Расширительные баки для систем питьевого водоснабжения. Нюансы подбора расширительного бака для системы отопления Напорный расширительный бак

В современных отопительных системах и системах водоснабжения в качестве оборудования для защиты устанавливаются специальные расширительные водные баки мембранного типа. Часто подобные мембранные баки называют напорными баками, а иногда даже "гидропневмобаками" и "гидроаккумуляторами". В системе водоснабжение они призваны выполнять три важные функции.

Главнейшая функция мембранных баков очевидна - это резервация, или накопление водного ресурса, а также поддержание водного напора в трубах. Напорный бак в данном случае является резервной ёмкостью, накапливающей запасы воды. Когда включают кран и начинается водоразбор, напор воды, поступающей в систему, идёт именно из такого бака. Когда же резервы воды в "гидроаккумуляторе" уменьшаются и уровень давления внутри труб снижается ниже допустимого предела, запускается насос. Далее, если выключают кран, то насос не перестаёт работать, а продолжает определённое время закачивать воду в мембранный бак. Со временем бак полностью заполняется, достигается верхняя граница давления в нём, и автоматика отключает насос. Логично, что использование мембранного бака повышает срок эксплуатации не только насоса, но и всей системы в целом. А всё потому, что при его отсутствии и высокой частоте включения/выключения кранов водоразборной системы насосу приходилось бы постоянно переключаться из одного состояния в другое.

Второй важной функцией баков является предотвращение гидравлических ударов. Гидроудар – это такой скачок давления в системе, когда энергия движения резко остановленного водного потока в трубопроводе переходит в энергию, которая разрушает стенки трубопровода. Вероятность гидравлического удара высока при внезапном закрытии крана. Не менее вероятен такой удар и во время выключения различных бытовых электрических приборов, таких, как, например, стиральная машина. "Гидроаккумулятор". В этом случае он не допускает резкой смены давления и играет роль глушителя таких ударов.

Ну и третья функция – это, конечно же, создание запаса воды на случай какого-нибудь происшествия: будь то временное отключение насосной станции, или что-либо подобное. С мембранным баком в доме всегда будет запасной сосуд с водой.

Необходимо различать мембранные баки для систем водоснабжения и отопления, хотя внешне они весьма схожи между собой. В большинстве случаев выглядят они как шарообразные сосуды из металла. В отличие от напорного бака, основная функция мембранного бака для системы отопления заключается в резервировании излишка воды, получаемого в результате её термического расширения, для последующего возврата в систему. Как и напорные баки, они выполняют функцию глушителя гидравлических ударов в системе. Оба типа баков имеют внутри специальную эластичную мембрану, сделанную из термостойкого каучука. Эта мембрана разделяет сосуд на две части (для воздуха и для жидкости) и способна растягиваться, что даёт возможность системе находиться в равновесном состоянии при перепадах давления. Выбрать подходящий бак для системы поможет наш

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

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.

Помимо этих четырех критериев важно произвести расчёт давления в отопительной системе с бачком мембранного типа. Данные о давление помогут подобрать наиболее подходящую модель бака. Требования к выполнению расчетов в сложных системах закрытого типа предъявляются высокие. Правильно сделать подсчеты можно по следующей формуле:

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.

Мембранный бак нужен для защиты инженерной системы от гидроударов и полного обеспечения ее качественной работы. После приобретения оборудования нужно тщательно продумать, как установить мембранный бак, чтобы он работал без сбоев. Гидроаккумулятор в водоснабжении выполняет несколько функций: накапливает запас воды, поддерживает в системе необходимое давление, служит резервом для уменьшения частоты включения и выключения насоса.

Без установки мембранного бака срок службы насоса значительно сокращается. В системе, обеспеченной гидроаккумулятором, воду можно набрать даже при отключении электричества. Во время первого запуска насоса происходит заполнение водяной камеры бака водой. Чем больше объем воды в баке, тем меньше объем воздуха и выше давление. Достигнув заданного показателя давления, которое нужно для отключения насоса, происходит его автоматическое отключение. Как только давление в системе упадет до допустимого уровня, сразу включится подача воды. Для проверки давления на гидроаккумуляторе установлен манометр. Он же необходим для настройки необходимого диапазона эксплуатации оборудования.

Прежде чем приступить к подсоединению гидроаккумулятора в систему водоснабжения следует:

Тщательно изучить прилагаемую к оборудованию инструкцию.
Провести технические расчеты давления и сравнить с указанными в нормативном справочнике по эксплуатации.
Чтобы качественно провести установку, нужен ключ для разъемных соединений и труб из пластика, нужного размера гаечный ключ.
Для крепления оборудования большого объема понадобятся специальные кронштейны.

Замеры и расчеты эксплуатируемого оборудования должен проводить высококвалифицированный специалист. От точности выполненных расчетов и замеров зависит качество работы системы водоснабжения.

Многолетний опыт использования для водоснабжения мембранных баков показал, что горизонтальные модели являются лучшим вариантом. Если у вас подключен погружной насос, приобретайте и устанавливайте вертикальные гидроаккумуляторы.

Бак должен быть установлен в доступном для технического обслуживания месте.
При установке нужно предусмотреть возможность демонтажа труб системы в случае необходимости.
Диаметры трубопровода и соединительного патрубка должны совпадать.
Обязательно установите манометр для контроля давления в системе.
Следует также рассчитать и установить запорную арматуру.

Между насосом и гидроаккумулятором нельзя подсоединять элементы, влияющие на гидравлическое сопротивление.

Монтаж мембранного бака проводите только при плюсовой температуре. Для удобства регулирования давления воздушный клапан устанавливают в доступной зоне. Это же правило касается и подключения сливного крана, шильника и обеих видов арматуры.

Чтобы избежать нежелательной нагрузки на агрегат, редуктор давления стоит вмонтировать уже после подключения измерительного счетчика. Предохранительный клапан монтировать следует перед проточной трубой.

Установленные в систему два запорных клапана с обеих сторон бака помогут избежать непредвиденных ситуаций. Сливной клапан устанавливать перед гидроаккумулятором.

Настройка работы мембранного бака

Когда монтажные работы проведены согласно рекомендациям, необходимо провести настройку работы механизма:

Закачивая воздух, выбрать нужное давление, показываемое манометром.
Включить насос для подачи воды.
Уравновесить давление и придать мембране плавающее состояние.
Настройка завершена. Теперь система подачи воды с установленным мембранным баком готова к работе.

Если вы приобрели бак со съемной мембраной, через некоторое время ее можно будет заменить. Для установки новой мембраны сначала открутите на фланцевом соединении болты, а затем снимите фланец и устаревшую мембрану. Установите новую и снова все тщательно закрутите.

Ошибки монтажа, которых следует избегать

Нельзя использовать уплотнители, непредназначенные для выполнения таких работ. Они очень часто приводят к утечке воды.
Месторасположение бака должно быть выбрано правильно.
Несоответствие объема бака системе водоснабжения.
Неправильно подобранные для работы инструменты.
Мембранный бак нельзя открывать или рассверливать, применяя усилие.

Расширительный бак, являясь составной частью системы горячего водоснабжения, предназначается для приема излишка воды, возникающего в результате расширения жидкости вследствие нагревания.

Относится к вспомогательному типу оборудования. С его помощью обеспечивается стабилизация давления в системе и ее безопасность.

Данное оборудование особенно будучи купленным у авторизованных дилеров снимает с жильцов частного дома ряд проблем, делает жизнь комфортнее и приятнее.

Функции и виды расширительных баков

Оборудование технически выполняет две функции:

компенсация расширения жидкости в системе для снижения давления в системе;
компенсация гидроударов из-за излишнего давления.

Для системы горячего водоснабжения используется два типа расширительных баков.

Открытого типа

Оборудование открытого типа, которое соединяется при помощи резьбового соединителя и располагается в самой высокой точке системы.

Баки открытого типа почти не применяются из-за большого количества изъянов, которые существенно сказываются на безопасности системы горячего водоснабжения и ее работе:

не герметичность и возникающая из-за этого коррозия;
чрезмерно большие габариты;
не способность работать в условиях высокого давления системы;
уровень воды в баке зависит от ее объема в системе.

Закрытый тип

Второй типа вспомогательного оборудования – закрытый или мембранный расширительный бак. Сегодня он наиболее распространен.

Монтаж расширительного бака

По способу подключения все баки условно делятся на две группы – вертикальные и горизонтальные. При выборе следует ориентироваться на параметры помещения. Технически правильный монтаж предполагает неукоснительное соблюдение следующих рекомендаций:

установка рекомендуется в месте, обеспечивающем легкий доступ для последующего обслуживания;
предусмотреть возможность демонтажа соединительного трубопровода с целью замены/ремонта оборудования;
диаметр водопровода должен быть равен диаметру патрубка;
во избежание электролитической коррозии устройство заземляется.

В целом для схемы подключения потребуется:

отключающий запорный кран – используется для осушения бака, а также проверки уровня давления;
дренажный кран – с его помощью из бака выливается вода;
манометр – позволяет контролировать давления в том месте, где подключен расширительный бак;
предохранительный клапан – защищает систему отопления от критического повышения давления.

В отличие от баков открытого типа, которые устанавливаются в верхней или пиковой точке системы водоснабжения, устройства закрытого типа можно монтировать практически в любом месте.

Исключение – врезка в непосредственной близости от насоса во избежание скачков в системе . Оптимальный вариант – расположение расширительного бака рядом с нагревательным элементом системы горячего водоснабжения.

Мембранный бак

Это оборудование представляет собой герметичную, закрытую, емкость. Соответственно, он не подвержен коррозии. Имеет форму овала или шара, полость разделена термостойкой мембраной из резины.

На мембранный бак возлагается ряд функций:

поддержание давление, когда насос отключен;
защита системы от гидравлического удара;
защита насосного оборудования;
сохранение некоторого объема воды под давлением.

Мембранные баки разделяются на два типа.

Сменная мембрана

Первый – со сменной мембраной. Эта деталь прибора может быть демонтирована через фланец. Еще особенностью бака является то, что в них исключается контакт с его внутренней частью.

Соответственно, снижается вероятность возникновения коррозии, продлевается срок использования. Производители предлагают как вертикальное, так и горизонтальное исполнение.

Выбрать подходящую модель можно по собственному усмотрению, основываясь на том, в каком месте будет устанавливаться оборудование. Удобство и личные эстетические предпочтения играют решающую роль при выборе формы расширительного бака мембранного типа.

На функциональности это никак не сказывается.

Стационарная диафрагма

Второй тип – со стационарной диафрагмой. Соответственно, если деталь перестает выполнять свои функции, нарушается функционирование, весь бак подлежит замене.

Кроме того, из-за внутреннего устройства прибор подвержен коррозии.

Во избежание этого внутренняя часть покрывается специальной защитной .

Но даже в этом случае коррозия не исключается полностью.

Настройка бака

В целом действия перед настройкой бака должны идти в такой последовательности:

отсоединение прибора от системы, также достаточно будет перекрыть кран;
сбросить давление в системе.

Последнее действие крайне важно для правильной настройки, поскольку давление системы может оказывать влияние на другие показатели.

Следующий шаг – монтаж бака в систему или же открытие запорная арматура, если она была установлена. Затем отвинчивается вентиль подпитки и устанавливается давление Рнач по такой формуле:

Pнач > или = P0 + 0,3 бара.
Зафиксировав и установив полученные данные, можно запускать воду. При этом важно считывать показания манометра относительно давления Ррасш. Последнее – повторное включение подпитки и доведение давления до Ркон. Его размер рассчитывается по формуле:
Pкон < или = Pкл – 0,5 бар.
При этом Ркл – давление предохранительного клапана. Для частных домовладений этот показатель равен 3 барам.

Не забывайте что в случае полной поломки вы можете .

Правильная настройка бака – прерогатива специалистов. Для чего нужны вышеприведенные расчеты? Эти данные помогут пользователю самостоятельно настроить бак в таких случаях:

давление упало до критических показателей или отсутствует совсем;
необходимо заменить мембрану;
настройка бака для объекта нетипового плана.

Принцип работы мембранного расширительного бака

В результате нагрева воды теплоноситель расширяется, мембрана постепенно растягивается, вытесняя из камеры воздух. Таким образом, происходит увеличение давления во всей системе в целом. При снижении температуры вода, которая находится в расширительном баке, выталкивается обратно в систему. И происходить это будет ровно до того момента, пока не уравновесятся показатели давления воздуха и воды.