Настройка мембранного расширительного бака для отопления

Подбираем объем бака.

Подобрать расширительный бак поможет понимание основных функций, которые он выполняет.

Основная задача экспанзомата (как еще его называют от англ. "expanse" — расширять) — забирать на себя избыточный объем теплоносителя, который образуется в результате теплового расширения.

На сколько же увеличивается в объем воды, как основного теплоносителя при нагревании?

При нагревании воды с 10 о С до 80 о С ее объем увеличивается примерно на 4%. Нельзя также забывать, что закрытый расширительный бак состоит из двух частей, в одну из которых поступает избыток расширяющегося теплоносителя, а в другую под давлением закачан газ или воздух.

Учитывая устройство расширительного бака, его объем рекомендуется подбирать как 10 — 12% от объема всей воды в отопительной системе дома:

• в трубах;
• в отопительных приборах;
• в теплообменнике котла;
• небольшой начальный объем воды, которая с начальной температурой под давлением попадает в сам бак (статическое давление в системе обычно выше, чем давление воздуха в экспанзомате).

Как подсчитать объем воды в системе?

Воспользуйтесь небольшой программой, которая поможет рассчитать объем воды в трубах. (Скачать)

Данные об объеме воды в отопительных приборах и в котле можно взять из паспортов конкретного производителя на эти изделия.

Настраиваем бак для работы в системе отопления.

Для настройки экспанзомата воспользуемся рекомендациями известного немецкого производителя подобного оборудования компании Reflex.

Подробную инструкцию можно скачать, кликнув правой кнопкой мыши по ссылке: "Инструкция по монтажу и обслуживанию мембранных расширительных баков Reflex".

Здесь же мы приведем основные принципы настройки бака.

Настраивая бак, мы имеем дело с разными видами давлениями, которые нужно согласовать друг с другом:

P_ст — статическое давление системы (равно высоте столба воды, обусловленное, в свою очередь, высотой системы отопления от точки подсоединения бака до верха последнего самого верхнего элемента);

P₀ — давление воздуха в воздушной камере бака;

P_нач — начальное давление подпитки;

P_расш — давление, создаваемое в системе в результате расширяющейся в объеме воды;

P_кон — давление, которое создается в результате дополнительной подпитки во время выведения системы отопления на верхний рабочий режим по температуре. (Когда в системе участвует давление расширения);

P_кл — давление предохранительного клапана (для частных домов 3 бара);

P_макс — максимальное рабочее давление, на которое рассчитан самый чувствительный элемент системы (обычно теплообменник котла).

Что нужно сделать перед настройкой бака

Все перечисленные виды давления должны быть представлены в барах (1 бар = 10 м). Возьмем за основу двухэтажный дом с высотой отопительной системы 4 м.

Бак должен быть отсоединен от системы отопления или перекрыт краном. Давление в водяной камере должно быть сброшено. При закачке воздуха, давление системы не должно оказывать своего влияния, в противном случае бак не удастся настроить.

То же самое обязательно нужно сделать, когда перед началом отопительного сезона вы проверяется давление в баке, или же когда у вас есть подозрения, что бак перестал работать — прохудилась резиновая груша.

Слева мы предлагаем схему подключения бака к системе отопления.

Есть ли разница, как устанавливать бак: водяным патрубком вверх или вниз? С точки зрения его работы и динамики изменения давления в системе отопления разницы никакой нет. Но вот с точки зрения его работы: в случае неисправности мембраны (когда она прохудилась) — разница есть.

Если бак подключить к системе отопления водяным патрубком вверх, то в случае неработоспособности мембраны бак не сможет отдать воду системе, хотя будет наполнен водой.

А если его подключить наоборот (водяным патрубком вниз), то даже в неисправном виде расширительный бак все еще сможет отдать теплоноситель.

Настройка бака.

Начинаем с P_ст = 4 / 10 = 0,4 бар;

Далее нам нужно создать давление P ₀ (накачать воздух в соответствующую камеру расширительного бака).

Какое давление P₀ необходимо накачивать? Воспользуемся формулой от компании Reflex:

P ₀ = P_ст+ 0,2 бар, или P₀ = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.

Согласно рекомендациям Reflex P₀ > или = 1 бар.

Поскольку высота дома у нас небольшая и сумма P_ст и P₀ меньше 1 бара, принимаем значение P₀ = 1 бар.

Устанавливаем бак в систему или открываем запорную арматуру.

Затем открываем вентиль подпитки и создаем начальное давление в системе P_нач.

До какого значения? В этом нам помогут следующие рекомендации:

P_нач > или = P₀ + 0,3 бара или P_нач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.

Теперь включаем котел, разогреваем систему до расчетной температуры, предположим 80 о С, и удаляем воздух из системы, наблюдая по манометру за тем, как создается новое давление — давление расширения P_расш, которое достигнет некоторого значения.

И, наконец , снова включаем подпитку и доводим давление в системе до P_кон, которое должно быть согласно формуле:

Все, расширительный бак готов к работе!

Несколько важных замечаний:

Не всегда нужно открывать подпитку второй раз. Нужно ориентироваться по манометру. Если у вас в системе стоит предохранительный клапан на 3 бара, а манометр уже показывает давление в разогретой системе 2,5 бара, то открывать подпитку второй раз не нужно.

Поднимая давление в системе, даже на небольшой уровень, нужно учитывать элементы системы отопления, которые вы установили. Рабочее давление системы ни в коем случае не должно превышать максимально допустимое для самого чувствительного элемента (смотрите паспорта производителей).

Если мы проверим заводскую настройку расширительных баков, сравнив ее с приведенными здесь рекомендациями, то обнаружим, что эта настройка вполне приемлема для большинства систем отопления частных домов.

"Для чего же тогда все эти выкладки?", — спросите вы. "Зачем все усложнять?"
Отвечаем. Выкладки нужны, чтобы понимать механизм настройки расширительного бака в случаях:

• когда упало или совсем отсутствует давление в воздушной камере;
• когда принимается решение поменять мембрану бака;
• когда нужно настроить расширительный бак для нетипового объекта.

Добавим также, что есть такое понятие, как эффективный полезный объем расширительного бака — количество воды, которое бак может в себя принять и затем вновь отдать системе. Оптимальность этого показателя можно достичь только при правильной настройке бака.

На что влияет этот показатель?

Если сказать просто: от него напрямую зависит объем воды в расширительном баке ("запас" бака) и, следовательно, объем воды, который он может отдать обратно системе.

Когда это нужно?

В результате небольших протечек (по капле) или испарения, воды в системе становится меньше. И, пока у бака есть запас воды, он отдает ее системе, давление не падает. Но как только этот запас заканчивается, а процесс потери теплоносителя продолжается. Это приводит к понижению давления и срабатыванию автоматики котла. Система останавливается или же просто не может работать, так как объем воды в ней недостаточен.

Согласитесь, что есть разница, может ли ваш бак при неправильной настройке может взять в себя 100 г воды или он способен компенсировать потери литрами, способствуя тем самым функционированию системы отопления, пока не будет устранена течь, и вновь не будет подпитана система.

Особенно это актуально для загородных домов, где владельцы не живут регулярно, и тогда возникает опасность преждевременной остановки системы отопления и ее разморозки.

Та же способность бака компенсировать объем теплоносителя просто необходима, когда автоматически или вручную понижается температура котла. Теплоноситель нагревается до меньшей температуры, объем его становится также меньшим. И вот тут-то приходит на помощь экспанзомат.

Подбирайте и настраивайте расширительный бак правильно! Желаем удачи!

Как правильно накачать расширительный бак в котле.

Сегодня я хочу поговорить о том, что такое расширительный бак закрытого типа, как он устроен, для чего нужен, как правильно подобрать расширительный бак, какое давление воздуха нужно в нём поддерживать и как правильно его накачать. Если вам это интересно, тогда слушаем дальше.

Устройство расширительного бака закрытого типа очень простое – это ёмкость, чаще всего стальная, разделённая внутри эластичной диафрагмой. С одной стороны диафрагмы в рабочем состоянии находится вода, с другой воздух. Вместо диафрагмы может использоваться, что-то типа резиновой груши или «воздушного шара», помещённого внутрь стальной ёмкости. В ту часть, которая заполняется водой вваривается присоединительный штуцер с резьбой диаметром 3/8, ½, ¾ или 1 дюйм и другие. В ту часть где находится воздух, встроен штуцер с обычным автомобильным ниппелем, для заполнения воздухом. Форма бака может быть разная –цилиндрическая в виде небольшой бочки, может быть прямоугольная или круглая. Это зависит от того, куда нужно установить этот расширительный бак. Есть баки с ножками для установки на пол, есть для навесного крепежа к стене или внутри котла или другого оборудования.

Теперь давайте разберёмся для чего нужен расширительный бак и куда их устанавливают. Устанавливаются они в системы отопления и водоснабжения.

В системе отопления расширительный бак нужен для компенсации теплового расширения воды или другого теплоносителя, залитого в систему. Как мы все знаем, жидкость несжимаемая среда имеющая свойство изменять свой объём в зависимости от температуры. Если сказать проще, то одно и то же количество жидкости при разной температуре занимает разный объём. Большинство современных систем отопления замкнутые, то есть не имеют связи с атмосферой, и имеют определённый объём, который не меняется. Если в систему не установлен расширительный бак, или он подобран неправильно, то при нагреве отопления, жидкости не куда будет расширяться и давление поднимется до критического значения, после чего произойдёт сброс теплоносителя через аварийный сбросной клапан в системе. После выключения котла и остывания, давление наоборот опустится до нуля, сработает датчик давления и для запуска котла в эксплуатацию придётся снова производить дополнение системы водой.

Часто при установке котла люди не задумываются о том, достаточно ли объёма встроенного расширительного бака для нормальной работы системы отопления, а потом приходится бороться с негативными последствиями такой беспечности. Так как же правильно подобрать расширительный бак? Если производить расчёт, то нужно знать такие параметры как минимальная и максимальная температура отопления и предельные значения давления в системе отопления коэффициент расширения залитого теплоносителя. Формулу можно найти в открытых источниках. Но есть одно простое правило – чем больше объём расширительного бака, тем меньше будет изменяться давление при изменении температуры. То есть «чем больше», «тем лучше», J в разумных пределах конечно. Ориентироваться нужно на следующую цифру – объём расширительного бака должен быть не меньше 10% от объёма теплоносителя в системе. То есть, если в систему отопления залито 100 литров воды, минимальный объем расширительного бака для нормальной работы должен быть 10 литров. Посчитать объём не сложно. В технических характеристиках труб обычно указан вместимость 1 метра трубы. Если такой информации нет, можно посчитать сечение трубы по формуле и умножить на длину труб. Это все учили в школе на уроках геометрии и физики. Объём одной секции радиатора так же можно найти в тех. характеристиках в документации.

Если в систему залит теплоноситель, а не вода, то объем бака нужно увеличивать в 1,5 – 2 раза. Это обусловлено тем, что коэффициент расширения у незамерзающих жидкостей при нагреве намного больше чем у обычной воды.

Следующий вопрос о том какое давление воздуха нужно накачивать в расширительный бак. Здесь нет универсального ответа на все случаи жизни. Давление воздуха, которое нужно создать в расширительном баке зависит от рабочего давления в системе отопления. Рабочее давление в системе отопления зависит от конкретных условий и это отдельная тема. Итак, нужно понимать, что результатом правильных действий должно быть следующее: при остывшей системе отопления и нормальном давлении в ней, в расширительном баке должно быть небольшое количество воды. Можно взять за критерий примерно 1/5 объёма расширительного бака (точность до граммов здесь не нужна). Для того чтобы этого добиться, нужно в бак накачать воздух под давлением на 1/5 меньше чем рабочее давление системы отопления.

Например, рабочее давление в системе отопления 1,5 атмосферы. Значит в расширительный бак накачиваем 1,5 – (1,5х1/5) = 1,2 атмосферы. Если рабочее давление 1 атм., то давление в баке 0,8 атм. и т.д.

Теперь давайте разберёмся как это сделать на практике. Если давление в системе сильно меняться в зависимости от температуры, нужно проверить наличие воздуха в расширительном баке, и герметичность мембраны. Для этого нужно нажать на ниппель и спустить воздух из бака обращая внимание на то как резко упадёт давление на манометре и сколько воздуха при этом выйдет из бака. Если при нажатии на ниппель за доли секунды воздух кончился, давление резко упало на ноль и через ниппель не пошла вода, значит мембрана целая и бак полностью заполнен водой. В этом случае нужно слить примерно 4/5 объема расширительного бака из системы отопления и накачать воздух до рабочего давления. Например, если объём бака 8 литров и рабочее давление 1, 5 атм., то сливаем из системы 6 – 6,5 литров и накачиваем по манометру на котле 1,5 атм. Манометр на насосе покажет то же давление. Можно конечно сделать и следующим образом слить всю воду из котла, накачать в бак 1,2 атм., а затем произвести подпитку до 1,5 атм. Результат будет тот же, но есть лишнее действие и при подпитке мы добавили воду с очередной порцией кислорода и солей жёсткости, что неблагоприятно сказывается на оборудовании.

Следующая ситуация. Если при нажатии на ниппель, из него потекла вода вместо воздуха, то мембрана расширительного бака потеряла герметичность. В этом случае бак подлежит замене.

Бывают случаи, когда в бак закачивают наоборот слишком много воздуха. Например, если закачать в бак 3 атмосферы, а предохранительный сбросной клапан в системе рассчитан на 2,5 атмосферы, то бак не будет выполнять своей функции, так как быстрее сработает сбросной клапан, чем вода начнёт заходить в расширительный бак.

Может быть ситуация, когда мембрана расширительного бака после долгого хранения или неправильной эксплуатации, прилипает к стенке бака и теряет подвижность или засоряется штуцер для присоединения к отоплению и перекрывает доступ воды в бак. Эти неисправности можно устранить несложными действиями.

На этом информация о баках в системе отопления закончилась. Пару слов о назначении расширительных баков в системах водоснабжения. Самое распространенное использование в качестве гидроаккумулятора в составе насосных станций. Устанавливаются они здесь для оптимизации работы насоса и стабилизации давления на выходе.

Ещё расширительные баки используются в качестве компенсатора гидроударов. При быстром закрытии воды на рычажных смесителях, клапанах стиральных и посудомоечных машин и других приборов, происходит резкое повышение давления, называемое гидроударом. Для устранения этого явления и защиты оборудования от поломки, на входе воды в котлы, колонки, посудомоечные и стиральные машины можно устанавливать расширительные баки закрытого типа малого объема, например, 0,5 – 1 литр, которые и выполняют роль сглаживания скачка давления, то есть компенсируют гидроудар.

На этом всё. Надеюсь информация будет полезной для вас. Удачи, успехов вам, тепла и уюта вашему дому.

Расширительный бак выполняет две задачи: компенсация увеличения объёма жидкости при нагреве и защита от гидроударов.

Чтобы предотвратить поломку систем отопления, в них обязательно устанавливают подобные устройства.

Какое давление воздуха должно быть в расширительном баке системы отопления

Показатель пустой ёмкости воздушной камеры при комнатной температуре. Он должен быть равен статическому значению в резервуаре, заполненном водой. В подобном положении мембрана в равновесии, а давление газа компенсируется жидкостным. На каждые 10 метров напора требуется порядка 1 атм. Несмотря на это, для нормальной работы всей системы достаточно создать показатель, указанный в паспорте устройства.

Фото 1. Схема устройства расширительного бака для систем отопления закрытого типа. Стрелками указаны части изделия.

Большинству расширительных баков для благоприятной работы достаточно 0,9 атм. Это связано с давлением, которое создаёт мембрана в течение эксплуатации. Её средний показатель составляет 1,2 атм. Оба значения колеблются в небольшом промежутке с максимальным отклонением 0,1.

Если отопительная система делается не по классическим схемам, для неё проводятся отдельные расчёты: определяется объём теплоносителя, бака, коэффициент пользы и начальное давление зарядки. Для этого следует пригласить специалиста, который учтёт прочие мелкие факторы.

Как проверить показатели

Простейший способ провести измерение — прикрепить манометр. Проблема возникает на этапе подготовки, поскольку в большинстве баков нет места для крепления. В то же время на устройстве должен стоять ниппель, к которому легко подключается компрессор с датчиком.

Справка. Перевести размерность значений несложно: 1 Бар = 1 атм = 0,1 МПа.

Как отрегулировать напор горячей воды в системе

Напор воды — довольно легко настраиваемый параметр. Для этого понадобится:

1. Произвести расчёт. Выполнив его, от полученного значения отнимают 0,2 атм.
2. Перед началом монтажа спустить (или накачать) из системы воздух до нужного показателя.
3. Ёмкость присоединить к трубопроводу и заполнить жидкостью. Процесс делают не спеша, чтобы не упустить момент установки нормального напора.
4. Подключить насос и закачать жидкость до получения эксплуатационного давления.
5. Первое включение устройства происходит после максимального нагрева воды. В этом случае объём жидкости вырастет до значения, учитывающего удельное приращение.

Чтобы сделать регулировку автомобильным манометром, нужно:

1. Отключить нагреватель и подождать 7—10 минут до остановки системы.
2. Закрутить запорные элементы, слить рабочую воду. Если мембрана встроена в котёл, закрыть подачу и обратку.
3. Присоединить насос к ниппелю.
4. Накачать полторы атмосферы, спустить остатки жидкости, затем воздух.
5. Закрыть все клапаны, создать необходимое давление.
6. Снять насос, открыть вентиль, налить воды.

Настройка показателей в новом расширительном бачке мембранного типа

Устройство поделено на две части, разделённых мембраной. На одну из половин она оказывает давление, это учитывается при настройке.

В большинстве приборов введены заводские значения, не всегда пригодные для эксплуатации в определённых условиях.

Для изменения показателей предусмотрен ниппель, к которому сантехник подключает компрессор или ручной насос.

Внимание! Многие манометры показывают избыток. Для определения действительного давления добавляют 1 атм.

Начальный показатель делают равным полученному в холодной системе, добавляя 0,2 атм. Суммой получается значение статического напора, делённого на 10. Например, в доме высотой 8 м:

P = 8/10 + 0,2 атм.

Значения добиваются путём заполнения ёмкости воздухом через золотник.

Ошибочные расчёты могут привести к одной из двух проблем:

• Переполнению бака. Иногда в воздушной полости выставлен показатель вдвое превышающий статический напор. Включение насоса приведёт к изменению числа, но не более чем на 1 атм. При большей разнице получится недостаток, из-за чего компенсатор начнёт выталкивать теплоноситель из бака. Это может привести к серьёзной аварии.

Фото 2. Нормы давления в расширительном бачке: когда он пуст, заполняется водой и когда заполнение прибора достигает предела.

• Получению недостаточного показателя. В заполненной системе рабочая жидкость продавит мембрану и заполнит весь объём. Каждое включение нагревателя или повышение напора может привести к срабатыванию предохранителя. Расширитель в подобной обстановке станет бесполезным.

Важно! Первичная настройка должна быть выполнена правильно во избежание проблем. Но даже после работы хорошего специалиста могут начать срабатывать предохранители. Обычно это связано с недостаточным объёмом расширительного бака.

Для решения потребуется приобрести новое устройство. Оно должно вмещать не менее 10% объёма всей обвязки.

Почему падает давление

Показатель должен быть постоянным, но в некоторых случаях возникают проблемы с отклонением. Значение снижается:

• При возникновении течи. Они редко возникают в системах, заполненных водой. Прочие жидкости способствуют образованию и расширению небольших трещин, из-за которых образуется проблема.
• При неисправностях с котлом. Если течи нет, а давление падает — следует пригласить специалиста. Он поможет определить неисправность и посоветует решение.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается о том, в какое место системы нужно устанавливать расширительные бачки.

Техническое обслуживание

Регулярный контроль за состоянием оборудования поможет избежать возникновения проблем в отопительный сезон. Рекомендуется проводить работы по обнаружению неисправностей дважды в год: перед и после окончания зимы. Для этого следует приглашать специалиста, который тщательно проверит систему.