Если у вас есть навыки сантехника, установка расширительного бака не будет представлять сложностей. Тем не менее, перед началом процесса установки крайне важно ознакомиться с основными правилами установки этого устройства.
Для чего нужен расширительный бачок в системе отопления и особенности монтажа
Расширительный бак играет важную роль в системе отопления, будучи её неотъемлемой частью. Он предназначен для контроля корректного функционирования всей отопительной системы. Прежде чем приступать к установке системы отопления, необходимо внимательно изучить доступные на рынке варианты, а также произвести расчеты, соответствующие требованиям вашего дома. Кроме того, способ установки системы также является значимым аспектом. Для получения более детальной информации хорошо бы обратиться за консультацией к специалистам из той компании, у которой вы планируете покупать отопительное оборудование, а также хорошенько ознакомиться с работой монтажных бригад, чтобы понять их подход в процессе установки.
- 1 Назначение бака
- 2 Различные типы емкостей
- 3 Бачок открытого типа
- 4 Монтаж открытого бака
- 5 Разновидности бачков
- 6 Необходимый объем емкости
- 7 Закрытый тип расширительного бака
- 8 Особенности работы закрытой емкости
- 9 Инструкции по расчету объема закрытой емкости
- 10 Нюансы монтажа расширительного бака
- 11 Итоги
Назначение бака
Большинство людей помнят из курса физики, что твердые тела при нагреве имеют свойство расширяться, в то время как жидкости и газы увеличивают свой объем. Однако в отличие от газов, вода не сжимаема. Когда вода нагревается в закрытом резервуаре, давление внутри него существенно возрастает из-за отсутствия пространства для расширения. Это может привести к разрыву бачка, если не учтены все компоненты системы. Эти физические процессы особенно важно учитывать в замкнутом контуре отопления с резервуаром для жидкости.
Расширение воды под воздействием температуры измеряется с использованием нелинейного коэффициента, который указывает, во сколько раз жидкость увеличивает свой объем при нагревании на градус. В Интернете можно найти множество наглядных экспериментов, иллюстрирующих этот физический принцип.
Чтобы продемонстрировать этот закон, возьмем простой эксперимент: слева на рисунке изображен контейнер, в который налито один литр воды. Уровень воды достигает переливного отверстия, и температура в данный момент равна +4 градусам Цельсия, что считается нулевой точкой отсчета. На рисунке также можно увидеть мерный сосуд, расположенный ниже переливного отверстия.
Справа показан тот же самый сосуд, но в нагретом состоянии. При повышении температуры жидкости её плотность уменьшается, тогда как масса остается неизменной, приводя к увеличению объема жидкости. Когда температура поднимется до +90 градусов Цельсия, мерный стакан заполняется, и в нем оказывается чуть более 30 мл жидкости, что считается избыточным объемом.
Можно возразить, что 30 миллилитров воды — это незначительное количество. Тем не менее, следует понимать, что при изначально большем объеме воды это количество при расширении также возрастет. Примерно, если рассмотреть сто литров воды, то лишний объем будет составлять более 3,5 литров, что совершенно не является маловажным показателем.
Вода в системе отопления может достигать температуры до 70 градусов Цельсия, и при нагревании её объем всегда увеличивается. Без надлежащего расширительного бака в системе отопления давление может возрасти до предельно допустимых значений, что может привести к утечкам в системе, чаще всего в участках, недостаточно защищенных от размыва. Чаще всего вода начинает просачиваться через поврежденные участки труб или соединений отопительной системы.
Во избежание нежелательных последствий и повреждений системы, необходимо установить предохранительный клапан, который будет сбрасывать излишки горячей воды. Однако при этом корректировка параметров отопления не удастся, так как после сброса горячей воды в систему попадает воздушная масса. Это может привести к образованию воздушных пробок, которые представляют собой одну из главных проблем в системах отопления. Эти засоры могут замедлять или даже полностью блокировать поток жидкости в трубопроводах.
Различные типы емкостей
Существует множество вариантов конструкций расширительных сосудов, которые различаются по размерам и форме. При выборе подходящей емкости очень важно произвести точные расчеты с учетом особенностей вашей системы отопления. Кроме того, нужно учитывать тип отопительной системы, установленной в вашем доме. Выбор формы резервуара может быть представлен в виде большого круглого или цилиндрического бака.
Расширительный бак, выполненный в форме таблетки, или же плоский резервуар отличается по внешнему виду и способу применения. Клиент имеет возможность выбрать между такими типами, как:
- Бак открытого типа;
- Бак закрытого типа, оборудованный встроенной мембраной.
Кроме этого, предлагаются и закрытые модели без мембраны. Однако эксперты не рекомендуют использовать такие конструкции в системах отопления для домашнего применения, поскольку конструктивные особенности этих изделий имеют серьезные недостатки. В этих резервуарах подвижная перегородка заменяется воздушным массой, что создает доступ для воздуха в внутреннюю систему отопления. Однако присутствие воздуха в контуре системы может привести к вышеозначенным воздушным пробкам. Заполненный таким образом резервуар будет продолжать накапливать воду до достижения критической точки.
Устройство мембранного расширительного бака
Хотя мембранные расширительные баки могут различаться в зависимости от производителя и предполагаемого применения, некоторые их параметры остаются неизменными для всех моделей. В частности, одним из обязательных требований к конструкции является наличие металлического корпуса, способного выдерживать значительные нагрузки без ущерба для герметичности.
Конструкции мембранных нагревательных баков для закрытых отопительных систем могут использовать как сменные, так и несменные мембраны. У каждой конструкции есть свои плюсы и минусы.
Как работает мембранный расширительный бак
Принцип действия мембранного расширительного бака построен на физических законах. После нагрева охлаждающей жидкости происходят следующие процессы:
- Вода или антифриз начинают расширяться, что приводит к увеличению объема в системе.
Для корректной работы системы отопления мембранный бак должен находиться под давлением в соответствии с высотой, на которой расположены радиаторы. Например, если бак установлен в двухэтажном доме и максимальная высота от котла на первом этаже до радиатора на верхнем этаже составляет 7 метров, то для расчетов мы берем 0,7 и добавляем к нему 0,5. Это значение представляет собой начальное давление при подаче теплоносителя в систему. Максимальный уровень давления для резервуара должен быть на 0,2 атм меньше. Таким образом, в нашем примере стандартное давление для мембранного расширительного бака составит 1 атм.
Как и любую другую систему, мембранная камера требует регулярного обслуживания. Необходимо поддерживать её под правильным рабочим давлением и периодически проверять уровень газа или воздуха.
Виды расширительных бачков системы отопления
В разных производителях можно увидеть различные инновации в конструкции закрытых расширительных камер. Однако в основном все модели можно классифицировать на несколько групп, отталкиваясь от конструкции использованной мембраны. В частности:
- Мембрана расширительного бака. Эта конструкция выглядит как бочка, внутри которой расположен подвижный резиновый сепаратор. Когда жидкость заполняет эту емкость, она сжимает воздух под давлением, из-за чего мембрана начинает двигаться. Бак не всегда является подходящим выбором для домов с маленькой отапливаемой площадью.
Главной задачей расширительного бака в системе отопления является не только поглощение избыточного давления, но и стабильная работа системы в целом. Прежде чем принимать решение о выборе подходящего устройства, необходимо точно выяснить его назначение и область применения.
Преимущества и недостатки
Расширительный сосуд, изменяя свой объем, поглощает строго определенное количество воды и сливает её обратно в систему. Следует обратить внимание на явные плюсы этих устройств:
- возможность применения для любой жидкости, циркулирующей в системах водоснабжения и отопления, включая жидкости с высоким содержанием кальция;
- отсутствие необходимости в постоянной подкачке большего объема воздуха (по сравнению с конструкциями, работающими без мембраны);
- простота и относительно низкие затраты на монтаж данных конструкций;
- существенная экономия ресурсов в процессе эксплуатации.
Тем не менее, нельзя игнорировать и недостатки расширительных баков. К ним стоит отнести:
- повышенная вероятность коррозии в устройствах;
- значительные теплопотери из-за потери тепла в гидроаккумуляторе;
- достаточно большие размеры, что требует наличия специального места для их установки.
Конструктивные особенности
В жилых и коммерческих зданиях тепловые сети могут быть проложены как по открытым, так и закрытым контурам. Первый вариант более оптимален для централизованных систем, которые позволяют осуществлять прямой отбор горячей воды. В этом случае бак устанавливается на верхней части контура с целью контроля давления за счет удаления лишних пузырьков воздуха из труб.
Второй вариант — это использование мембранных цилиндров, которые отличаются простой конструкцией и состоят всего из расширительного бака и перегородки:
- Баллонная — в этой конструкции теплоноситель расположен внутри баллона из резины, а с внешней стороны располагается газ (воздух или азот). При выходе из строя этот элемент легко заменить, что исключает необходимость полной замены устройства.
- Диафрагменная — в этой конструкции перегородка выполнена из несъемного материала (металла либо полимера). Здесь речь идет о более компактной емкости, но она может справляться только с незначительными скачками давления в системе. Если это устройство выйдет из строя, то заменить его не получится, и соответственно, вам придется приобрести новый бачок. К слову, стоимость мембраны в данном случае будет ниже по сравнению с предыдущими вариантами.
Как работает мембранный расширительный бак
Для каждой системы отопления управляющие параметры теплоносителя задаются в соответствии с рекомендациями, приведенными в инструкции к данному устройству. Стоит отметить, что тип перегородки в баке никоим образом не влияет на функциональные свойства устройства. Однако, если это накопительный бак, то он будет способен вмещать большее количество теплоносителя, что является явным плюсом.
1,5 м3/ч Для бытовой горячей воды
MBFT-75 Перегородка для 75GPD
Принцип работы расширительного бака не меняется в зависимости от модификации. Когда атмосферное давление повышается из-за увеличения объема жидкости по мере её нагрева, мембрана начинает вытягиваться. В этот момент сжатый газ, находящийся снаружи, помогает оставшейся жидкой среде поступать внутрь бака. При снижения температуры и уменьшения давления в системе активируется обратный процесс.
Автоматизированная работа устройства гарантирует стабильное функционирование. Для достижения оптимальных результатов важно правильно выбрать емкость и выполнить предварительные расчеты перед установкой. Неправильно подобранный резервуар (либо слишком большой, либо слишком малый) может привести к аварийным ситуациям и неэффективной работе системы.
Как работает открытый расширительный бак
Открытый расширительный бак — это простая емкость, частично заполненная теплоносителем, и иногда у него вообще нет вентиляционного клапана, а лишь отверстие для сброса давления.
Такие системы имеют два основных недостатка. Во-первых, открытые баки подвержены коррозии из-за взаимодействия с внешним воздухом. Во-вторых, их следует устанавливать только в системах, которые имеют естественную циркуляцию. Если ваша система оборудована циркуляционным насосом, который нагнетает охлаждающую жидкость, она просто не дойдет до открытого расширительного бака, так как жидкость будет выталкиваться непосредственно из системы.
Принцип работы закрытого (мембранного) расширительного бака
Конструкция закрытого расширительного бака отличается тем, что он оснащен герметичной мембраной. Это устройство полностью изолировано от воздействия воздуха и охлаждающей жидкости и разделено на две работоспособные камеры.
Работает мембранный расширительный бак на очень простом принципе: когда теплоноситель начинает нагреваться, его объем увеличивается. Мембрана под давлением поднимается, при этом общий объем всей системы отопления увеличивается, и не возникает дополнительных напоров в сооружении.
Когда температура остывает до определенной отметки, теплоноситель начинает сжиматься, мембрана опускается, и соответственно, объем системы отопления сокращается. Этот процесс как раз и компенсирует вакуум, образовавшийся при сжатии жидкости.
Конструкция мембранного бака
Структура закрытого расширительного бака довольно проста. На верхней части резервуара находится специальный ниппель, обычно используемый для подачи воздуха в внутреннюю камеру. Это необходимо для балансировки давления внутри резервуара.
В центре бака располагается резиновая или полиуретановая мембрана, строго герметично закрытая, что предотвращает попадание воздуха и теплоносителя внутрь. Эта мембрана делит резервуар на две самостоятельные части: нижняя камера заполняется теплоносителем, который поступает туда при нагревании и увеличении объема под давлением, а верхняя, соответственно, предназначена для сжатого воздуха, который не позволяет теплоносителю занимать всю внутреннюю полость.
Место бачка в охладительной системе
Расширительный бачок для антифриза может размещаться в разных частях системы, в зависимости от марки автомобиля. Он обычно крепится к элементам кузова — боковым стенкам или стенкам кабины — с помощью резинок или специализированных кронштейнов. Обычно расширительный бачок устанавливается с той стороны, где находится верхний патрубок радиатора.
В большинстве случаев бачок располагается ближе к месту подключения к радиатору.
Существует два и три соединительных звена. Последние подключаются к следующим блокам через три шланга:
- Толстый патрубок, который соединен с нижним штуцером бачка, соединяет его с основной магистралью системы охлаждения — малым кругом циркуляции, который всегда остается открытым. Вытекающая и увеличивающаяся в объеме тосол поступает в бак именно по этому шлангу.
- Тонкая трубка, соединяющая радиатор с верхним штуцером. Она предназначена для сброса лишней жидкости и пара, проходящих прямо из радиатора.
- Еще один тонкий патрубок, прикрепленный к среднему штуцеру, идет от радиатора салонного отопителя. Это шланг также служит для отвода излишков антифриза и пара в емкость.
Таким образом, бачок с тремя шлангами способен собирать излишки антифриза из трех различных агрегатов.
Двухконтурные бачки подключаются к малому циркуляционному контуру и основному радиатору, связь с отопительным прибором в этом случае отсутствует.
Расширительный бачок считается самой высокой точкой системы охлаждения автомобиля. Это важно для правильного поступления жидкости из резервуара в контур согласно закону сообщающихся сосудов. Когда уровень антифриза в бачке превышает на 3-4 см отметку min на корпусе, все соединения и устройства успешно заполняются антифризом. Контур охлаждения дроссельной заслонки, как правило, находится на самом верху всех остальных.
В то же время оставшийся в системе воздух выводится через некоторые патрубки на дроссельном нагревателе.
При заполнении жидкостью водяной рубашки двигателя через расширительный бачок рекомендуется очень аккуратно снять штуцер охлаждающей жидкости на дроссельной заслонке. Это позволяет избежать образования воздуховых пробок, позволяя пузырькам воздуха выйти из труб и радиатора.
Жидкости для заливки в бак
Современные автомобили, использующие передовые технологии, предъявляют высокие требования ко всем рабочим жидкостям, в том числе и к охлаждающей жидкости. Основные требования к ней таковы:
- жидкость должна иметь температуру кипения не ниже 110 °C;
- порог замерзания должен варьироваться в пределах от минус 20 до минус 60 °C в зависимости от условий окружающей среды;
- отсутствие пенообразования при взаимодействии с крыльчаткой насоса, что также подразумевает минимальную вязкость;
- в составе жидкости не должно быть агрессивных присадок, которые способствовали бы образованию накипи на металлических частях;
- химический состав не должен меняться на протяжении 3 лет или в течение 60 тыс. км пробега.
Тосол является чисто отечественным продуктом, разработанным в советский период времени.
Все вышеуказанные требования также справедливы для антифризов, которые по сути являются аналогичными продуктами. Название «антифриз» происходит от английского слова antifreeze, что переводится как «противо замерзание». Тосол, в свою очередь, представляет собой вещество, производимое в бывшем СССР на основе этиленгликоля. Название состоит из аббревиатуры TOS (технология органического синтеза) и суффикса «ol», который характерен для наименований химических соединений.
Как антифриз, так и тосол в своем составе содержат одну основу — вода и этиленгликоль в разных пропорциях. Различие между продукцией различных производителей может заключаться в ингибирующих добавках, следовательно, смеси этих жидкостей нежелательны. Последствия смешивания не так критичны, но некоторые вещества могут нейтрализовать действия друг друга, и свойства «антифриза» могут оказаться нарушенными. Цвет жидкости не играет роли — это всего лишь пигмент, не имеющий значения для её функциональности.
В ряде случаев для заполнения бачка можно применять дистиллированную воду:
- для разбавления концентрата антифриза до необходимой температуры замерзания;
- в экстренной ситуации, когда происходит полное или частичное вытекание охлаждающей жидкости во время движения;
- с целью проведения промывки системы.
Цвет антифриза не влияет на его физико-химические свойства, однако зависит от используемых присадок.
Дистиллированная вода не соответствует вышеописанным требованиям: она замерзает при нуле градусов Цельсия и закипает при 100 °C. Использование воды возможно лишь как временного наполнителя. Если мы говорим о временной подливке или использовании в качестве растворителя для антифриза, то допускается.
Заполнение расширительного бака соленой водопроводной водой строго не рекомендовано. Исключения могут составлять ситуации, когда произошла поломка, и в дороге потеряна охлаждающая жидкость, а альтернативы нет. В этом случае следует остановить утечку, залить систему охлаждения водой из водопровода и отвезти на СТО, затем сразу слить воду. В противном случае на стенках водяной рубашки двигателя и других элементах системы образуется накипь, что негативно сказывается на теплоотводе.
Видео: жидкости для заливки в контур охлаждения автомобиля
О неисправностях и ремонте ёмкости
Проблемы с расширительным бачком могут возникнуть в процессе эксплуатации автомобиля. К ним относятся:
- забивание или выход из строя перепускного клапана на крышке;
- разрыв стенки резервуара;
При превышении давления в системе стенка резервуара может треснуть.
Проблемы с герметичностью зачастую проявляются в виде разноцветных полос на теле бачка.
Большинство автолюбителей предпочитают в случае повреждения клапана или корпуса просто заменить детали на новые. Это решение оправдано, учитывая нехватку времени и невысокую стоимость таких запасных частей. Однако по желанию треснувший пластиковый бачок можно запаять, а крышку разобрать и почистить.
Утечки могут происходить под крышкой из-за недостаточной плотности соединения или из-за конструктивных особенностей резервуара. К примеру, в автомобиле ВАЗ 2110 поток из маленькой верхней пробки, соединенной с радиатором, может соприкасаться непосредственно с заливной горловиной, что становится причиной утечки жидкости. Как решение может быть предложена установка более совершенного бачка от модели Priora.
Видео: ремонт корпуса бачка
Расширительный бачок автомобиля можно считать одним из самых надежных компонентов системы. Часто они служат в течение всего срока службы автомобиля, особенно на иномарках. Для того чтобы избежать преждевременной замены бачка, рекомендуется регулярно проверять состояние клапана крышки. Если клапан полностью исправен, то пластиковый бачок не сломается под воздействием повышенного давления.
