Расширительный бак для котла

Расширительные баки для котлов: устройство и регулирование давления

Отопительное оборудование всегда рассчитывается на определенное давление и напор в системе. Не являются исключением из этого правила и газовые котлы. Поддерживать стабильность параметров им помогают расширительные баки для газовых котлов.

Особенности

Вопрос о том, как должны в норме работать эти баки, связаны или с нарушениями при эксплуатации, или с потребностью в техническом обслуживании. Главная цель использования бачка состоит в устранении эффекта расширения нагревающейся воды. Оно становится все больше, но объем труб, радиаторов и накопительных резервуаров конечен. В закрытых отопительных контурах обязательно заполнение на 100%, и это значит, что избыточную массу теплоносителя нужно куда-то сбрасывать. Подходящим местом как раз и становится бачок.

Если вдруг выхода не будет, жидкость непременно найдет путь, по которому наружу вырвется излишек. Таким местом обычно становятся предохраняющие клапаны, но все же это скорее аварийное оборудование. Даже если они отработают именно так, как полагается — придется устранять вылившуюся воду, вновь заполнять (доливать) систему. Установка бачков заранее помогает предотвратить такое развитие событий. И даже при закипевшем теплоносителе сохранить все в полном порядке.

Как устроена и работает система?

Расширительные баки — глухо закрытые сосуды, которые делятся на два фрагмента при помощи мембран из резины. Это не простая резина, поскольку она должна переносить значительный нагрев, при этом оставаясь эластичной и не теряя крепости.

Важно: давление должно быть определено внутри воздушной полости, входящей в пустую емкость, строго при температуре 20 градусов. Оно равняется статическому давлению заполненной до предела отопительной системы. Такое условие позволяет добиться равновесного состояния мембраны и возместить давление, оказываемое теплоносителем.

То есть к моменту запуска в работу бак окажется полностью пуст, и весь его объем может быть использован для коррекции теплового расширения воды или антифриза. Если датчик газового котла обнаруживает, что давление в отопительной системе понизилось до 0,7 бар и менее, он дает команду на отключение нагревателя. А среднестатистическое значение, обеспечивающее нормальную работу — 1,2 бар. Поскольку переходя из неравновесного положения в равновесное, мембрана может поднять давление еще, исходным уровнем его для пустого бачка принимается показатель на 0,3 бар (в среднем) выше стандартного для отопительной системы.

Вывод: при закрытой схеме обогрева газовым котлом давление должно быть от 0,8 до 1 бар; параметры любой отклоняющейся от стандартов системы рассчитываются индивидуально с учетом:

• предполагаемого объема воды или антифриза;
• КПД бачка;
• его требуемой величины;
• исходного давления при запуске.

Бачки на двухконтурных котлах Baxi, как следует из инструкции, должны работать при давлении 0,5 бар. Однако на деле этот показатель минимален, а гарантировать нормальное функционирование устройства позволяет все то же давление 0,8 — 1 бар. Встроенный расширитель вместимостью 6 л стабильно работает с отопительными системами емкостью 75 л (на воде). Либо 50 л (на антифризе).

Нужно ли использовать дополнительный расширительный бак, или хватит штатного оборудования, решают только специалисты в момент подготовки проекта.

Как контролировать систему и работать с ней?

Очень важно бывает проверить реальное давление в расширительных бачках. Почти всегда для этой цели используют ручные манометры, поскольку большинство воздушных камер оснащены типовыми ниппелями, подобно автомобильным или велосипедным шинам. Проблема может возникнуть, если котел настенного исполнения. Компенсирующие устройства чаще всего располагают на его задней стенке, и воспользоваться ими бывает затруднительно. Выходом становится применение компактного мобильного манометра.

Как только обнаружено отклонение показателя в меньшую сторону, следует правильно накачать воздух. Оставив все как есть, можно столкнуться с экстренными остановками котла. Трудно даже сказать, хуже ли такой исход или выбросы избыточной жидкости. Каждый изготовитель газовых котлов советует потребителям ежегодно замерять давление в бачке. Не будет никакого вреда, конечно, если делать это вдвое чаще.

Нужно помнить, что подкачка производится только при полностью пустом баке, для этого следует слить воду из котла. Самым простым способом оказывается применение велосипедного насоса при контроле результата через ручной манометр.

Последовательность действий такова:

• закручиваются краны отопительной системы;
• спускается вода из котла;
• накачивается бак до нужного давления;
• перекрывается кран для слива;
• насыщается отопительный контур до нужного уровня через предусмотренный кран;
• раскрываются краны, связывающие бак с отоплением.

Возможные проблемы

Не всегда удается закачать расширительный бачок до нужного числа атмосфер. Строго следящие за исправностью техники люди редко сталкиваются, конечно, с проблемами. Но неосторожность или безответственный подход могут преподнести ряд неприятностей. Нередко давление планомерно понижается, и после ряда подпиток котла бак выходит из строя. Даже до того доходит, что мембрана от прижатия к стенке деформируется золотником.

Ремонт в таком случае невозможен, расширитель получится только заменить полностью. Бывает и иначе: давление в отопительном контуре на максимально допустимом уровне, а бачок не обслуживался и остался без напора. Как только система обогрева остановится и начнет остывать, жидкость сожмется, изменение давления будет скорректировать невозможно. В результате котел попадает в «аварию». Проблемы такого рода могут быть спровоцированы длительным использованием нагревателя для горячего водоснабжения или перебоями в электросети.

Еще один вероятный сценарий — приходится систематически и без выраженных причин подавать новую воду. К примеру, работает контур горячего водоснабжения, и манометр показывает спад давления, котел прекращает работу. Поскольку тепловое расширение не компенсировано, прогрев теплоносителя приводит к сбросу его избытка предохраняющими клапанами. Если вовремя не заметить этой ситуации, можно столкнуться с серьезными неприятностями. Потому требуется обращать максимум внимания на состояние расширительно бака, регулярно отмерять давление внутри него.

Дополнительная информация

Расширитель помогает гасить гидравлические удары, создаваемые воздушными пробками и резким закрытием арматуры. Бачки смогут выполнять эту функцию, если ставить их на обратном ходе теплоносителя непосредственно перед котлом. Не стоит полагать, что выставленное на заводе давление будет идеальным для практических нужд. Перенастройка его производится золотником.

Важно: любой манометр при измерении давления в расширителе регистрирует только избыточную величину, для получения абсолютной цифры следует прибавлять 1 бар.

Перекачанный бак работает плохо, поскольку воздух будет выталкивать теплоноситель наружу. Если все настроено правильно, но предохранители продолжают сбрасывать периодически воду, скорее всего, проблема в излишне малом объеме расширителя. Потому стоит выбирать баки, вмещающие 10% всего теплоносителя, циркулирующего в системе, или даже больше. Так как в резервуаре не предусматривают штуцеров под манометры, подключать их надо к ниппелю. Размещается он на противоположной по отношению к заполняющему теплоносителем контуру стороне.

Так как автомобильный и велосипедный манометры измеряют давление в МПа, нужно сопоставить их показания с напором в отопительной системе (выражаемом в бар или кгс/кв. см). Один бар приравнивается к 100 кПа. При использовании автомобильного измерителя рекомендуют ждать 10 минут после отключения котла, чтобы циркуляция остановилась. Когда бак встроен в сам котел, полагается перекрывать не только запирающие вентили, но и подачу теплоносителя, и обратный ход его. Соблюдая эти рекомендации, можно существенно упростить себе жизнь.

Устройство и принцип действия

Конструктивно закрытый расширительный бак в системе отопления представляет собой резервуар цилиндрической формы с установленной внутри мембраной из резины, которая разделяет внутренний объём сосуда на воздушную и жидкостную камеры.

Мембраны бывают следующих типов:

• баллонного, при этом внутри резинового баллона находится теплоноситель, снаружи – воздух или азот под давлением;
• в виде диафрагмы, делящей внутренний объем расширительного бака для закрытой системы отопления на две части – с водой и закачанным воздухом или газом.

Давление газа настраивается для каждой системы в индивидуальном порядке, который описывает прилагаемая к таким приборам как расширительный бачок для отопления закрытого типа инструкция. Некоторые производители в конструкции своих расширительных баков предусматривают возможность замены мембраны. Такой подход несколько повышает первоначальную стоимость прибора, зато впоследствии, при разрушении или повреждении мембраны стоимость её замены будет ниже цены нового расширительного бака.

С практической точки зрения форма мембраны никак не влияет на эффективность работы приборов, следует лишь отметить, что в баллонный расширительный бак закрытого типа для отопления вмещается несколько больший объём теплонесущей жидкости.

Принцип работы их также одинаков – при росте давления воды в сети за счёт расширения при нагревании, мембрана растягивается, сжимая находящийся по другую сторону газ и позволяет попасть внутрь бака излишкам теплоносителя. При остывании и, соответственно, падении давления в сети, процесс проходит в обратном порядке. Таким образом, регуляция постоянного давления в сети происходит в автоматическом режиме.

Нужно заострить внимание на том, что если купить расширительный бачок системы отопления наугад, без необходимого расчёта, то стабильности работы отопительной сети будет добиться весьма сложно. При значительно большем, чем необходимо, размере бака не будет создаваться требуемое для системы давление. В случае же если бак будет размера меньше требуемого, то он не сможет вместить избыточный объём теплонесущей жидкости, что может вылиться в создание аварийной ситуации.

Расчёт расширительных баков

Чтобы провести расчет расширительного бака для отопления закрытого типа сначала необходимо посчитать общий объём системы, складывающейся из объёмов трубопроводов контура, отопительного котла и приборов отопления. Объёмы котла и радиаторов отопления указываются в их паспортах, а объём трубопроводов определяется методом умножения площади внутреннего поперечного сечения труб на их протяжённость. Если в системе присутствуют трубопроводы разных диаметров, то следует определить их объёмы по отдельности, а затем сложить.

Дальнейший для таких приборов, как расширительный бачок для отопления закрытого типа расчет проводится по формуле V = (Vс х k) / D, где:

Vс – объём теплонесущей жидкости в системе отопления,

k – коэфф. объёмного теплового расширения, принимаемый для воды 4%, для 10% этиленгликоля – 4,4%, для 20% этиленгликоля – 4,8%;

D — показатель эффективности мембранного блока. Обычно он указывается производителем или его можно определить по формуле: D = (Рм – Рн) / (Рм +1), где:

Рм – максимально возможное давление в сети отопления, обычно оно равно предельному рабочему давлению предохранительного клапана (для частных домов редко превышает значения 2,5 – 3 атм.)

Рн – давление начальной накачки воздушной камеры расширительного бака, принимается как 0,5 атм. на каждые 5 метров высоты контура отопительной системы.

В любом случае следует считать, что расширительные бачки для отопления должны обеспечивать увеличение объёма теплоносителя в сети в пределах 10%, то есть при объёме теплоносящей жидкости в системе 500 л. объём вместе с баком должен составлять 550 л. Соответственно, необходим бачок расширительный системы отопления объёмом не менее 50 литров. Такой метод определения объёма весьма приблизителен и может вылиться в излишние затраты на покупку расширительного бака большего объёма.

В настоящее время в интернете появились онлайн калькуляторы для расчёта расширительных бачков. В случае использования для подбора оборудования таких сервисов, необходимо провести расчеты минимум на трёх сайтах, чтобы определить, насколько корректен алгоритм вычисления того или иного интернет-калькулятора.