виды, устройство, назначение + пример расчета
В сегодняшних реалиях расширительный бак для отопления открытого типа давно и бесповоротно проиграл конкурентную борьбу более современной и эффективной закрытой емкости.
Тем не менее морально устаревшее оборудование активно используется. А в ряде ситуаций даже имеет некоторые преимущества перед технологичными мембранными резервуарами.
В этом материале разберем его назначение и конструкционные особенности, а также ознакомимся с принципом работы и правилами расчета такого типа бачка.
Содержание статьи:
- Назначение бака в системах открытого типа
- Характерные черты открытого бака
- Конструкционные особенности емкости
- Форма и материал изготовления
- Принцип работы приспособления
- Как произвести расчет?
- Выводы и полезное видео по теме
Назначение бака в системах открытого типа
Указанное приспособление используется в системах отопления для предотвращения ее поломок при увеличении объема и давления теплоносителя, что происходит при нагревании.
Если быть точным, то при повышении температуры воды, циркулирующей в системе, от 5 до 100 °C ее объем становится на 4% больше. И это много, так как деться ей в трубах и радиаторах некуда — там нет свободного места.
В расширительный бак открытого типа выдавливаются излишки теплоносителя из системы отопления, что исключает поломку ее частей в результате возросшего давления. Которое возникает потому, что воду нельзя сжать, а сама она заметно увеличивается в объеме при повышении температуры. После остывания теплоноситель возвращается в систему отопления
В результате несколько сот грамм в небольшой системе отопления или несколько литров в достаточно крупной повышают давление до критических значений и приводят к возникновению мощных .
Что влечет за собой выдавливание прокладок, поломку фитингов, радиаторов и дорогостоящий ремонт — все это в самый неподходящий момент.
А после того как температура теплоносителя снизится, его излишки опять становятся необходимыми для эффективного функционирования системы, поэтому они должны быть возвращены, причем в полном объеме. В случае испарения запасы жидкости необходимо пополнять.
Характерные черты открытого бака
Такие резервуары являются крайне простыми — в качестве расширительного бака всегда может использоваться обычное ведро, специально изготовленная емкость из подручных материалов, канистра, что-либо подобное.
Конструкционные особенности емкости
Главными требованиями к конструкции являются:
- наличие достаточного объема;
- отсутствие герметичности.
То есть допускается даже отсутствие крышки, хотя она желательна — защищает от попадания в систему отопления частиц грязи.
Резервуар, который планируется использовать в качестве расширительного бака, должен быть оснащен патрубком, к которому подводится от системы отопления. Это единственное обязательное приспособление.
Конструкция любого расширительного бака крайне проста — он представляет собой обычную емкость, оснащенную одним или несколькими входами/выходами. Что позволяет излишкам жидкости накапливаться, сливаться. Самые технологичные резервуары оборудованы подводом воды, сливным краном, который нужен для транспортировки воды в канализацию при слишком больших объемах ее излишков
Но для комфорта и исключения мелких неприятностей желательно использовать следующие аксессуары:
- Переливной шланг или трубу — такой элемент конструкции необходим в случае переполнения расширительного бака. То есть этот элемент конструкции, отводя жидкость в канализацию или просто за пределы здания, исключает возможность его затопления.
- Трубу водоснабжения — она необходимо для пополнения системы отопления водой. Без нее вполне возможно обойтись, но следует понимать, что указанную процедуру придется производить с ведром в руках. Хотя в последнем случае конструкция будет более дешевой.
Поскольку расширительные емкости нередко устанавливаются на чердаках, то следует позаботиться о ее теплоизоляции. Что исключит замерзание жидкости и выход всей системы из строя.
В качестве теплоносителя может использоваться только обычная вода. Потому что современные эффективные антифризы в открытых резервуарах быстро испаряются. Что ведет к существенному удорожанию всей процедуры отопления помещения.
Кроме того, испарения антифризов почти всегда являются токсичными, что сказывается на здоровье жильцов. Больше о видах теплоносителей для системы отопления и их особенностях мы рассказали в .
Форма и материал изготовления
Форма бака принципиального значения не имеет, поэтому может быть любой:
- круглой;
- прямоугольной;
- трапециевидной и т.д.
Материалом изготовления может быть любой металл или даже пластик, но поскольку теплоноситель может разогреваться до значительных температур, то он должен быть термостойким.
Этот рисунок помогает понять принцип работы расширительного бака. На изображении слева показан теплоноситель в холодном состоянии. Ему с избытком хватает предоставленного объема. Но, когда начинается разогрев (рисунок справа), то скоро возникает избыток воды. На самом деле лишней жидкости немного, но этого вполне хватит для того, чтобы найти слабое место в системе и образовать течь или привести к поломке оборудования
В продаже есть различные варианты открытых расширительных бачков, среди которых несложно подобрать наиболее подходящий. Или же смастерить из подручных материалов самодельный резервуар, который будет исполнять роль расширительного бака.
Принцип работы приспособления
Расширительный бак является частью простейших систем отопления, работающих согласно законов физики. Когда перемещение жидкости по трубам, радиаторам осуществляется самотеком, энергию для этого обеспечивает перепад давления.
Чтобы не нарушать естественный теплообмен и кругооборот воды расширительный резервуар следует установить в самой высокой точке всей системы отопления, при этом котел должен стать самой низкой. Детальнее об установке и подключении бака мы говорили в .
В противном случае наличие бачка не будет давать нужного эффекта. Что не защитит от повышения давления, гидроударов и последующих за ними поломок.
Важным преимуществом открытых расширительных резервуаров является их доступность. К примеру, бак получится изготовить даже из подручных материалов, которых хватает на дачных участках, в подсобных помещениях частных домов. Расширительной может стать любая металлическая или пластиковая емкость нужного размера, о чем свидетельствует фото
Сам резервуар при холодном теплоносителе никакого участия в работе системы отопления не принимает.
Все меняется, когда жидкость разогревается до значительных температур и создает избыточное давление в трубах, радиаторах, так как в таких ситуациях ее излишек активно создается и выдавливается в расширительную емкость. Где он находится до момента остывания теплоносителя, после чего самотеком опять попадает в трубы и радиаторы, котел.
Описанная процедура выполняется циклично, то есть на протяжении всего периода эксплуатации резервуара.
Из-за того, что система отопления является , как и сам бак, то компенсация последствий расширения не может выполняться без участия человека.
Причина в том, что теплоноситель, пребывая в прямом контакте с воздухом, испаряется, причем, чем больше он нагревается, тем активней происходит такая процедура.
В результате пользователю приходится регулярно осуществлять контроль наличного уровня воды. И по мере необходимости доливать ее.
Выполняется указанная операция с помощью ведра или другой емкости с водой. Это малоприятно, поэтому систему можно автоматизировать, организовав подачу воды от системы водообеспечения, причем от любой: локальной или централизованной.
Следует знать, что геометрические формы и точные расчеты в случае с открытой расширительной емкостью абсолютно не важны. Основным условием эффективной работы является размещение в самой верхней точке системы и наличие достаточного объема емкости до переливного патрубка
Кроме того, используя дополнительное оборудование описанную процедуру можно сделать полностью автономной.
Но в таком случае теряются важнейшие преимущества всех открытых баков и систем отопления:
- дешевизна;
- полная автономность, то есть независимость от работоспособности, исправности и наличия в помещении каких-либо инженерных систем.
Все процессы в открытом баке происходят согласно естественному круговороту, без помощи насосов и прочего оборудования.
В результате для того, чтобы расширительный резервуар гарантированно был полезным, габариты самой системы должны быть умеренными, то есть не стоит использовать ее для обогрева коттеджей и зданий, площадь которых превышает 100 м².
Оптимальным местом размещения расширительных емкостей являются теплые чердаки. Так как там гарантированно будет самая высокая точка системы, а еще такое решение позволяет спрятать конструкцию с низкими эстетическими свойствами подальше от глаз
Если указанное правило игнорировать, то это может привести к существенным финансовым потерям, так как придется выполнять ряд переделок для обеспечения эффективности работы бака и всей системы, как одного целого.
Кроме того, должна быть ограничена высотность. Так как очень проблематично добиться ожидаемого результата при попытке обогрева таким способом более, чем двухэтажного здания.
Как произвести расчет?
Как указывалось выше, любой расширительный бачок, используемый для отопления открытого типа, отличается простотой конструкции, изготовления. А расчет габаритов такого изделия не более сложен.
Для чего можно воспользоваться формулами или же способом, заключающемся в приблизительном подсчете рабочего объема резервуара.
Пример использования формулы для вычисления нужного объема резервуара. Исходя из реального объема воды, циркулирующей в контуре, вычисляют лишь его увеличение при нагревании до определенной температуры, округляя в большую сторону. Затем складывают полученный результат с объемом теплоносителя в отопительной системе и добавляют произвольное количество литров «про запас»
В реальности же, чтобы определить необходимую вместительность бака, владельцы небольшого дачного домика формулы используются крайне редко. Чаще всего вычисляют приблизительный объем расширительной емкости, к которому для страховки можно добавить любое количество литров.
Причина: в случае с открытыми баками лишние объемы влияют на стоимость не существенно, а в ряде случаев к удорожанию вообще не приводят.
В результате весь расчет емкости сводится к определению 10% от объема всего теплоносителя, которые должны быть его минимальным значением расширительного бака.
Проще всего это сделать в момент проектирования и создания системы отопления, когда известны все параметры радиаторов, труб и других элементов конструкции или их легко узнать, выполнив измерения. А затем просто сложив объемы всех комплектующих.
Хотя открытые расширительные резервуары и системы, для которых они предназначены, давно изжили себя, но доступность, а главное высокая автономность делают их востребованными в условиях далеких от идеальных. К примеру, если есть проблема со стабильными поставками электроэнергии или владельцы помещений не проживают там постоянно
Если исходные данные неизвестные, то самым практичным способом исчислений является опытный. Для чего нужно слить всю воду из системы, а затем по новой.
При этом должен производиться замер, что можно делать с помощью счетчика или при использовании тары известного объема. После чего останется узнать нужные 10% объема теплоносителя, которые служат ориентиром при изготовлении или покупке бака.
Выводы и полезное видео по теме
Размещенный ниже ролик позволит лучше понять то, что представляют собой открытые расширительные емкости, как они изготавливаются, устанавливаются:
Следующий видеоролик посвящен самодельным бакам для системы отопления:
Открытый расширительный резервуар считается устаревшим приспособлением, как и вся разновидность отопительной системы, в которой он используется. То есть такое оборудование является малоэффективным, так как его работа сопровождается внушительными теплопотерями, а прогрев осуществляется крайне медленно.
Тем не менее полная автономность, независимость, простота в обслуживании, доступная стоимость делают открытый бак востребованным вдалеке от стабильных условий крупных городов — на дачах, в деревнях и т.д.
У вас остались вопросы по расчету бачка или вы хотите уточнить другие моменты, о которых мы не упомянули в этой статье? Спрашивайте об интересующих вас нюансах, задавайте свои вопросы в блоке ниже — наши эксперты и другие посетители сайта помогут вам разобраться.
Если вы недавно занимались изготовлением или монтажом бачка открытого типа, расскажите об этом в блоке комментариев — многим новичкам будет полезна ваша информация. Также добавляйте уникальные фото вашего расширительного бака.
Установка и подключение расширительного бака в системе отопления закрытого и открытого типа
Чтобы обеспечить теплоносителю возможность расширяться при нагреве, нужна установка расширительного бака в системе отопления. Это весьма важное мероприятие. Оно защитит трубы и радиаторы от ненужных нагрузок и значительно увеличит срок службы функциональных элементов автономной системы обогрева.
Мы расскажем о том, как работает расширительный бачок в открытых и закрытых контурах. Подскажем, как его грамотно установить в оба варианта системы. В представленной нами статье вы найдете описание технологии подключения этой резервной емкости и полезные рекомендации.
Содержание статьи:
- Виды и функции расширителей для отопления
- Монтаж мембранного устройства
- Правильное положение емкости
- Особенности выбора места установки
- Настройка прибора перед использованием
- Бак как дополнительная емкость
- Подключение расширительного бачка
- Выводы и полезное видео по теме
Виды и функции расширителей для отопления
Расширительный бак нужен, чтобы компенсировать воздействие, которое оказывает на систему отопления увеличение объема теплоносителя при нагреве. Дополнительная емкость, подключенная к контуру, становится местом хранения образовавшегося избытка воды. Когда температура падает, часть теплоносителя покидает бак и возвращается в трубы.
Процесс повторяется с каждым циклом нагрева и охлаждения. Если бы в системе отсутствовал такой резервуар, то при нагревании воды внутри труб возрастало, а затем уменьшалось бы давление.
Такие перепады отрицательно сказываются на состоянии системы. Они приводят к возникновению протечек в местах соединения приборов и труб и даже могут спровоцировать поломку оборудования.
Мембранный бак для отопления обычно ставят в котельной. Подходящее место — на обратной магистрали между насосом и отопительным прибором
Подбирают расширительный бак в зависимости от особенностей системы отопления. Для закрытых контуров нужен особая замкнутая капсула с мембраной, а для открытых — подойдет негерметичная емкость удобной конфигурации и нужного размера.
Следует выбирать мембранный бак, который предназначен для контакта с горячей водой. Обычно корпус таких устройств окрашен в красный цвет. Емкость для установки в открытом контуре можно сделать самостоятельно, например, сварить из листового металла. Но важно не только выбрать подходящий прибор, но и правильно его установить.
Для закрытых систем отопления в качестве расширительного бака используют емкости с мембраной, которая позволяет хранить теплоноситель под определенным давлением
Монтаж мембранного устройства
Гидроаккумулятор этого типа устанавливают там, где имеется минимальная вероятность завихрений теплоносителя, поскольку для нормальной циркуляции водяного потока по контуру используется насос.
Правильное положение емкости
При подключении расширительного бака к обязательно нужно учесть расположение воздушной камеры устройства.
Резиновая мембрана периодически растягивается и затем сокращается. Из-за такого воздействия со временем на ней появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются. После этого мембрану приходится заменять новой.
Расширительный бак с мембраной лучше устанавливать так, чтобы заполненный воздухом отсек находился сверху, это продлит срок работы устройства
Если воздушная камера такого бака при установке останется внизу, то давление на мембрану усилится за счет гравитационного воздействия. Трещины появятся быстрее, ремонт понадобится раньше.
Разумнее устанавливать расширительный бачок таким образом, чтобы отсек, заполненный воздухом, оставался сверху. Это позволит продлить срок службы устройства.
Особенности выбора места установки
Существует ряд требований, которые нужно учитывать при установке мембранного расширительного бака:
- Его нельзя ставить вплотную к стене.
- Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
- Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
- Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
- Трубы, подведенные к расширительной емкости, при настенной установке также нужно прикрепить к стене, чтобы снять возможную дополнительную нагрузку с патрубка бака.
Для мембранного устройства наиболее подходящим местом подключения считается обратный отрезок магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Теоретически можно поставить и на подающей трубе, но высокая температура воды отрицательно скажется на целостности мембраны и сроке ее службы.
При установке расширительного бака необходимо предусмотреть запорные краны, которые позволят отключить устройство от системы и слить с него воду
При использовании твердотопливного оборудование такое размещение опасно еще и тем, что из-за перегрева в емкость может попасть пар. Это серьезно нарушит работу мембраны и даже может ее повредить.
Помимо запорного крана и “американки” рекомендуется при подключении устанавливать дополнительно тройник и кран, который позволит опустошить расширительный бачок перед отключением.
Настройка прибора перед использованием
Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.
Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,2-0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.
Перед установкой мембранного бака в систему отопления следует проверить давление воздуха в воздушном отсеке и отрегулировать его в соответствии с требованиями
В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.
Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.
Бак как дополнительная емкость
Современные нередко уже снабжены встроенным расширительным баком. Однако его характеристики далеко не всегда соответствуют требованиям конкретной отопительной системы. Если встроенная емкость слишком мала, нужно установить дополнительный резервуар.
Он обеспечит нормальное в системе. Такое дополнение будет актуальным и в случае изменения конфигурации отопительного контура. Например, когда самотечную систему переделывают под циркуляционный насос и оставляют старые трубы.
Это верно и для любых систем со значительным объемом теплоносителя, например, в двух-трехэтажном коттедже или там, где помимо радиаторов имеется теплый пол. Если используется котел со встроенным мембранным баком небольшого размера, установка еще одной емкости практически неизбежна.
Расширительный бак будет уместен и при использовании . Клапан сброса, подобный тому, что устанавливают на электрокотлах, здесь не будет эффективным, экспанзомат — адекватный выход из положения.
Подключение расширительного бачка
Место для монтажа такого бака выбирают там, где забор избыточного теплоносителя будет максимально эффективным.
Выясняя, как правильно установить расширительный бак в , нужно обратить внимание на три важных момента:
- выбрать самую высокую точку контура;
- поместить бак непосредственно над котлом отопления, чтобы их можно было соединить вертикальной трубой;
- обеспечить перелив на случай аварии.
Требования объясняются особенностями функционирования самотечных систем отопления. Горячий теплоноситель перемещается от котла по трубам и достигает расширительного бака, потеряв значительную часть тепловой энергии.
Открытый расширительный бак нужно ставить в самой высокой точке отопительного контура, а также непосредственно над котлом отопления
Остывшая вода естественным образом перетекает по трубам в теплообменник для нового нагрева. Расположение бака в наиболее высокой точке позволяет удалять из теплоносителя пузырьки воздуха, попавшие в систему.
Рассчитать вместительность росто. Измеряют общий объем теплоносителя в контуре, 10% от этого показателя составит искомую цифру. Чаще всего расширительный резервуар устанавливают на чердаке.
Это особенно удобно, если нужна большая емкость, ведь для нормальной работы самотечной системы может понадобиться значительное количество теплоносителя. А расширительный бак малого размера можно поставить даже на кухне под потолком, если это позволяет правильным образом связать его с отопительным котлом.
Если расширительный бак установлен на неотапливаемом чердаке, его следует утеплить, чтобы максимально сохранить тепловую энергию в доме
Если же устройство пришлось поставить на чердаке, нужно позаботиться о его утеплении. Это особенно важно, если чердак не отапливается. Хотя и поступает в бак уже остывшим, не стоит пренебрегать возможностью сохранить часть тепловой энергии. В дальнейшем для нагрева понадобится меньше времени и топлива, что заметно сократит расходы на отопление.
Для подключения расширительного бака и перелива нужно провести в котельную две трубы. Перелив обычно подключают к канализации, но иногда владельцы дома решают просто вывести трубу наружу, аварийный сброс производится наружу.
Конфигурация расширительного бака может быть любой, такие устройства изготавливают из листового железа, пластиковых баков и других материалов, которые хорошо переносят нагрев
После того, как место для выбрано и рассчитан его объем, нужно найти и установить подходящую емкость. Небольшие баки крепят на стене с помощью кронштейнов или хомутов.
Вместительные емкости нужно устанавливать на полу. Герметично закрывать такой бак не нужно, но крышка все же понадобится. Она необходима, чтобы защитить теплоноситель от мусора.
Часть воды из открытой системы испаряется, потерянный объем необходимо восполнять. Теплоноситель обычно доливают в открытый контур именно через расширительный бак.
Этот момент нужно учесть при выборе места для монтажа устройства. Не всегда удобно носить воду ведром на чердак. Проще заранее предусмотреть установку подающей трубы, которая ведет к расширительному баку.
Выводы и полезное видео по теме
Пошаговая демонстрация установки и подключения мембранного бачка в систему отопления:
Интересные советы по установке расширительной емкости в открытой системе:
Обычный расширительный бак, как и мембранный гидроаккумулятор установить не слишком сложно. Для этого не нужны специальные навыки или инструменты. Но нужно четко соблюсти требования, связанные с особенностями системы отопления, для которой выполняется такой монтаж.
Хотите рассказать о том, как устанавливали расширительный бачок собственными руками? Владеете полезными сведениями, которые могут помочь посетителям сайта в самостоятельной установке? Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы и размещайте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке.
Принцип работы мембранного расширительного бака в системе отопления закрытого и открытого типа
Пошаговая инструкция. Разные способы подключения
Экспанзомат – еще одно название расширительного мембранного бака. Рациональнее, если установкой займется специалист. Если решили установить самостоятельно, то в неясных моментах свяжитесь с ним и получите консультацию. Установить бак можно как на подающей части магистрали, так и на обратке.
Последовательность и особенности установки:
- расположение расширительного бачка в пространстве. В принципе, как уже было сказано, бак можно расположить как угодно. Но с точки зрения рациональности, воздушная камера должна располагаться вверху, чтобы не подвергаться воздействию гравитации. Это усилит и без того значительное воздействие на мембрану со стороны теплоносителя и воздуха. Потребуется замена или ремонт через меньший промежуток времени, чем указано в гарантийных обязательствах;
- на смонтированной схеме отопительной системы выбирают свободное от завихрений место.
- крепят бачок к стене и соединяют гибким шлангом с системой.
Не важно, куда вы поставите бак: на подачу, или это будет обратка, важно чтобы он был расположен на минимальном расстоянии от всасывающей стороны центробежного насоса
Процесс установки расширительного бака
Теперь разберёмся, как установить расширительный бак в системе отопления
Существует важное правило подсоединения устройства: бак должен быть подключен к магистрали отопительной системы при помощи отсекающего шарового крана с американкой. Такой принцип монтажа дает возможность при необходимости в любой момент перекрыть движение воды в системе, снять неисправной мембранный бак и установить новый
В противном случае пришлось бы дожидаться остывания теплоносителя и демонтировать часть обвязки. В идеале на подводку устанавливают тройник, а также второй кран – в этом случае перед тем, как снять расширительный бак, его можно опустошить в подставленную емкость.
Подвешивая расширитель вниз головой, при неисправности мебраны узел выйдет из строя сразу
Как правильно ориентировать мембранный расширительный бак в пространстве? Резервуар устанавливают воздушной камерой вверх или вниз, располагают емкость «на боку». С точки зрения эксплуатационных характеристик это не имеет особого значения, так как в любом случае устройство будет исправно выполнять свои функции.
Однако стоит учесть такой момент: если воздушный отсек располагается снизу, то подача теплоносителя осуществляется сверху, и пузырьки растворенного в нем воздуха будут подниматься в трубопровод и удаляться при помощи воздушного крана. В противном случае в «водяном» отсеке мембранного бака со временем сформируется воздушный пузырь.
В свою очередь, при расположении бака воздушной камерой вверх продлевается срок его службы. Со временем, от постоянного контакта с горячей водой, полимерная мембрана теряет герметичность, в ней появляются трещины. Если воздушная камера расположена внизу, то вода сразу начинает просачиваться в воздушный отсек, что быстро выведет расширительный бак из строя, при этом воздух будет проникать в теплоноситель. При расположении воздушной камеры сверху, диффузия воды через трещины происходит во много раз медленнее, и устройство способно проработать значительно дольше.
Полезные советы:
- Если рядом с расширительным бачком и вентилем, благодаря которому происходит подпитка отопительной системы из водопровода, смонтировать манометр, он позволит контролировать давление в системе, чтобы вовремя стравить излишки, если золотник предохранительного клапана залип и не срабатывает автоматически.
- Часто повторяющийся сброс клапаном давления свидетельствует о том, что емкость расширительного бачка выбрана неправильно. Вместо того чтобы менять его на более вместительный резервуар, достаточно параллельно подсоединить второй бак.
- Замена имеющегося расширительного бака на более объемный или подсоединение второго также потребуется, если воду в системе решено заменить антифризом. Это связано с тем, что незамерзающие теплоносители отличаются более высоким коэффициентом температурного расширения.
Если отсутствует манометр, следует контур расширительной ёмкости снабдить группой безопасности
Настройка
Перед подключением резервуара и заполнением его теплоносителем, требуется проверить уровень давления в воздушной камере емкости – оно должно соответствовать давлению в системе отопления. С этой целью следует снять или отвинтить пластиковую заглушку, которая закрывает золотник (аналогичный тем, что устанавливаются в автомобильные камеры). При помощи манометра необходимо измерить давление и подогнать его под показатели отопительной системы. Для этого подкачивается насосом воздух или наоборот, стравливается путем нажатия на шток золотника.
После окончания настройки следует открыть кран и заполнить теплоносителем всю систему. Затем запускается котельный агрегат.
Этап настройки не требуется, если заводское давление в воздушном отсеке расширительного бака соответствует необходимым параметрам. Производители некоторых марок оборудования указывают на упаковке уровень давления в резервуаре, что дает возможность подобрать при покупке вариант, который будет являться оптимальным.
Заключение
Правильно установить расширительный бак, подготовить настраиваемый мембранный резервуар к работе можно самостоятельно, без помощи специалиста. Полученный опыт в дальнейшем может пригодиться, если потребуется оперативно установить источник проблем, связанных со снижением или скачками давления в системе, из-за которых гаснет пламя горелки. В таких случаях рекомендуется в первую очередь тщательно осмотреть систему на наличие протечек теплоносителя и измерить давление в воздушной камере мембранного резервуара.
Видео по теме:
Установка расширительного элемента
Котельное оборудование рассчитано на работу при определенном напоре воды. Это значит, что в расширительном бачке для его нормальной работы тоже должно быть определенное давление.
Давление отслеживается с помощью манометра. Бегающая стрелка прибора говорит о том, что воздух вышел из расширителя. В целом такая ситуация не является серьезной проблемой, поскольку воздух можно накачать через ниппель. Средние показатели напора воды в баке — 1,5 атм. Тем не менее они могут не подходить для конкретной системы. В этом случае давление нужно регулировать самостоятельно.
Нормальные показатели — на 0,2 атм. меньше, чем в системе. Категорически не допускается превышение давления в расширительной емкости по сравнению с этим показателем в сети. В подобных ситуациях увеличившийся в объеме теплоноситель не сможет зайти в резервуар. К трубопроводу бачок подключается через присоединительный размер.
Важно не только правильно подключить резервуар расширения, но и грамотно выбрать место для его установки. Несмотря на то, что современные модели, могут быть смонтированы в любом месте, специалисты советуют устанавливать этот элемент системы на обратке между котлом и насосом
Для обеспечения ремонтопригодности конструкции на трубе, через которую подключается емкость расширителя, устанавливается шаровой кран. В случае выхода оборудования из строя запорная арматура позволит снять его без откачки теплоносителя из системы. Во время работы системы кран обязательно должен быть открыт. В противном случае в ней резко возрастет давление, и она даст течь в своем самом слабом месте.
Установка в котельной
В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя устанавливаются бачки других типов. Такой резервуар — это открытая емкость, как правило, сваренная из листовой стали. Устанавливать его необходимо в самой высокой точке инженерной сети.
Принцип действия такого элемента очень прост. По мере увеличения в объеме жидкость вытесняется из труб, поднимаясь по ним вместе с воздухом. Охлаждаясь, теплоноситель возвращается в трубопровод под действием гравитационных сил и естественного давления воздуха.
Как устройство работает
Для установки качественных устройств водоснабжения предусматривается наличие и использование расширительных бачков закрытого типа (мембранного). Внешне напоминает полностью герметичную емкость, в которой находится воздушный и водяной порожек, который разделен между собой мембраной. В камере находится воздух, который поддерживается под определенным давлением, который способен дать оптимальный подпор жидкости.
Функции и устройство
Расширительный бачок закрытого типа используется для поддержания оптимального давления внутри системы, способствующий подаче воды. Для частного водоснабжения рекомендуется использовать бачки закрытого типа. Представляют собой емкости полностью герметичного типа, внутри которых устанавливается ограничительная мембрана. Она условно делит резервуар на две части – водную и воздушную. При помощи электрического насоса наполняется жидкостью первая, при этом объем жидкости в емкости будет зависеть от внутреннего давления.
В тот момент, когда показатель достигнет установленной отметки, насосы автоматически отключатся. Включение произойдет тогда, когда давление станет ниже установленной отметки. В этот же момент жидкость начнет поступать из камеры емкости бака. Цикличность выключений и включений настраивается автоматически, это позволяет продлить срок службы устройства. Установленный манометр позволит проверить уровень давления в любое время. Монтаж производится на поверхности оборудования. Он также настраивается исходя из предпочитаемого диапазона рабочего давления.
Мембранный бак одновременно будет выполнять такие важные функции:
- защита от преждевременного износа и возможной механической поломки;
- определенное количество жидкости будет сохранено под рабочим давлением;
- помогает избежать возможного гидравлического удара, который может быть вызван скачком напряжения в сети или завоздушенностью системы;
- способствует поддержанию оптимального уровня давление при аварийном прекращении работы насоса.
Если уровень водопотребления не существенен, то включения насоса можно избежать. При этом уровень потребления будет перекрываться только тем объемом, который находится в бачке. Использование подобных устройств имеет ряд существенных преимуществ. Примером может служить низкий процент вероятности загрязнения воды, которая находится внутри устройства. Они практичны, легко устанавливаются и полностью герметичны, что позволяет избежать попадания мусора извне. При этом не следует избегать соблюдения самых обычных правил безопасности. Возможна и самостоятельная установка, но рекомендуется отдать предпочтение подобной работе профессионалу.
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:
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.
Недостатки:
- Малопривлекательный внешний вид, без возможности скрыть толстостенные громоздкие трубы за декоративными панелями.
- Низкий КПД.
- Использование воды, в качестве теплоносителя. При других антифризах испарение происходит быстрее.
- Резервуар не герметичен.
- Необходимость постоянного добавления воды (раз в неделю или раз в месяц) из-за испарения, которое, в свою очередь, влияет на завоздушивание и нормальное функционирование отопительной системы.
- Присутствие воздушных пузырьков приводит к внутренней коррозии элементов системы и снижению срока эксплуатации и теплоотдачи, появлению шума.
Разновидности
В зависимости от конструкции делятся на открытые и закрытые.
Открытые
Это резервуары цилиндрической или прямоугольной формы, которые монтируются в верхней точке системы отопления (зачастую на чердаке). Ёмкость подключается к водопроводу для пополнения запаса воды и к канализационной системе для отвода лишнего теплоносителя.
Фото 1. Расширительный бачок открытого типа. Агрегат прямоугольной формы, установлен в верхней точке системы отопления.
Минус данной разновидности оборудования в том, что отсутствует автоматическая регулировка уровня воды. Придётся контролировать количество жидкости в ней визуально, а чтобы добавить воду, открывать вентиль перед входным патрубком. Ещё одно неудобство — сложный монтаж, ведь бак обладает немалым весом, а его придётся поднимать на чердак. Из-за описанных нюансов этот тип оборудования был почти вытеснен баками закрытого типа.
Емкости открытого типа
Эти бачки применяются для открытой системы отопления (иначе — гравитационной, самотечной) и представляют собой металлический резервуар с открытым верхом произвольной формы. К верхней части боковой стенки приварен патрубок для присоединения шланга или трубы перелива, теплоноситель к баку подводится снизу. Элемент устанавливается выше всей системы на подающем трубопроводе, как правило, на чердаке дома.
Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:
- служит для компенсации расширения теплоносителя;
- производит удаление воздуха из системы, поскольку его верх сообщается с атмосферой.
В этом заключается его преимущество, но оно не единственное. Открытая емкость может успешно и долговечно служить также и в системах с принудительной циркуляцией, поскольку устройство бака очень простое, там нечему ломаться. Однако, и недостатков у него немало:
- бачок, установленный на чердаке, требует хорошего утепления;
- в течение сезона необходимо постоянно наблюдать за уровнем воды в баке и своевременно его пополнять;
- теплоноситель постоянно насыщается кислородом из атмосферы, отчего быстрее корродируют металлические детали котла;
- дополнительный расход материалов и сложности при монтаже.
Закрытые
Конструкция шаровидной или овальной формы с двумя камерами внутри: одна для воздуха, а другая — для воды, поступающей из системы отопления. Они отделены друг от друга мембраной, которая представляет собой резиновый резервуар в виде мешка, способный расширяться и сжиматься.
При поступлении воды в первую камеру мембрана растягивается и воздух из второй камеры выходит через специальный клапан. При остывании жидкости мембрана начинает возвращаться в изначальное положение и выдавливает воду обратно в систему отопления.
Фото 2. Достаточно простое устройство расширительного бака закрытого типа. Стрелками указаны составные части.
В зависимости от вида мембраны, различают два типа закрытых расширительных резервуаров:
- Оснащённые несъемной диафрагменной мембраной
Конструкция отличается большой прочностью за счёт изготовления способом холодной штамповки. К тому же баки этого типа обладают антикоррозионной защитой поверхности с внешней и внутренней стороны. Полость бака разделяет на две камеры эластичная мембрана. Теплоноситель поступает из системы в нижнюю камеру. Когда мембрана займёт нужное положение, — окажется на поверхности жидкости, — устройство готово к работе.
- С фланцевым крепежом
Мембрана присоединяется к входному патрубку посредством фланцевого крепежа, что позволяет заменять изношенную мембрану на новую. Теплоноситель находится внутри мембраны и не соприкасается со стенками бака, что даёт возможность не прибегать к антикоррозионным мероприятиям.
Расширительные резервуары закрытого типа часто монтируются рядом с котлами отопления. Второй вариант — установка возле бойлера, если планируется монтаж двухконтурной отопительной системы, предусматривающей горячее водоснабжение.
Устройство и принцип работы
А теперь следует подробно рассмотреть, из каких элементов состоят баки расширения, и как они работают. Для начала выясним, как устроен подобный элемент.
Как правило, конструкция расширительного бака в целом помещается в штампованном корпусе из стали. Он имеет форму цилиндра. Чуть реже встречаются корпуса в виде своеобразных «таблеток». Обычно для производства этих элементов используются высококачественные металлы, покрытые антикоррозийным защитным составом. Внешняя сторона бачков покрывается эмалью.
Для отопления используются бачки расширения с корпусом красного цвета. Также встречаются и синие варианты, однако обычно такой окрас носят водяные аккумуляторы, которые являются составными частями водоснабжающей системы.
С одной из сторон бака находится резьбовой патрубок. Он требуется для обеспечения возможности врезки в отопительную систему. Бывают случаи, когда в комплект поставки также входят такие элементы, как фитинги. Они значительно упрощают монтажные работы.
С другой же стороны, находится специальный ниппельный клапан. Данный элемент служит для формирования нужного уровня давления во внутренней части воздушной камеры.
Во внутренней полости расширительный бак разделен с помощью мембраны на 2 отдельные части. Ближе к патрубку находится камера, предназначенная для теплового носителя, а с противоположной стороны есть воздушная камера. Обычно мембраны для баков изготавливаются из очень эластичного материала, который отличается минимальными значениями диффузии.
Принцип работы расширительного бака в системе отопления является очень простым и понятным. Разберем его детально.
- В изначальном состоянии, в момент подключения резервуара к системе и ее наполнения тепловым носителем, конкретный объем воды проходит сквозь патрубок в отсек с водой. Показатель давления в обоих отсеках постепенно уравнивается. Далее подобная незамысловатая система обретает статичность.
- При росте температурного значения осуществляется непосредственное расширение теплового носителя в объемах в отопительной системе. Этот процесс происходит с сопровождением роста показателей давления. Лишняя жидкость отправляется в сам бак, а потом давлением подгибает мембранную деталь. В этот момент объем камеры для теплоносителя становится больше, а воздушного отсека, наоборот, сокращается (в этот момент в нем растет давление воздуха).
- Когда температура опускается и уменьшается общий объем теплового носителя, излишнее давление в камере с воздухом провоцирует смещение мембраны назад. Тепловой носитель в это время возвращается обратно в трубопровод.
Если параметры давления в системе отопления доходят до критических отметок, должен запуститься клапан, что относится к «группе безопасности». В такой ситуации он будет отвечать за выпуск лишней жидкости. Определенные модели расширительных баков имеют свой индивидуальный клапан предохранения.
Разумеется, стоит учитывать, что конструкция бака главным образом зависит от разновидности конкретной приобретенной модели. Например, они бывают неразборными или с возможностью замены мембранного элемента. В комплекте с подобными товарами могут идти такие детали, как хомуты для настенного крепления либо специальные подставки – небольшие ножки, с которыми напольный агрегат проще расположить на ровной плоскости.
Расширительные баки с мембраной-диафрагмой обычно являются неразборными. Во многих случаях в них присутствует баллонная мембранная деталь – она производится из податливого и эластичного сырья. По своей сути, эта мембрана являет собой обычную водяную камеру. По ходу роста давления она растягивается и увеличивается в объеме. Подобные разновидности бачков обычно дополняются разборным фланцем, который дает возможность самостоятельно менять мембрану, если она сломается.
Как установить расширительный бачок водонагревателя? (Пошаговое руководство)
Эмма (Специализированный персонал Sunrise)
Теперь, когда вы знаете правильный размер расширительного бака для воды для вашей системы, вы должны установить его в своем здании. К счастью, этот процесс не требует особых навыков. Вам понадобится только это руководство и несколько инструментов для выполнения этой задачи.
Но сначала вам нужно отправиться в магазин и купить бак. Вы можете купить устройство всего за 40 долларов, в то время как более крупные модели стоят несколько сотен долларов. Если вы хотите использовать изделие с нагревателем на 40–50 галлонов, выберите модель на 2 галлона.
Для крепления расширительного бачка можно использовать резьбовое соединение 3/4. Для идеальной подгонки вам придется разместить тройник над водонагревателем. Теперь вот шаги, необходимые для установки расширительного бака для воды.
Как установить расширительный бак водонагревателя
Шаг 1: Отключите воду и электропитание
Перекройте подачу воды к водонагревателю. Если ваш агрегат подключен к линии подачи с запорным клапаном, перекройте поток воды из линии подачи в ваше здание.
Если ваши устройства работают от электроэнергии, выключите выключатель. Для водонагревателя, работающего на газе, отключите подачу газа. Но если вы не знаете, как выполнить эту задачу, обратитесь за помощью к местному поставщику газа.
Шаг 2: Достаньте расширительный бачок и аксессуары
Найдите расширительный бачок, который подойдет для вашего агрегата. Вы можете сделать это, отметив размер нагревателя, прежде чем приобретать бак. Если вы доберетесь до строительного магазина, вы можете перепроверить размер.
Не забудьте взять сантехнический скотч и тройник. Вы также должны добавить несколько винтов (1,5 дюйма) и монтажные кронштейны.
Шаг 3: Подтвердите линию подачи холодной воды
Подойдите к линии подачи холодной воды и найдите ту, которая расположена горизонтально к водонагревателю. Эта линия понадобится вам для подключения к устройству.
Шаг 4: Установка расширительного бака
Поместите блок над трубой, подающей холодную воду, чтобы он находился рядом с нагревателем. Отметьте место на стене и просверлите несколько отверстий для монтажных труб. Вкрутите расширительный бачок и подсоедините линию подачи холодной воды.
Шаг 5: Присоедините бак отопителя
Головка к нижней части разъема на расширительном баке, затем обмотайте это место сантехнической лентой и присоедините разъем к тройнику. Закрепите это соединение гаечным ключом. Не делайте это слишком туго.
Шаг 6: Восстановите подачу воды и электроэнергии к нагревателю
Включите подачу воды к нагревателю. Затем включите устройство, включив выключатели. Если ваш обогреватель работает на газе, закрепите трубу подачи газа и включите газ.
Шаг 7: Проверьте расширительный бачок
Проверьте бачок, открыв кран. Затем подставьте руку под кран, чтобы проверить, горячая ли вода.
Как узнать, работает ли расширительный бачок?
Допустим, расширительный бак удерживает воду от воздуха с помощью диафрагмы. Если он размещен в конце водопроводной линии, обеспечивающей подачу холодной воды. Аккуратно ударьте по верхней и нижней части расширительного бачка.
Если бак звучит глухо, то он в идеальном состоянии. Но если вы слышите глухой удар, это означает, что вода попала в верхнюю камеру из-за поврежденной диафрагмы.
Коснитесь верхней и нижней части резервуара, чтобы проверить его температуру. Обычно нижняя часть должна быть теплой, поскольку в ней накапливается нагретая вода из бака. В верхней части вы должны чувствовать прохладу, так как она поддерживает холодный воздух.
Если в баке водонагревателя высокое давление при работе с неисправным расширительным бачком, с клапана TPR будет капать вода.
Общие вопросы об установке расширительного бака водонагревателя
1. Обязательна ли по закону установка расширительного бака водонагревателя?
Да, особенно если вы используете закрытые системы водоснабжения. Однако его можно использовать в зданиях с открытыми системами водоснабжения. Не нужно беспокоиться о цене, так как она стоит менее 50 долларов.
2. Следует ли размещать расширительный бачок рядом с водонагревателем
?
Требуется починить расширительный бачок возле водонагревателя. Вы можете разместить его в любом месте на линии подачи воды. В большинстве случаев он фиксируется буквой T на входе холодной воды, которая питает водонагреватель. Однако вы можете установить его со стороны линии подачи холодной воды.
3. Каков идеальный угол для моего расширительного бачка?
Расширительный бачок можно закрепить под любым углом. Но некоторые производители рекомендуют вешать его в вертикальном положении. Но любой другой вертикальный угол в порядке.
Просверлите отверстие в трубопроводе и закрепите хомуты. Таким образом, он совпадет с резьбовыми отверстиями бака. Но этот метод может быть разочаровывающим, так как позволяет разместить его в одном положении.
Если вы покупаете расширительный бак, он включает в себя седловидный фитинг. Этот фитинг используется для простой фиксации системы без нагревания или использования специальных инструментов. Он подходит к трубе, но имеет функции, которые могут подключаться к расширительному бачку.
Руководство по проектированию расширительного бака, определение размера и выбор расширительного бака для системы охлажденной воды
Раздел 1.0: Введение
Расширительный бак используется в системе охлажденной воды для выполнения трех основных задач: (1) компенсировать тепловое расширение охлажденной воды, (2) постоянно поддерживать положительное давление во всех точках системы и (3) поддерживать чистое положительное всасывание. напор в насосе(ах) охлажденной воды. Помимо расширительного бака, существуют и другие методы и оборудование, которые помогают достичь этих трех целей, но в этом руководстве будет обсуждаться только то, как расширительный бак влияет на эти три цели. Кроме того, будут обсуждаться три типа расширительных баков, а также уравнения их размеров. Три типа расширительных баков: (1) открытые, (2) закрытые и (3) мембранные. Наконец, будут обсуждаться элементы конструкции, связанные с расширительными баками, в том числе расположение расширительного бака, материалы бака, производители баков и
Основными единицами, которые используются в калькуляторе, являются обычные системные единицы США (USCS). Таким образом, это руководство посвящено исключительно USCS. Тем не менее, версия SI также будет предоставлена в будущем.
Раздел 1.1: Заявление об отказе от ответственности
Компания Engineering Pro Guides ни при каких обстоятельствах не несет ответственности за любые случайные, косвенные, косвенные, штрафные или особые убытки любого рода или любые другие убытки, включая, помимо прочего, убытки, возникшие в результате упущенной выгоды. , потерю контрактов, потерю репутации, деловой репутации, данных, информации, дохода, ожидаемой экономии или деловых отношений, независимо от того, была ли компания Engineering Pro Guides уведомлена о возможности такого ущерба, возникающего в результате или в связи с использованием этого документ/программное обеспечение или любые ссылочные документы и/или веб-сайты.
Это руководство и калькулятор были созданы на основе ситуаций, описанных в этом руководстве. Хотя целью было создать калькулятор и руководство, применимые во всех ситуациях, существуют уникальные условия, при которых этот калькулятор и руководство неприменимы. Пожалуйста, убедитесь, что это руководство и калькулятор применимы к вашей ситуации.
Раздел 2.0: Общая система охлажденной воды
В этом руководстве рассматривается проектирование и выбор расширительного бака в общей системе охлажденной воды. Расширительный бак является частью общей системы охлажденной воды, которая часто включает чиллер, трубопровод, клапаны/фитинги, насос охлажденной воды, блоки обработки воздуха и фанкойлы.
3.0 Типы расширительных баков
Существует несколько типов расширительных баков, поставляемых различными производителями. Однако для целей уравнения существует только три основных типа. В этом разделе будут рассмотрены основные производители и их модели расширительных баков, и каждая модель будет классифицирована в рамках одного из трех уравнений расширительного бака. Три основных уравнения расчета размеров расширительного бака: (1) открытый бак, (2) закрытый бак без баллона и (3) закрытый бак с баллоном.
3.1 Открытый резервуар
Открытый резервуар, скорее всего, не будет использоваться в проекте вашей системы HVAC, но он показан здесь для полноты картины. Открытый резервуар состоит из большого резервуара с выходом в атмосферу. По мере повышения температуры в системе жидкость расширяется в бак, как показано на рисунке ниже.

Открытый резервуар обычно располагается в верхней части системы.
Открытый резервуар управляется приведенным ниже уравнением. Термин (v_2/v_1 -1) описывает процентное изменение объема системного объема. Член 3α∆t описывает процентное изменение объема трубопровода из-за расширения трубопровода. Этот член вычитается из процентного изменения объема, поскольку расширение трубы поможет компенсировать расширение объема жидкости.
Описание переменных и единиц измерения см. в разделе 3.4.
3.2 Закрытый бак без баллона
Закрытый расширительный бак без баллона не имеет отверстий для выхода в атмосферу. Это просто закрытый резервуар с подключением к системе охлажденной воды. Закрытый резервуар имеет дополнительное пространство, которое заполняется воздухом, когда температура в системе низкая. По мере повышения температуры в системе охлажденной воды объем увеличивается и заполняет пустое пространство внутри резервуара.
Уравнение, управляющее закрытым резервуаром, показано ниже. Это уравнение следует тому же основному формату, что и открытый резервуар, за исключением того, что константа «2» заменена членом (P_a/P_1)-(P_a/P_2). Этот термин описывает изменение давления, которое может быть обеспечено в расширительном баке. В открытом резервуаре изменение давления недопустимо. Открытый резервуар будет заполняться по мере расширения жидкости, но как только объем резервуара будет заполнен, любой дополнительный объем переполнит резервуар, и изменение давления не произойдет. С другой стороны, закрытый резервуар может приспособиться к увеличению объема и давления. По мере расширения жидкости объем в резервуаре увеличивается. Затем, как только объем будет заполнен, закрытый резервуар больше не будет увеличиваться в объеме, но будет увеличиваться давление. Таким образом, расширительный бачок может вместить большее расширение жидкости при меньшем объеме.
Описание переменных и единиц измерения см. в разделе 3.4.
3.3 Закрытый бак с баллоном/мембраной
Закрытый бак с баллоном или диафрагмой является наиболее распространенным расширительным баком. Этот расширительный бак похож на закрытый бак, за исключением того, что внутри бака есть камера или диафрагма, которая разделяет воду и воздух. Когда объем охлажденной воды расширяется, вода давит на камеру или диафрагму. Мембрана или диафрагма служат барьером между воздухом и водой, чтобы ограничить попадание воздуха в воду.
Камера или диафрагма также позволяет воздуху внутри камеры или диафрагмы быть предварительно заряженным или сжатым. Важность наддува воздуха заключается в том, что он определяет давление, которое должна достичь охлажденная вода, прежде чем расширительный бак примет объем. Например, закрытый резервуар имеет давление 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Когда давление охлажденной воды превышает 14,7 фунтов на квадратный дюйм, охлажденная вода будет поступать в расширительный бак. С другой стороны, допустим давление в камере/диафрагме составляет 25 фунтов на кв. дюйм, тогда охлажденная вода будет поступать в резервуар только тогда, когда давление охлажденной воды превысит 25 фунтов на кв. дюйм. Это позволяет закрытому резервуару с баллоном или диафрагмой иметь меньший объем, поскольку ему не нужно принимать объем при более низком давлении.
Основное уравнение для баллонного или мембранного расширительного бака с предварительно нагнетаемым воздухом показано ниже. Верхний срок такой же, как закрытый расширительный бачок. Нижний член заменил атмосферное давление на P_pre, которое представляет собой предварительно заряженное давление.
Чаще всего предварительное давление выбирается равным минимальному давлению в системе P1. Это сводит приведенное выше уравнение к приведенному ниже уравнению.
3.4 Определения входных данных уравнения
В следующей таблице перечислены все переменные, использованные в предыдущих уравнениях, а также приведены описания и единицы измерения для каждой переменной на основе USCS.
Раздел 4.0: Определение размера расширительного бака
После выбора типа расширительного бака необходимо определить значения, которые будут использоваться в уравнении, соответствующем типу расширения. В этом разделе будет обсуждаться каждая из переменных, чтобы вы могли определить значения для каждой переменной в различных ситуациях.
4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Значения температуры используются для определения «дельта Т» и значений удельного объема, которые обсуждаются в следующем разделе. Вы должны найти самые низкие и самые высокие температуры, которые будут иметь место в системе охлажденной воды.
Низкая температура: Значение низкой температуры — это просто температура подачи охлажденной воды. Диапазон температур подачи охлажденной воды ограничивается следующими двумя требованиями. Температура подачи охлажденной воды должна быть достаточно низкой для осушения воздуха, но не слишком низкой, чтобы охладитель не замерз. Типичные температуры охлажденной воды показаны ниже.
- Подача охлажденной воды: от 42 F до 48 F/5,56 C до 7,78 C
- Возвратная охлажденная вода: от 52 F до 58 F/от 5,56 C до 7,78 C
Если система охлажденной воды представляет собой смесь гликолей, то самая низкая температура может отличаться от указанной выше. Добавление гликоля в охлажденную воду позволяет снизить температуру подачи охлажденной воды из-за его более низкой точки замерзания.
Высокая температура: Значение высокой температуры обычно представляет собой температуру, возникающую, когда чиллер и насос(ы) охлажденной воды выключены. Когда система охлажденной воды отключена, температура охлажденной воды может достигать температуры окружающей среды. В здании без кондиционера температура может быть от 80 до 9.Диапазон 0 F. Если трубопровод охлажденной воды расположен снаружи, то температура охлажденной воды может превышать 100 F, в зависимости от местоположения.
4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМА
Значения удельного объема определяются из данных о свойствах жидкости. Калькулятор расширительного бака включает конкретные значения объема для воды и различных смесей полипропиленгликоля и полиэтиленгликоля.
Значения удельного объема также можно найти в ASHRAE Fundamentals для воды и на следующем веб-сайте для гликолевых смесей.
4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ
4.3.1 НИЗКОЕ ДАВЛЕНИЕ/НАПОЛНЕНИЕ
Низкое давление – это минимальное давление в системе, обеспечивающее выполнение наиболее жестких требований из следующих двух ограничений: (1) 10 фунтов на квадратный дюйм в самой высокой точке трубопровода или (2) чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насоса охлажденной воды.
(1) Ограничение по высоте: Низкое давление или давление наполнения — это давление, необходимое в точке наполнения, необходимое для заполнения всей системы трубопроводов и достижения манометрического давления 10 фунтов на кв. дюйм в самой высокой точке трубопровода, чтобы предотвратить попадание воздуха в воду/раствор. При расчете этого давления вы должны исходить из того, что насос(ы) выключен, а температура жидкости самая высокая. Точка наполнения обычно используется, потому что расширительный бак расположен в точке наполнения и имеет почти такое же давление. Если расширительный бачок расположен вдали от точки наполнения, то можно использовать разницу высот между точкой наполнения, чтобы найти минимальное давление в расширительном бачке.
Например, предположим, что температура наполняющей воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка системы находится на высоте 150 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 140 футов или 60,7 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, давление наполнения должно составлять 70,7 фунтов на квадратный дюйм. Этот пример показан на первом следующем рисунке.
(2) Ограничение чистого положительного напора на всасывании: Далее следует также проверить чистый положительный напор на всасывании, требуемый для насосов охлажденной воды. Низкое давление или давление наполнения должно быть достаточно большим, чтобы удовлетворялся требуемый чистый положительный напор на всасывании.
Например, предположим, что температура наполняющей воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка системы находится всего в 30 футах над чистым полом. Это приведет к перепаду высот всего в 20 футов или 8,6 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, согласно предыдущему ограничению минимальное давление будет составлять всего 18,6 фунтов на кв. дюйм. Однако, если насос охлажденной воды расположен на 10 футов выше точки заполнения, тогда давление на всасывании насоса охлажденной воды будет всего 14,3 фунтов на кв. дюйм. Если для насоса требуется чистая положительная высота всасывания 20 фунтов на квадратный дюйм, то давление наполнения, определенное из ограничения высоты, не будет соответствовать чистому положительному значению высоты всасывания. Таким образом, давление наполнения должно быть увеличено, чтобы соответствовать чистому положительному ограничению высоты всасывания. Этот пример показан на втором следующем рисунке.

5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ
Значение высокого давления – это максимальное давление, которое может возникнуть в расширительном баке, при котором не происходит отказа предохранительных клапанов или оборудования из-за высокого давления. Первый сценарий, который нужно проверить, это когда насос включен, а охлажденная вода имеет максимальную температуру. Хотя это, скорее всего, никогда не произойдет на практике, это возможно, и ваша конструкция должна выдерживать экстремальные возможности. Например, предположим, что насос охлажденной воды обеспечивает давление 40 фунтов на кв. дюйм, а чиллер настроен на максимальное давление 125 фунтов на кв. дюйм. Вы начинаете с чиллера с манометрическим давлением 125 фунтов на квадратный дюйм, а затем давление на всасывании насоса будет составлять 85 фунтов на квадратный дюйм. Предположим, что потери в трубопроводе от расширительного бака до насоса составляют 4,3 фунта на кв. Тогда расширительный бак будет иметь высокое давление 80,7 фунтов на квадратный дюйм.
Сценарии всегда следует запускать с включенным и выключенным насосом, поскольку оборудование должно находиться в пределах требуемого давления независимо от того, включен насос или нет. Например, если вы запускаете сценарий с максимальным давлением в точке заполнения системы 125 фунтов на кв. дюйм, что является типичным максимальным давлением для фитингов трубопроводов, и насос выключен, то предельные значения давления соблюдаются для всего оборудования. . Однако, как только насос будет включен, вы превысите требуемое для чиллера давление в 125 фунтов на кв. дюйм.

5.3.3 ТОЧКА НЕИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Часто можно услышать, что расширительный бачок – это точка, в которой давление в системе не меняется. Это верно, но предполагается, что температура не меняется. Так что не путайте предыдущую дискуссию о максимальном и минимальном давлении с тем, что давление в расширительном бачке не меняется при включении или выключении насоса. На самом деле вы можете видеть, что давление не меняется при включении и выключении насоса на предыдущих рисунках 8 и 9..
5.4 Линейный коэффициент теплового расширения
Для расчетов можно использовать следующий линейный коэффициент теплового расширения. Однако более точные значения можно получить, используя данные, предоставленные производителями труб.
Если у вас смесь нескольких типов труб, вам следует использовать более низкий коэффициент теплового расширения. Это позволит увеличить расширительный бачок. Если у вас более высокий коэффициент теплового расширения, вы воспользуетесь преимуществами увеличения объема системы, возникающего при расширении трубопровода. Когда жидкость нагревается, она расширяется, но труба также расширяется, чтобы вместить часть увеличенного объема жидкости. Таким образом, выбор материала трубы, который расширяется меньше всего, даст наиболее консервативный результат.
Раздел 5.0: ПРОБЛЕМЫ КОНСТРУКЦИИ РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА
В этом разделе рассматриваются наиболее распространенные проблемы проектирования, возникающие при проектировании расширительного бака для системы охлажденной воды. Вопросы включают в себя, где разместить резервуары, какой материал выбрать для резервуара и какого производителя использовать для резервуара.
5.

При размещении расширительного бачка необходимо проверить давление в системе, когда насос включен и выключен, а также когда система холодная или горячая. Типичное расположение расширительного бака — на линии всасывания насоса охлажденной воды, рядом или на линии заполнения. Другое возможное расположение, которое используется реже, — это самая высокая точка системы. Лучший способ понять, где находится резервуар, — это понять последствия размещения резервуара в этих двух местах.
5.1.1 РЕЗЕРВУАР, РАСПОЛОЖЕННЫЙ НА ВХОДЕ CHWP
При расположении резервуара на всасывании CHWP, вблизи самой низкой точки системы, минимальное и максимальное давление будут намного выше, чем в резервуаре в самой высокой точке. Это связано с тем, что на самую низкую точку будет оказывать давление высота, действующая на эту точку. На следующей диаграмме предполагается, что минимальная температура составляет 40 ° F, а максимальная температура составляет 100 ° F. Максимальное и минимальное давление определяются на основе перепада высот и насоса, который обеспечивает давление 40 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, общий объем охлажденной воды составляет 2100 галлонов, а расширительный бак представляет собой бак мембранного типа. В результате получается бак на 104 галлона.
Преимущество расположения бака на всасывании CHWP заключается в том, что расширительный бак обычно легче обслуживать рядом с насосами и чиллерами. Насосы и чиллеры расположены на первом этаже в техническом помещении, потому что слишком сложно обслуживать оборудование на крыше и слишком сложно заменять оборудование на крыше.
Как вы, возможно, помните, расположение резервуара является точкой постоянного давления, когда насос включается и выключается, при условии, что температура остается постоянной. Таким образом, резервуар обычно не расположен на стороне нагнетания насоса, поскольку это означает, что независимо от того, когда насос включен или выключен, давление на выходе насоса будет одинаковым. В основном, когда насос включен, давление в системе охлажденной воды снижается, а не увеличивается.

5.1.2 РЕЗЕРВУАР, РАСПОЛОЖЕННЫЙ В САМОЙ ВЫСОКОЙ ТОЧКЕ
Когда резервуар расположен в самой высокой точке, максимальное и минимальное давление будут ниже. Если все остальные переменные оставить равными и изменить только максимальное и минимальное давление, расширительный бак должен быть на 39 галлонов. Как видите, размещение резервуара в более высокой точке с более низким давлением приведет к уменьшению размера резервуара. Недостатками являются проблемы обслуживания с ремонтом и заменой бака в самой высокой точке системы охлаждённой воды.
5.2 МАТЕРИАЛЫ БАКА
При выборе расширительного бака необходимо сначала выбрать тип, а затем размер. Следуя этим вариантам, вы должны затем выбрать материал резервуара.
Кожух: Кожух расширительного бака должен быть сертифицирован ASME, а также должен выдерживать давление в системе. Обычно оболочка рассчитана на давление 150 фунтов на квадратный дюйм, и большинство оболочек изготовлены из стали.
Мембрана/камера: Мембрана/камера должна выдерживать коррозионную активность воздуха/воды или гликоля. Поскольку охлажденная вода, как правило, не используется для питьевой воды, диафрагма/камера не требует одобрения для работы с питьевой водой. Материал диафрагмы/камеры обычно представляет собой пластик, подобный полипропилену, или каучук, подобный бутилу.
5.3 ПРОИЗВОДИТЕЛИ РЕЗЕРВУАРОВ
Производители, поставляющие этот тип расширительного бака, показаны в таблице ниже. Последний раз эта таблица обновлялась в январе 2018 года. Производители могли изменить приведенную ниже информацию.
Веб-сайт производителя
- Amtrol: https://www.
amtrol.com/product/therm-x-trol-expansion-tanks/
- Flexcon: https://www.flexconind.com/products/category.html?newsid=62
5.4 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Расширительный бак имеет следующие типовые вспомогательные устройства, которые помогают поддерживать функцию расширительного бака.
Запорный клапан: Запорный клапан должен быть установлен на системном соединении между системой охлажденной воды и расширительным баком. Запорный клапан позволяет отсоединить расширительный бачок, чтобы его можно было отремонтировать или заменить.
Сливной клапан: Для ремонта бака необходимо слить воду из расширительного бака. Таким образом, на резервуаре или на трубопроводе, ведущем к резервуару, должен быть предусмотрен сливной клапан. Сливной клапан должен находиться в самой нижней точке бака и должен располагаться между запорным клапаном и расширительным баком.
Воздушный клапан: Воздушный клапан используется для наполнения сжатым воздухом баллонных/мембранных расширительных баков.
Опоры: Расширительный бак следует подвешивать либо к потолку, либо к стене, либо к полу. Расширительный бак не должен поддерживаться трубопроводом.
Раздел 6.0: ПРОБЛЕМЫ КОНСТРУКЦИИ РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА
6.1 ПОДАЧА ЖИДКОСТИ
В этом разделе вы введете диапазон температуры и диапазон давления для жидкости. Кроме того, вы также должны указать жидкость как 100% воду или смесь воды и гликоля.
6.2 ВВОДЫ ТРУБОПРОВОДОВ
В разделе трубопроводов необходимо ввести в таблицу все трубопроводы охлажденной воды. Для этого участка должны встречаться все длины труб. Трубопровод вместе с оборудованием будет определять общий объем системы.
6.3 ВХОДЫ ОБОРУДОВАНИЯ
Далее вы должны ввести в таблицу все оборудование и объем охлажденной воды в каждой единице оборудования. Объем оборудования для охлажденной воды вместе с объемом трубопровода будет определять общий объем системы.
6.4 ВЫХОДЫ НА РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК
Используя общий объем системы и ввод жидкости, калькулятор автоматически и мгновенно выводит размеры трех типов расширительных баков (1) открытых, (2) закрытых и (3) закрытых с диафрагмой/баллоном.
Нужен ли мне расширительный бак на мой водонагреватель?
Требуется ли для работы вашего водонагревателя расширительный бак бака горячей воды , зависит от типа вашей водопроводной системы. В домах есть открытая или закрытая водопроводная система водонагревателя, и если у вас последняя, то вам понадобится расширительный бак, чтобы ваш водонагреватель работал.
Большинство новых домов построены с закрытой водопроводной системой, а не с открытой, поэтому вполне возможно, что вашему водонагревателю нужен расширительный бак. Ниже мы ответим на другие вопросы, например, что такое расширительный бак, какую роль он играет и т. д.
Что такое расширительный бак?Расширительные баки являются компонентом водонагревателя. Бытовые расширительные баки очень похожи на небольшие пропановые баллоны с воздушным клапаном наверху и резьбовым соединением на дне. Обычно они размером с баскетбольный мяч, но могут быть намного больше для больших водонагревателей.
Для чего нужен расширительный бак? Для поддержания работоспособности системы водонагревателя часто требуется расширительный бак. Как мы уже упоминали, водопроводная система бывает открытой или закрытой. В открытой системе водонагревателя любая вода, которая увеличилась в объеме и давлении из-за нагрева, свободно проходит из накопительного бака в линию подачи холодной воды, в конечном итоге проходя через городскую систему водоснабжения, если давление достаточно высокое.
В открытых системах водоснабжения ничто не препятствует повышению давления воды, поэтому давление в открытой системе равно давлению подачи.
Однако в закрытой системе водонагревателя вода не может расширяться сверх того, что позволяют клапаны в системе. Эти значения обычно включают контрольное значение, редукционный клапан, предотвращение обратного потока, смесительный клапан и иногда другие. Закрытая водопроводная система препятствует обратному течению воды, то есть она не попадет обратно в городскую сеть после попадания в трубопровод вашего дома.
Итак, для чего нужен расширительный бачок водонагревателя? В замкнутой системе водоснабжения расширительный бак горячей воды содержит повышенное давление и расширенную воду.
Расширительный бак устанавливается на трубу подачи воды водонагревателя и предназначен для компенсации теплового расширения воды, возникающего при ее нагревании. Расширительный бак предотвращает слишком высокое давление воды, тем самым защищая вашу систему водоснабжения от перегрева, повреждения или даже взрыва.
Без расширительного бака бака для горячей воды в закрытой водопроводной системе давление воды может нарастать и нарастать, становясь достаточно высоким, чтобы повредить клапаны, сантехнические приборы, трубы подачи и даже сам водонагреватель, вызвав утечку воды из водонагревателя и другие серьезные вред. Правильно установленный расширительный бак поглощает избыточное давление и предотвращает подобные проблемы.
Как долго они служат?Существует множество переменных, которые делают прогнозирование ожидаемого срока службы расширительного бака трудным или даже невозможным. Качество бака, навыки специалиста по установке, качество воды и правильная накачка — все это влияет на то, как долго прослужит ваш расширительный бак. Некоторые резервуары служат всего два года, а другие — целых восемь.
Всегда доверяйте установку расширительного бака квалифицированному специалисту и заменяйте его не позднее, чем через год после истечения гарантии на расширительный бак. В противном случае вы можете столкнуться с большим ущербом от воды и без гарантии, чтобы помочь вам.
Гарантия на большинство расширительных баков составляет от одного до пяти лет, поэтому рассчитывайте заменять свой каждые два-шесть лет и всякий раз, когда вам нужно заменить нагреватель горячей воды.
Расширительный бак какого размера мне нужен?Вам может быть интересно, как установить расширительный бачок водонагревателя, но вы не сможете сделать это, не зная, какой размер вам нужен. Размер необходимого расширительного бака зависит от размера вашего водонагревателя. Чем больше водонагреватель, тем больше должен быть расширительный бак. Не существует варианта «один размер подходит всем».
Необходимо учитывать два фактора: мощность вашего водонагревателя (которая обычно указана на заводской этикетке водонагревателя) и давление воды в доме (которое измеряется в фунтах на квадратный дюйм и обычно определяется по счетчику воды в вашем доме). манометр).
После того, как вы определили мощность вашего водонагревателя и давление воды в доме, вы можете найти подходящий расширительный бак, используя графики размеров или проконсультировавшись с лицензированным сантехником. Обычно расширительный бак на 2 галлона работает с водонагревателем емкостью от 40 до 60 галлонов и давлением от 40 до 50 фунтов на квадратный дюйм. фунтов на квадратный дюйм
Если вам интересно , как установить расширительный бак водонагревателя, поговорите со своим сантехником, чтобы получить точную информацию для вашего конкретного водонагревателя.
Не ждите, пока обрушится вода John C. Flood готов ответить на ваши вопросы, предложить вам качественные услуги и всегда предоставить лицензированных, обученных специалистов для всех ваших сантехнических проектов. Если вам нужен кто-то, кто продиагностирует вашу водопроводную систему, определит, какой расширительный бак вам нужен, или установит расширительный бак, не стесняйтесь обращаться к нам за дополнительной информацией.