что происходит при перепаде давления в расширительном бачке

При остывании объём теплоносителя уменьшается, и его становится недостаточно, поскольку «излишки» ушли из контура безвозвратно. Соответственно, давление в системе резко падает. Это может спровоцировать:

  • остановку работы котельного агрегата, если он снабжен автоматикой, отслеживающей уровень давления;
  • размораживание системы, если автоматический котел остановился в зимнее время, а дом находится без присмотра хозяев.

В случае, когда объём расширительного резервуара недостаточен, контур необходимо регулярно подпитывать водой.

Чаще всего такая ситуация возникает, если котел снабжен встроенным резервуаром, и владельцы дома понадеялись на него, не выполнив соответствующий расчёт.

Обратите внимание! Обязательно проверяйте соответствие параметров расширительного бака, встроенного в котельный агрегат, объёму теплоносителя в системе. При необходимости монтируется дополнительная мембранная емкость.

Если рассчитанный объём бака полностью, без запаса, соответствует количеству «излишков» нагретого теплоносителя, это сказывается на эксплуатации отопительной системы.

Когда бак полностью заполняется, давление возрастает до критического, но границу не переходит, манометр показывает максимальные рабочие значения. В этом случае авария не происходит, обогрев дома идет в дежурном режиме, но функционирование на пределе возможностей весь отопительный сезон губительно действует на отопительное оборудование, снижает его срок службы.

Читайте также:  Акт промывки системы отопления: видео-инструкция по монтажу своими руками, образец бланка, договора, формы, цена, фото

Поэтому рекомендуется приобретать расширительную емкость с небольшим запасом по объёму.

Подбор объёма бака

Рассмотрим, как рассчитать расширительный бак на отопление для системы с естественной циркуляцией теплоносителя. Чтобы сделать соответствующие вычисления для отопления закрытого типа, необходимо знать объём теплоносителя в системе – то есть, суммарный объём всех элементов (котла, приборов отопления, трубопровода, контура теплого пола при его наличии).

Узнать количество теплоносителя можно разными способами:

  • Способ 1. Самый точный вариант – заполнение системы водой через водосчетчик. При его отсутствии можно поступить наоборот – сливать воду из заполненной системы в ведра и вести подсчет ведер.
  • Способ 2. Суммировать объём всех элементов, при этом:
    • вместительность котла указана в паспорте;
    • количество теплоносителя в радиаторах или конвекторах вычисляется, исходя из количества секций (в технической документации есть информация об объёме одной секции) или размеров цельного прибора (данные есть в паспорте изделия);
    • объём жидкости в трубопроводе вычисляется после измерения длины всех проложенных труб по формуле

    Vобщ = π × D 2 × L/4

    (где π=3,14, D — внутренний диаметр трубы в сантиметрах, L – суммарная длина труб в сантиметрах), полученное значение делят на 1000, чтобы перевести в литры.

  • Способ 3. Приблизительный расчет, основанный на данных, полученных на практике. Количество теплоносителя зависит от устройств, которые использованы, чтобы отапливать дом:
    • для теплого пола требуется 17 л жидкости на 1 кВт;
    • для радиаторного отопления – 10,6 л на 1 кВт;
    • для конвекторов – 7 л на 1 кВт.
  • Способ 4. Самый простой вариант, но не слишком точный. Объём теплоносителя в системе вычисляется из расчета 15 л на 1 кВт мощности.
  • Итоговый расчет

    Определив суммарное количество теплоносителя в котельном агрегате и контуре, можно выполнить расчет объёма расширительного бака.

    Для этого можно воспользоваться формулой Vбака=Vсист × k/D , с учетом, что:

    D – параметр эффективности мембранного бака;

    k – коэффициент теплового расширения жидкости, которую планируется использовать в качестве теплоносителя:

    • для воды – 4%;
    • для этиленгликоля 10% – 4,4%;
    • для этиленгликоля 20% – 4,8%.

    Vсист – объём жидкости в системе.

    Если параметр D не указан в паспорте бака, его рассчитывают, используя формулу D = (Pмакс — Pнач) ⁄ (Pмакс + 1) , при этом:

    Рмакс – показатель максимально допустимого давления в системе (в соответствии с этим параметром выполняется заводская настройка предохранительного клапана);

    Рнач – давление в воздушной камере бака при первоначальной накачке.

    Выбирая бачок, следует обратить внимание на максимально допустимые рабочие параметры:

    • температура теплоносителя – до 120°С;
    • давление в системе – до 6-10 Бар.

    Устанавливать допускается только мембранный бак, рабочие показатели которого несколько превышают расчетные значения.

    Обратите внимание! Если вы предполагаете возможность впоследствии заменить в системе воду на антифриз, выбрав подходящую разновидность незамерзайки, следует сразу приобрести бак с соответствующим запасом по объёму, либо впоследствии смонтировать еще один резервуар.

    Выводы

    Чтобы отопительная система работала правильно, необходимо знать, как рассчитать расширительный бак для отопления. Кроме того, устройство следует настроить согласно инструкции от производителя или самостоятельно.

    Во втором случае воздушную камеру при помощи ручного насоса закачивается воздух с таким расчетом, чтобы давление в этой камере было на 0,2 атмосферы ниже рабочего давления котельного агрегата.

    Правильный расчет и настройка мембранного бака помогут обеспечить стабильное давление в отопительном контуре во время его эксплуатации.

    Как рассчитать объем расширительного бака

    Расчет объема расширительного бака выполняется по специальной методике. Ниже приведены алгоритмы вычислений для систем отопления открытого и закрытого типа. Применение представленных рекомендаций поможет получить точный результат без обращения к профильным специалистам и калькулятору.

    Расчет расширительного бака для закрытого типа отопления

    Специальные емкости применяют для компенсации увеличения теплоносителя при повышении температуры. В закрытой системе отопления устанавливают мембранный бак.

    Ниже приведены особенности типовой конструкции с назначением типовых функциональных компонентов:

    • гибкая герметичная перегородка делит рабочий объем на две части;
    • одну – через патрубок подсоединяют к магистрали теплоснабжения;
    • в другую закачивают под необходимым давлением воздух;
    • для создания корпуса применяют устойчивые к процессам коррозии материалы;
    • фиксацию в горизонтальном положении крупных моделей обеспечивает подставка.

    Мембранный расширительный бак устанавливают в любом удобном для пользователей месте. Следует обеспечить удобство доступа для обслуживания. С помощью встроенного штуцера с клапаном добавляют (стравливают) воздух, создавая необходимое давление.

    Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления начинают с определения количества жидкости в системе. Самые точные данные можно получить на стадии заполнения. Также применяют последовательное сложение емкостей трубопроводов, радиаторов, иных компонентов.

    Чтобы рассчитать общий объем теплоносителя быстро, профильные специалисты часто применяют ориентировочные пропорции.

    Ниже приведены значения (в литрах) на 1 кВт мощности котла при подключении разных видов оборудования:

    • стальные конвекторы (6-8);
    • алюминиевые, чугунные радиаторы (10-11);
    • теплый пол (16-18).

    Если для отопления частного дома применяют комбинацию из разных нагревательных приборов, берут 15 л/ 1 кВт. При мощности газового котла 7,5 кВт получится следующий результат вычислений: 7,5*15=112,5 л.

    Подходящие размеры расширительного бака для отопления закрытого типа зависят от нескольких параметров:

    • суммарного объема водопровода и подключенных устройств;
    • типа теплоносителя;
    • максимального давления;
    • температурного режима.

    При заполнении отопительной системы водой происходит увеличение объема на 4% в процессе повышения температуры от 0 С до +95 С. Для предотвращения замерзания в зимний период теплоноситель дополняют этиле
    нгликолем.

    Такая смесь расширяется на 10% больше по сравнению с рассмотренным выше примером (на 4,4%). Аналогичные поправки делают при монтаже холодоснабжения.

    В сводной таблице представлены коэффициенты расширения воды (смеси).

    Эти данные помогут сделать точный выбор расширительного бака:

    Концентрация этиленгликоля в %Температура теплоносителя, °С
    206080100
    0,000130,001770,01710,02900,0434
    200,00640,0080,02320,03490,0491
    400,01280,01440,02940,04070,0543

    Расчет расширительного бака для отопления (О)выполняют по формуле О = (Ос х Кр) / Э, где:

    • Ос – суммарный объем функциональных компонентов;
    • Кр – поправочный коэффициент (из таблицы для определенного состава теплоносителя);
    • Э – эффективность бака.

    Последнюю позицию вычисляют следующим образом Э = (Дс-Дб)/ (Дс+1), где Д – это давления:

    • Дс – максимальное в системе ГВС (норматив для частных домов 2-3 атм);
    • Дб – компенсирующее, которое принимают равным статическому (0,1 атм на каждый метр высоты строения).

    Пример расчета

    Пример ниже показывает, как выбрать расширительный бак для отопления коттеджа со следующими параметрами:

    • площадь общая – 180 м кв.;
    • количество этажей – 3;
    • высота потолков – 2,5 м;
    • теплоноситель – вода с добавлением этиленгликоля 20%;
    • рабочее давление – 2,5 атм;
    • максимальная температура – не более +80С.

    Расчет объема расширительного бака:

    • устанавливают суммарную высоту отапливаемых помещений: 3*2,5 = 7,5 м;
    • компенсирующее давление составит: Дб = 7,5*0,1 = 0,75 атм;
    • определяют эффективность: Э = (2,5-0,75)/(2,5+1) = 0,5;
    • для отопления такого здания понадобится котел мощностью 18 кВт (один кВт на каждые 10 кв. м площади);
    • без точного измерения можно установить приблизительное количество теплоносителя следующим образом: 18*15=270;
    • подставив значения в формулу, вычисляют объем расширительного бака для отопления: О = (270*0,0349)/0,5 = 18,846 л.

    Далее подберем подходящую модель в списке актуальных предложений. Необходимо приобрести бак с запасом по емкости, чтобы исключить проблемы в процессе эксплуатации.

    Расчетным параметрам, например, соответствует Reflex NG 25 со следующими характеристиками:

    • объем бачка – 25 л;
    • способ монтажа – настенный;
    • максимальное давление – 6 атм;
    • температура теплоносителя – не более +120 С;
    • соединительные размеры подводки – 3⁄4 дюйма;
    • диаметр х высота – 28 х 50 см;
    • вес пустого изделия – 4 кг.

    Аналогичным образом приобретают расширительный бак водоснабжения: выбор, установка соответствуют приведенным выше рекомендациям. Главное отличие – использование в транспортной системе только чистой воды, чтобы бак для водоснабжения был подобран корректно.

    Следует использовать в ходе вычислений необходимые коэффициенты расширения. В формулах учитывают емкость транспортной системы и котла.

    Расширительный бак для водоснабжения (горячего) рассчитан на меньшую эксплуатационную температуру по сравнению с рассмотренным выше аналогом (до +70 С). Чтобы исключить ошибки производители применяют голубую и красную окраску внешней поверхности корпуса (ГВС и отопление соответственно).

    Вместе с тем повышают прочность, чтобы исключить повреждение гидроударами. Серийные изделия способны выдержать увеличение напора до 10-12 атм.

    Подбор расширительного бака для ГВС выполняют одновременно с запорными устройствами, манометрами, другими сопутствующими деталями.

    Как рассчитать объем расширительного бака для открытой системы отопления

    В системе открытого типа специалисты советуют установить бак в самой высокой точке. Такое решение вместе с компенсацией расширения обеспечит удаление воздуха без дополнительных приспособлений. Разумеется, помещение должно быть отапливаемым. Если решено использовать свободное пространство под кровлей, понадобится соответствующее утепление.

    Точный расчет расширительного бака системы отопления в этом случае не требуется. Для предотвращения аварийных ситуаций патрубок, встроенный в стенку емкости на определенном уровне, соединяют с канализацией.

    Добавить комментарий