особенности закрытой системы, устройство и принцип работы бачка

Отопительная система – это сложная инженерная конструкция. Расширительный бачок является важным элементом системы. Рассмотрим подробно, для чего его используют в системе отопления, а также разберемся, как произвести расчет. 

 Содержание:

  1. Особенности закрытой системы
  2. Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему
  3. Устройство и принцип работы бачка
  4. Расчет расширительных бачков
  5. Устройство бачка самостоятельно

Особенности закрытой системы

В открытых контурах обогрева, которые контактируют с атмосферой, имеется проблема по расширению теплоносителя. Решить ее можно следующим образом:

1. В самой высокой точке доме производится устройство емкости.
2. При избыточном давлении лишняя жидкость будет перетекать в предварительно установленную емкость.
3. После остывания жидкости она будет перетекать обратно в систему под действием атмосферного давления. 

Главным минусом является необходимость завоздушивания системы, так как происходит испарение воды. Такой недостаток можно избежать при герметично-замкнутой системе обогрева. 

Расширительный бачок применяется для отопления закрытого типа, чтобы компенсировать расширение теплоносителя. В таком случае не будет прямого контакта с атмосферой.

Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему

В системе отопления повышается давление при нагревании теплоносителя. Вследствие этого может произойти разрушение трубопроводов и котла. Даже установка простого клапана, который может отводить избыточный объем теплоносителя в атмосферу не поможет решить проблему. Так как при охлаждении жидкость будет сжиматься, и на свободное место будет поступать воздух. А, следовательно, образовываться воздушные пробки, из-за которых будет нарушена циркуляция отопительной системы.

Единственным способом решения данной проблемы является установка расширительного бачка. Благодаря своему объему бачок может обеспечить качественную работу контура.

Расширительные бачки для отопления закрытого типа отличаются по размеру и форме. Они могут быть как цилиндрические, так и в форме таблетки.

Устройство и принцип работы бачка

В сравнении с открытыми сосудами наиболее удобными являются мембранные баки, которые полностью герметичные. Для стабилизации давления внутри системы ХВС выпускаются гидроаккумуляторы синего цвета. Для исключения завоздушивания контура в системе отопления закрытого типа в обогревательных контурах устанавливают расширительный бачок красного цвета. А также его устанавливают для вывода лишней воды при нагревании.

Мембранные баки сходи по строению, но имеют некоторые отличия:

• Расширительный бачок для отопления закрытого типа. Его разделяют резиновой перегородкой посередине. Обычно он имеет форму цилиндра. Но также выпускают бачки, которые имеют форму таблетки. Такие расширительные бачки применяют для небольших объемов теплоносителя. При нагреве воды происходит расширение теплоносителя, поэтому лишняя жидкость с легкостью перетекает в бак. 
• В гидроаккумуляторе устанавливают резиновую грушу, которая с легкостью повторяет контуры внутренней камеры. 

Следует знать о запрете устройства красного мембранного герметичного бака после циркуляционного насоса.

Материалы, из которых изготавливают мембранные бачки:

В расширительном бачке для изготовления мембраны применяют техническую резину, а внутреннюю поверхность покрывают антикорром. В гидроаккумуляторе мембраны изготавливают из пищевой резины, а форма должна не пропускать воды. Таким образом, контакт металлического корпуса с водой исключается.

Если установить красный мембранный бачок для системы ХВС, то вода не будет соответствовать санитарным нормам. А если устроить синий бачок, который не походит для горячей воды, то снизится работа системы.

Расчет расширительных бачков

Для того чтобы рассчитать расширительный бак необходимо посчитать общий объем всей системы. Он равняется сумме объемов: отопительного котла, трубопроводов и приборов отопления. Для того чтобы определить объем радиатора и котла не нужно производить никаких расчетов, так как значение указывается на паспорте оборудования. Чтобы рассчитать объем трубопроводов нужно узнать площадь внутреннего сечения труб, а затем умножить ее на длину. Если же в отопительной системе установлены трубопроводы с разным диаметром, то следует каждую трубу рассчитать по-отдельности, а полученные объемы сложить.

Расширительный бачок должен обеспечивать увеличение объема жидкости примерно на 10%. Если объем теплоносителя составляет 400 литров, то объем вместе с расширительным баком должен составить 440л. Следовательно, объем бачка должен быть 40 литров. Но такой расчет является приблизительным и может сильно отличаться от реального, поэтому лучше произвести точный расчет. В интернете есть много калькуляторов, которые в онлайн режиме произведут расчет расширительного бачка. Для более точного результата лучше использовать несколько калькуляторов. 

Устройство бачка самостоятельно

Для предотвращения гидроударов внутри отопительной системы необходимо придерживаться следующим правилам при установке расширительного бачка:

1. Нельзя производить врезку после устройства циркуляционного насоса.
2. Для возможности регулирования давления необходимо обеспечить доступ к запорной арматуре. 
3. В трубопроводах контура должно отсутствовать статическое давление.

Выгодным вариантом считается расширительные бачки на обратке впереди котла. Для установки напольного типа продаются специальные подставки, а для настенного следует применять кронштейны. Бывают кронштейны, которые заранее приварены к корпусу, а также бывают отдельные, которые входят в комплект и их нужно собрать самостоятельно. 

Если понадобится заменить мембраны, то необходимо будет полностью разобрать всю систему. Чтобы этого избежать, можно накрутить шаровой кран на патрубок расширительного бачка. Таким образом, можно будет снять бачок без разборки. 

Общая схема устройства выглядит следующим образом:

• В первую очередь распаковывается расширительный бак;
• Производится установка резьбового фитинга;
• Устройство шарового крана;
• Если кронштейн заранее не установлен, то необходимо собрать его и прикрепить ленточным хомутом;
• Установка бачка в зависимости от типа;
• Далее необходимо слить теплоноситель, а затем сбросить давление из отопительной системы;
• Обвязать композитной стальной или полимерной трубой;
• Произвести опрессовку рабочим давлением;
• Отрегулировать давление в воздушной камере при необходимости. Сделать это можно при помощи автомобильного насоса.

Для более точного положения расширительного бака изготавливают кронштейны с группой безопасности, которые облегчают монтаж.

Для качественной герметизации резьбовых соединений не рекомендуется использовать ленту ФУМ. Более качественным вариантом будет подмотка Унипак.

Расширительный бачок является незаменимой частью отопления закрытого типа.

Читайте также:

Расширительный бак закрытого типа. Секреты устройства

 

Расширительный бак для отопления закрытого типа  на сегодня общепризнанно считается самым удачным вариантом отопительной системы для частного дома. Её преимущества очевидны при сравнении с аналогичной системой открытого типа, значительным недостатком которой является непосредственность контакта с атмосферой, в результате чего в теплоносителе присутствует воздух в виде пузырьков, с течением времени вызывающих коррозию металлических элементов отопительной системы и «шумность» самого теплоносителя. Правильный выбор – а именно, приобретение и установка закрытой конструкции — предотвратит возникновение этих проблем.

Особенность расширительного бака закрытого типа

Согласно напрашивающемуся на основе выше изложенной информации выводу, система закрытого типа с расширительным баком по своей структуре является полностью изолированной от окружающей среды и её негативного воздействия и может быть изготовлена своими руками.

Состав системы представлен баком и несколькими клапанами различного целевого назначения. В конструкции присутствуют также радиаторы, вентиль, насос и фильтр, манометр.

Эффективность циркуляции теплоносителя существенно повышается при применении насоса, что, однако, выглядит не так идеалистически, как может показаться на первый взгляд: прерывание подачи электроэнергии (или же изначальное её отсутствие) делают невозможным полноценное функционирование отопления с расширительным баком для отопления закрытого типа. Прибегнув к использованию «помпы», можно полностью компенсировать недостатки – жилое помещение может быть оснащено дополнительными обогревательными системами, например, тёплым полом.

Область размещения насоса, ответственного за циркуляционный процесс, — обратная труба, называемая также «обраткой», где осуществляется также монтаж расширительного бака. В итоге это даёт плюс в возможности некритичного отношения к диаметру применяемых в процессе монтажных работ труб и к уклону, являющемуся непременным для открытой системы.

Достоинства расширительного бака для отопления закрытого типа

К несомненным достоинствам стоит причислить небольшой расход времени, требующегося на установочные работы, и значительную экономию используемых материалов. Однако увлекаться и игнорировать определённые нюансы явно не стоит: так, например, соблюдение уклона при отключении электричества обеспечит в той или иной степени функционирование системы, без угрозы размораживания.

Несмотря на то, что самое определение закрытости для отопительной системы означает изолированность от проникновения воздуха, не стоит надеяться на абсолютную её герметичность: воздух может наличествовать в трубах, как следствие того, что совершают доливание теплоносителя, что влечёт за собой его скопление в верхних точках. Устранить излишнее содержимое можно, прибегнув к такому устройству, как кран Маевского. С этой же работой успешно справятся поплавковые отводчики, функционирующие «на автомате». Будучи растворённым в воде, воздух подвергается окончательному удалению посредством воздействия на него сепараторов, которые устанавливаются непосредственно в трубопроводе.

Для данной системы характерна также широта диапазона топлива, пригодного для её функционирования. В качестве такового можно выбрать как газ, так и электричество, а также дизельное или твёрдое топливо.

Большое значение имеет такой показатель котла, как его мощность. Так, для помещения высотой до трёх метров эта величина равна 1кВт на 10 квадратных метров. Данное значение очень является крайне относительным, так как здесь непременно нужно принять во внимание ряд многих других факторов, к которым относятся различные характеристики здания.

Почему нужно использовать расширительный бак?

Целесообразность использования расширительного бака для отопления  закрытого типа заключается в том, что его функционирование позволяет создать баланс, компенсирующий тепловое расширение, то есть увеличение применяемого теплоносителя в объёме, что само по себе чревато повреждениями, наносимыми как котлу, так и трубопроводу.

Основное отличие бака данного типа от обычного – в наличии в нём диафрагмы, произведённой из такого материала, как резина пищевая, в то время, как в баке для отопительной системы используется диафрагма из резины технического типа.

Что касается объёма расширительного бака для отопления закрытого типа, то он составляет от 15% до 20% от объёма всей системы. Давление в баке составляет 1,5 бара

Выбор расширительного бака закрытого типа 

Читайте так же:

принцип работы в системе и объем, как подобрать бачок, самодельное устройство

Обязательным элементом отопления является расширительный бак.

Такое оборудование предназначено для регулирования давления в системе, благодаря своему особому свойству — способности поглощать лишний объём воды, который образуется путём расширения теплоносителя при его нагревании.

При этом трубопроводы не поддаются чрезмерному давлению с вытекающей из этого разгерметизацией и, соответственно, служат бесперебойно долгие годы.

Расширительный мембранный бак закрытого типа

Учитывая функциональные особенности расширительного резервуара, можно выделить два вида конструкции, по которым различают вышеописанные устройства:

1. Открытый, главным минусом которого является необходимость утепления прибора.

В противном случае такое оборудование, часто устанавливающееся на крыше, просто замерзает вместе с соединяющей его трубкой, что может привести к взрыву всей системы отопления.

2. Закрытый, который является более современным вариантом бака.

Принцип работы

При незаполненной ёмкости эластичная мембрана занимает небольшую часть объёма, в противовес воздуху, который оккупирует оставшуюся долю. После того, как вода достаточно нагрелась, она попадает в щель между мембраной и корпусом, находясь там до остывания. После снижения температуры уменьшается и объем теплоносителя, который потом выдавливается назад в систему сжатым воздухом бака.

Описание устройства

Расширительный бак имеет герметичный металлический корпус и внутреннюю резиновую мембрану. Она разделяет бачок на две части — воздушную камеру с заполненным газом (азотом) и водную, для поступающего теплоносителя.

Фото 1. Расширительный бачок Cash Acme с резиновой мембраной внутри, разделяющей устройство на две части.

Снизу имеется отверстие для того, чтобы подключать бак к общей системе, а вверху корпуса расположен ниппель, который служит для регулирования давления воздуха.

Справка! Чтобы компенсировать расширения теплоносителя при нагревании, можно использовать этиленгликолевую смесь, с величиной концентрации максимум 50%.

Объём

Неправильно подобранный объём расширительного бака может привести к проблемам при эксплуатации отопительной системы. В слишком маленьком резервуаре будет часто срабатывать предохранительный клапан, выпуская теплоноситель наружу, а чересчур большой объём послужит причиной лишних финансовых затрат и нецелесообразным захватом свободного пространства.

Внешний вид

Расширительные баки могут быть двух типов установки:

• горизонтальные;
• вертикальные.

Обычно их корпус имеет капсулоподобную или плоскую форму объёмом от 1 до 10 000 литров с возможностью дополнительного крепления.

Достоинства:

• безопасность, включая чистоту воды;
• небольшие эксплуатационные расходы;
• лёгкий монтаж и возможность установки в какой угодно части дома;
• надёжность и удобство в использовании;
• предотвращение перелива жидкости из бака;
• эксплуатация при любом виде воды;
• сохранность тепла без потерь;
• минимальный приток воздуха;
• натуральная резина мембраны, которая допускается и при питьевом водоснабжении;
• долговечность бака, благодаря отсутствию прямого контакта с водой и воздухом.​

Недостатки:

• нарушение герметичности стыков может привести к завоздушиванию системы отопления;
• проблематичность размещение резервуаров большого объёма;
• необходимость дополнительного крепления.

Где устанавливают и как подобрать место?

​

Расширительный бак разрешается устанавливать в каком угодно месте отопительной системы. Главное — его доступность.

Однако предпочтительней будет подсоединение аппарата к обратному трубопроводу (обратке), так как именно там минимальная нагрузка на мембрану за счёт сниженной температуры теплоносителя.

Вам также будет интересно:

Как правильно установить?

При установке расширительного бака существует несколько простых рекомендаций, выполнение которых способствует надёжности рабочего процесса:

• соблюдение герметичности: ёмкость нельзя разбирать — бак просто подсоединяется к трубопроводу, расположенному вблизи котла;
• установка предохранительных устройств для предотвращения роста давления;
• подключение бачка до разветвления;
• поддержание стабильно плюсовой температуры;
• крепление оборудования на несущую стену;
• установка аппарата с объёмом больше 30 литров на пол;
• установка манометра на выходе бака;
• подключение обратного клапана на входе ёмкости при отсутствии насоса.

Фото 2. Расширительный бак красного цвета объемом менее 30 литров монтирован к несущей стене.

Как выбрать бачок для системы отопления?

Для нормального функционирования отопительной системы необходимо подобрать расширительный бак, соответствующий всем параметрам.

Важно! Устройства, предназначенные для отопления — красные, а для водоснабжения — синие.

Параметры, по которым можно выбрать конструкцию:

• Объём. Подбор расширительного агрегата осуществляется с учётом общего объёма теплоносителя для отопительной системы.

Если в качестве теплоносителя выступает вода, то объем бака должен равняться 10% от её величины, а при использовании антифриза — 15%.

К примеру, на 100 литров воды нужен 10-литровый бак, а на 100 литров антифриза —15-литровый.

Внимание! Первый показатель неправильно подобранного аппарата или его ошибочной настройки является постоянное срабатывание предохранительного клапана.

• Выбор резервуара совершается, учитывая особенности отопительной системы с твердотопливным котлом. При его работе контроль над выбранной температурой затрудняется и теплоноситель может легко превысить заданный режим.

При таком процессе происходит резкое повышение объёма теплоносителя, для которого нужна расширительная ёмкость с запасом. Поэтому стандартный расчёт показателя бака умножается на 2.

• Мембрана. Бывает сменной (фланцевой) или несменной.

Преимущества фланцевой мембраны:

• возможность замены через фланец при механических повреждениях;
• агрегаты с такой мембраной бывают двух видов — горизонтальные и вертикальные, что значительно экономит пространство;
• фланцевая мембрана выдерживает большее давление, чем несменная.

Плюс несменной мембраны — экономичность, благодаря жёсткому креплению по периметру бака.

• Материал. Выбор бака следует остановить на качественных материалах двух основных компонентов:
• Мембраны. Основные характеристики: диапазон рабочих температур, длительность срока службы, гигиенические и санитарные требования, динамичность и устойчивость к высоким температурам.
• Корпуса, которому для длительной работы необходим прочный и надёжный металл, к примеру, высококачественная углеродистая сталь, с порошковой окраской.

• Этикетка. На ней должна быть краткая техническая характеристика расширительной ёмкости, где указывается максимально допустимое давление, температурный диапазон, тип мембраны и модель бака с серийным номером.
• Производители. Лидерами в изготовлении расширительных аппаратов считаются Италия и Германия.

Однако многие модели представлены на рынке отечественными производителями, что положительно влияет на ценовую политику при неизменно хорошем качестве и простом принципе работы.

• Примерная стоимость. В зависимости от страны-производителя и объёма, цена расширительной ёмкости будет колебаться в пределах 20 долларов за 5-литровый бак и 265 долларов за 300-литровый.

Самодельная конструкция

Подходящий прибор допускается изготовить самостоятельно, придерживаясь нескольких советов:

• Самодельный бак можно сварить из 2,5 мм листовой стали. Как вариант, подойдёт металлическая ёмкость из-под краски или лака, при условии соблюдения толщины стенок. Идеальная альтернатива — нержавеющий бачок от старой стиральной машинки на 10–15 литров (но не менее положенных норм).
• При использовании готовой тары необходимо очистить её от остатков горючих материалов путём выпаривания.

Фото 3. Самодельный расширительный бачок для системы отопления закрытого типа, изготовлен из листов нержавеющей стали.

• Покрасить оборудование — внутри водостойкой краской, а снаружи эмалью для антикоррозионной защиты.
• После высыхания корпуса, приварить штуцеры для подключения аппарата к трубам отопительной системы на высоте 5–11 см от дна.
• Прорезать верхний люк с креплением на болтах для внутренней очистки агрегата.
• Сделать герметичное отверстие с приваренным на него стальным штуцером для проверки уровня воды щупом (металлическим прутом с делениями).
• Нарезать резьбу на штуцере и сделать крышку с резиновым уплотнением для закрытия отверстия.
• Подключить ёмкость к магистрали.

Полезное видео

В видео рассказывается, в каком месте лучше устанавливать расширительный бачок и дается несколько советов по его монтажу.

Обслуживание и эксплуатационная техника безопасности

Расширительный резервуар — важный элемент системы отопления, который нуждается в:

• обслуживании — проверка раз в полгода на наличие механических повреждений, соответствующего давления и целостности мембраны;
• соблюдении техники безопасности — подключать к системе с помощью специалистов, не превышать допустимые нагрузки, выполнять демонтаж при отключённой системе со слитой водой и не изменять заводскую конструкцию.

Следование несложным правилам обеспечит полноценную и длительную работу расширительного бака.

Расширительный бак для отопления – его устройство и назначение

Неотъемлемой частью системы индивидуального отопления является специальная емкость, с помощью которой в процессе нагрева гасится повышение давления воды в сети. Эта емкость – и есть расширительный бак для отопления, она выглядит как корпус из металла с резиновой внутренней мембраной. Разновидности баков зависят от их конструкции: промышленность предлагает как открытые, так и закрытые мембранные модели.

Баки открытого типа на сегодняшний день считаются технически устаревшими и применяются редко. Баки закрытого типа могут содержать внутри мембрану по типу диафрагмы или мембрану в виде баллона. Первый вариант в основном используется в небольших баках, а второй – в крупных. Баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные не подлежат замене.

Устройство и принцип работы:

Рассматривая устройство расширительного бака системы отопления, принимаем во внимание его конструктивные особенности. Бак открытого типа – это металлическая емкость, соединенная с трубой магистральной системы и с отводящей переливной трубой. К баку также подведена так называемая сигнальная труба, оснащенная запорным устройством, и циркуляционная труба, способствующая сохранению температуры бака на постоянном уровне.

Синтетическая мембрана перегораживает внутреннее пространство закрытого бака, делит его на газовую и жидкостную части. Одна часть этого пространства заполнена сжатым воздухом, а вторая принимает в себя «лишнюю» воду во время нагрева теплоносителя. После остывания воды мембрана, находясь под давлением, вытесняет воду обратно в систему. Давление в обеих камерах, таким образом, постоянно уравнивается. Теплоносителем бывает не только вода, но и азотосодержащая смесь и различные виды антифризов.

Штатное место в системе:

Расширительный бачок для отопления открытого типа рекомендуется монтировать в самой верхней точке здания – на крыше дома или на его чердаке. Бак при этом утепляется изоляционными материалами, чтоб вода в нем не замерзала и соединяется с обратным трубопроводом, чтоб не допустить закипания. На случай переполнения предусмотрен сброс воды из бака в канализацию.

Мембранный расширительный бак для отопления монтируется для удобства обслуживания рядом с отопительным котлом. Необходимые условия: соединение с обратным трубопроводом во избежание вскипания воды, а также манометр и клапан для ручного регулирования давления. Повышенное внимание уделяется качественному креплению, поскольку масса бака после наполнения водой сильно возрастает.

Важные рабочие параметры:

Для расширительных устройств наиболее информативными являются максимальные значения рабочей температуры и рабочего давления. По данным производителя, в современных баках температура носителя может достигать + 120 градусов. Рабочее давление в расширительном бачке отопления поддерживается от 2 до 4 бар в обычном режиме и 6-10 бар на пиковых значениях.

Для баков закрытых определяющий элемент – это мембрана, а точнее – материал, из которого она сделана. Она должна обладать термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью. Выбирая бачок, следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Как рассчитать необходимый объем бака?

Каждые 10 градусов нагрева воды дают добавление где-то 0,3% от первоначального объема. Получается, что при повышении температуры воды на 70 градусов ее объем составит примерно 103%. Математически точно вычислить объем бака можно по специальной формуле, где учитываются параметры отопительной системы – общий объем воды и операционное давление.

Практикуется упрощенный метод расчета, когда емкость бака подбирается по принципу: 10% от общего объема теплоносителя в системе. Как правило, расширительного бака для отопления этой емкости хватает с избытком. В случае же, когда объем системы неизвестен, он определяется приблизительно, исходя из типа приборов отопления и мощности водогрейного котла. Соотношение следующее:

1. Батареи отопления – 10,5 л /кВт;
2. Настенно-напольные обогреватели – 7 л /кВт;
3. Теплые полы – 17 л /кВт.

Где больше преимуществ?

Сравнение потребительских и эксплуатационных свойств основных типов баков однозначно говорит в пользу закрытого типа. Убедительные аргументы следующие:

• Мембранные баки гораздо компактнее в отличие от громоздких открытых;
• При установке закрытого расширительного бака для отопления экономятся трубы, тогда как открытые баки надо выносить наверх;
• Потери тепла при работе бака закрытого типа минимальны, а открытый требует теплоизоляции;
• Испарения теплоносителя в закрытом баке не происходит;
• Попадание в отопительную систему воздуха посредством открытого бака провоцирует коррозию металла в системе;
• Система, оснащенная открытым баком, работает только при низком давлении;
• Расходы при эксплуатации мембранного бака ниже, чем открытого.

Качественный современный расширительный бак отопления можно выбрать в линейке продуктов таких известных фирм, как Flexcon (Нидерланды), Reflex (Германия) и Zilmet (Италия).

Эти ведущие европейские производители оборудования для тепло- и водоснабжения, благодаря своему научному потенциалу и уровню производства, занимают заслуженное престижное место в своей нише на мировом уровне.

принцип работы и установки мембранного бачка закрытого типа

Из-за физических свойств различных теплоносителей их невозможно сжать. Все попытки даже незначительного уменьшения объёмов приводят к значительному увеличению давления. Вода в процессе нагрева в температурном диапазоне 20–90° C начинает расширяться. Из-за этой особенности необходимо дополнительное место в отопительной системе для удаления излишков теплоносителя.

С этой целью были разработаны расширительные баки для отопления, которые позволили обеспечить дополнительную безопасность и надёжность всех узлов оборудования. На сегодняшний день рассматривают всего два типа компенсирующих устройств:

• закрытые расширительные бачки для отопительной системы;
• открытая расширительная ёмкость для топления.

Но для большего осознания данного вопроса нужно провести сравнительную характеристику: принципа работы, конструкции, расчёта объёма и проведения монтажа расширительных различных бачков.

Особенности работы расширительного бака

Использовать расширительные баки для отопления открытой конструкции целесообразно в отопительных системах, работающих по естественному принципу циркуляции теплоносителя. В таком отоплении не предусмотрено дополнительных устройств, влияющих на скорость перемещения воды в контуре. Все процессы происходят по законам физики. Поэтому при нагреве одного объёма воды до высоких температур её количество значительно увеличивается.

После увеличения объёмов теплоносителя он начинается вытесняться под собственным давлением в расширительную ёмкость. В итоге в отопительной системе количество воды остаётся неизменным, так как её излишки находятся в дополнительном резервуаре. После прекращения нагрева воды котлом она остывает и, естественно, уменьшается в объёме. При этом снижается уровень давления в системе отопления и вытесненный теплоноситель из расширительного бака возвращается обратно.

Вне зависимости открытая или закрытая конструкция расширительного бачка все они используются с одной целью – компенсация расширения теплоносителя в процессе нагрева. При этом большое значение имеет месторасположения ёмкости в отопительном контуре. Она должна размещаться в пиковой точке, в которую устремляется воздух, накапливаемый в трубопроводе. Благодаря такой особенности в открытой отопительной системе можно в автоматическом режиме избавляться от воздуха, который образовывает пробки, в радиаторах снижая эффективность отопления.

Расширительные мембранные бачки для закрытой отопительной системы функционируют немного иначе открытых аналогов. Их работа происходит в герметическом контуре, а циркуляция теплоносителя по принудительному принципу. Для обеспечения движения воды по трубопроводу в такой системе используется циркуляционный насос. В отличие от негерметичной ёмкости вытесненный в резервуар теплоноситель не возвращается в трубопровод по физическому закону, а вытесняется обратно в контур за счёт давления воздуха в камере.

Особенности открытого и закрытого бака

Конструкция расширительного бачка открытого типа достаточно простая. Это металлическая ёмкость, форма которой может быть как прямоугольной, так и цилиндрической. Она обязательно оснащается отверстием, предназначением которого является пропускание воды из контура в ёмкость и в обратном направлении. Также конструкция может дополняться необязательными трубками:

• Для удаления жидкости из расширительного бачка. Это необходимо в ситуации, когда в бачок было залито слишком много теплоносителя из-за чего при работе отопительной системы вода в процессе нагрева будет вытекать за пределы открытого резервуара. В свою очередь, патрубок, который подключён непосредственно к канализации, позволяет избежать этой неприятности.
• Для заливки воды в расширительные баки для отопления. Подсоединение этого патрубка выполняется к трубе холодного водоснабжения и, в случае, если объем теплоносителя в резервуаре понизиться до минимального уровня, вода в автоматическом режиме поступает из водопровода в бак.

Конструкция закрытого расширительного бачка для системы отопления намного сложнее открытого аналога. В первую очередь, такое устройство отличается цветом. Бак для отопительной системы окрашивается красной краской. Существуют и другие герметические ёмкости синего цвета, которые предназначаются для холодного водоснабжения. При этом расширительные мембранные баки для закрытой отопительной системы состоят из следующих элементов:

• Герметический корпус из металла плоской или цилиндрической формы. Часто применяются модели разборного типа.
• Резиновая мембрана, разделяющая внутренний отсек на два независимых резервуара.
• Воздушная камера, в которой размещается воздух под определённым давлением. Регулировка уровня давления воздуха производится обычным насосом через специальный ниппель.
• Ёмкость для воды, соединённая с отоплением, чтобы теплоноситель свободно входил и выходил из расширительного бачка.

Отдельно хочется рассмотреть крепление резервуара. Закрытые расширительные мембранные бачки крепятся на стене, посредством специальных ушек с отверстиями, закреплённых на корпусе. Зачастую можно повстречать изделие вообще без крепления, и тут каждый выкручивается, как может.

Как рассчитать объем расширительного бака?

Если не углубляться в сложные математические вычисления и запутанные формулы, которые попросту не нужны человеку, можно пойти простейшим путем. Расширение жидкости в процессе нагрева происходит приблизительно на 5%. Исходя из этого, нужно и производить расчёты. Естественно, лучше подстраховаться и исходить из цифры 10%.

Оптимальной считается ёмкость, которая будет немного больше, чем её объёма будет не хватать. Это не нарушает никаких норм и правил, предустановленных производителями компенсаторов для отопительных систем. Очень часто домовладелец может и не подозревать, что в его системе отопления установлен расширительный бачок закрытого типа, объем которого меньше необходимого.

Чтобы быть осведомленным в этом вопросе, нужно рассмотреть проведение всех расчётов на простом примере. Поэтому далее будут рассмотрены ситуации, если расчёт объёма бака для открытой и закрытой системы отопления был произведён неправильно, и первым претендентом будет расширительный резервуар открытого типа:

• При несоответственном объёме бака после заполнения ёмкости до краёв теплоноситель начинает вытекать через верх. Хорошо если резервуар оснащён сливным патрубком, который будет задействован при каждом включении котла.
• После того как теплоноситель остынет, произойдёт его уменьшение, что приведёт к попаданию в отопительную систему воздуха. Это повлечёт за собой то, что каждый раз при включении и выключении котла придётся избавляться от воздушных пробок в батареях.

Естественно, в этом нет ничего страшно, но приятного всё же мало.

В случае с расширительным бачком закрытого типа дело состоит немного иначе:

• После того как водный резервуар будет полностью заполнен, в баке начнёт резко увеличиваться давление.
• Если давление достигнет критических значений, произойдёт срабатывание аварийного клапана и теплоноситель будет выброшен наружу автоматически. Если показатели уровня давления не достигнут критических значений, то ничего произойдёт.
• После остывания теплоносителя произойдёт резкое падение давления. При этом уровень жидкости будет настолько малым, что создаваемого им давления будет недостаточно для включения котла.

Естественно, к такому результату может привести и слишком высокий уровень давления в воздушной камере закрытого расширительного резервуара мембранного типа.

Где устанавливать расширительную ёмкость?

В открытой системе отопления монтаж расширительного бака должен выполняться в наивысшей точке, и никак иначе. При этом в большинстве случаев резервуар размещают в следующих местах:

• на подающей трубе непосредственно за котлом;
• на трубе возврата теплоносителя;
• на самом отдалённом стояке.

При этом различаться может не только место установки бачка, но его конструкция. В некоторых случаях комбинируют несколько вариантов.

Закрытый расширительный мембранный бак в отоплении может устанавливаться в любом месте контура. Исключением является участок непосредственно за циркуляционным насосом. Это обусловлено тем, что насосом происходит постоянное нагнетание повышенного давления, которое распределяется по всей системе отопления.

Установка расширительного резервуара

В закрытом контуре отопления установка бака должна происходить на обратном потоке рабочего теплоносителя, перед тем как он начнёт повторно нагреваться. При этом пространственное расположение расширительного резервуара не имеет большой важности:

• вертикальное размещение бака;
• горизонтальная установка резервуара;
• ниппель смотрит вверх;
• направление ниппеля повёрнуто вниз.

Рассмотренные варианты соответствуют всем требованиям и нормам отопления, но если есть возможность, то бачок лучше располагать вертикально, чтобы ниппель выходил вниз.

Разобравшись с разными типами расширительных бачков для открытой и закрытой системы отопления, домовладелец сможет обезопасить себя от множества неприятностей в зимний период года, когда постоянно нужно подогревать своё жильё.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Мембранные расширительные баки для отопления – устройство, принцип работы и советы по выбору

Всякая система отопления подвержена резким перепадам температуры, приводящим к изменению объема теплоносителя. Последнее чревато авариями, ввиду чего нужно сделать все возможное для предупреждения подобных ситуаций. Для этого производится монтаж особого агрегата — мембранного расширительного бака, встраиваемого в отопительный контур.

Расширительный бак: ликбез

Когда температура теплоносителя повышается, в контуре системы отопления и котлах происходит увеличение давления; динамика обуславливается повышением объемов проходящих жидкостей. Поскольку вода не может сжиматься, а система отличается герметичностью, следствием становится выход из строя трубопроводных конструкций.

Нередко устанавливают клапан, который выдавливает лишний объем нагретого носителя. Однако охлажденная вода сжимается, и вместо нее попадают воздушные массы, из-за чего возникают проблемы с циркуляционными процессами. Воздушные массы нужно будет регулярно выводить.

Из-за подобных проблем с отоплением рекомендуется установка в систему расширительного бака. По конструкции —это емкость, которая с помощью трубопроводной линии подключается к системе. Лишний напор компенсируется за счёт объема, что и обеспечивает бесперебойную и беспроблемную работу контура.

Расширитель «берёт на себя» некоторое количество воды при возрастании объема и давления; когда показатели возвращаются к норме, жидкость отправляется обратно. 

Среди преимуществ:

• Возможность применения вне зависимости от типа рабочей жидкости (даже в случае, если состав содержит много кальция).
• Возможность синхронизации с системами, с циркулирующей питьевой водой.
• Большой полезный объем вытеснения (если сравнивать с обычными агрегатами, не имеющими мембранных элементов).
• Подкачка воздушных масс практически не требуется.
• Незамысловатая установка и простой уход, не требующий серьезных расходов.

Конструкционные особенности

Выделяют отопительные системы открытого и закрытого типа. Вторые считаются более надежными, поэтому используются чаще. При анализе мы будем ориентироваться на них.

На системах закрытого типа расширительный бак с мембраной устанавливается внутри. Он представляет собой устройство, включающее емкость для жидкости и изготовленную из резины мембрану; выделяют баллонный и диафрагменный типы мембран.

В первом случае теплоноситель находится во внутренней части баллона (а снаружи — азот либо воздушные массы). Преимущество — возможность замены при износе элемента. Диафрагменный тип не отличается подобным достоинством: тогда изделие представляет собой не подлежащую демонтажу перегородку, сделанную из тонкого металла либо отличающегося высокой эластичностью полимерного материала.

Диафрагменные мембраны не отличаются большой емкостью, обеспечивают компенсацию лишь небольших изменений уровня давления. Однако стоят они существенно дешевле, чем баллонные.

Принцип работы

Уровень газового давления выставляется согласно инструкции к устройству. Вид мембраны не оказывает принципиального влияния на принцип работы оборудования, однако если последнее относится к баллонному типу, в агрегат можно поместить большее количество теплоносителя (жидкости). 

Можно выделить общие принципы работы:

• При возрастании напора жидкости ввиду расширения происходит растягивание мембранного элемента.
• Затем происходит сжатие газа, который находится на противоположной стороне, ввиду чего остатки воды попадают вовнутрь расширительной емкости (бака).
• При падении давления сети — жидкость остывает, что обеспечивает обратный эффект.

Регулировка постоянного напора в системе происходит автоматически. Для обеспечения стабильности работы важно разумно выбрать бак, предварительно рассчитав его характеристики в соответствии с системой.

Подходящего уровня давления нельзя будет достичь, если бак будет иметь слишком большой объем. Наоборот: если он будет обладать слишком малым объемом, то не сумеет вместить излишки теплоносителя. В обоих случаях есть риск столкнуться с аварийной ситуацией.

Выбор оборудования

Естественно, для обеспечения бесперебойной работы расширительного бачка необходимо принимать во внимание не только объем, но и другие параметры, характеристики. 

Среди основных критериев:

• Мембранный элемент должен отличаться стойкостью к серьезным перепадам температуры и давления.
• Мембранный элемент должен отвечать гигиеническим и санитарным нормам.
• Способ монтажа бака (учитывайте, что расширительное оборудование может монтироваться как на пол, так и на стену).

В рыночном пространстве есть немало моделей, при том как от отечественных, так и от зарубежных брендов. Не стоит отдавать предпочтение излишне дешевым устройствам, поскольку они могут быть изготовлены из материалов низкого качества.

Не нужно полагать, что зарубежная продукция всегда превосходит отечественную по характеристикам. При потребности приобрести недорогой бак в Москве, обратите внимание на такое расширительное мембранное оборудование, как представленные в нашем каталоге бак расширительный мембранный для котлов CP387/10 Л CIMM и мембранный для водоснабжения 20 Л STOUT: цены на них сравнительно невысоки.

Выше уже было указано, что одним из ключевых критериев выбора будет объем. Специалисты советуют отдавать предпочтение бакам, размер которых находится в пределах десяти процентов от суммарного объема жидкости отопительной системы. Подобная рекомендация обусловлена тем, что коэффициент теплого расширения даже при самом серьезном нагревании не превышает восемь сотых.

В одном случае оказывается достаточно такой модели, как мембранный бак для водоснабжения WAO 50 Л WESTER. В другом требуется серьезное оборудование, как агрегат для водоснабжения 750 Л STOUT.

Расчеты производят с учетом следующих характеристик:

• Предельное допустимое давление.
• Суммарный объем рабочей жидкости (теплоносителя).
• Изначальный уровень давления в бачке.
• Коэффициент теплового расширения.

Перед покупкой необходимо принять во внимание все элементы системы, просмотрев документы (почти всякий серьезный спецпроект имеет подробное техническое описание). Можно выполнить подробный расчет, учитывая, что на один киловольт приходится порядка пятнадцати литров жидкости. Коэффициент теплового расширения при необходимости можно определить за счёт анализа состава воды. Подчас она может содержать гликоли, которые влияют на ее свойства.

При необходимости коэффициент вычисляется по температурным показателям рабочей жидкости. Предельное давление высчитывается с учетом минимальной величины, которая допустима для узлов. Изначальное давление, в случае с охлажденным теплоносителем, равняется минимальному давлению. Иногда происходит регуляция при помощи накачки либо стравливания воздушных масс. Уровень давления в баке можно контролировать посредством прибора, позволяющего проводить анализ, — манометра.

Также нужно учитывать, что имеющий мембрану бак можно использовать далеко не всегда: принимайте во внимание конструкционные особенности, лежащий в основе расширительного бачка материал. Например, продукция некоторых брендов ориентирована на конкретные условия эксплуатации (которые могут касаться состава рабочей жидкости, циркулирующей по системе). Не всегда допустимо наличие теплоносителя с высоким уровнем антифриза и этиленгликоля в составе. Воспрещается применение расширительных баков, когда превышения максимальных показателей уровня давления. Важно установить группу безопасности, обеспечивающую ограничения и контроль работы.

Установка

Конечно, всегда лучше обратиться к компетентному мастеру, который выполнит монтаж; однако при наличии базовых навыков осуществить установку можно самостоятельно. 

Среди базовых правил, которые нужно принимать во внимание:

• Нельзя устанавливать расширительный бак в помещениях, температура которых может опускаться ниже нуля.
• Устройство может быть установлено в любом узле системы отопления до разветвления.
• Важно грамотно зафиксировать бачок, поскольку после наполнения резервуар становится достаточно тяжелым.
• Необходимо обеспечить герметичность всех сочленений; при этом воспрещается использовать герметики, ухудшающие трение между корпусной частью и мембраной.
• Бачок нельзя располагать на выходной трубе невдалеке от котельного оборудования.
• Если суммарный объем емкости превышает тридцать литров, нельзя закреплять ее на несущих конструкциях (подобное оборудование предполагает напольный монтаж).

Также можно дать несколько более конкретных советов по монтажу:

• Патрубок должен иметь в окружности три четверти, а значит, необходимо присутствие аналогичного канала резьбы в обратке.
• Установку производят лишь после того, как объект подготовлен: другие составляющие системы или сторонние предметы не должны мешать монтажу.
• Необходимо свести к нулю внешнее давление.
• Полезными будут специальные прокладки, отличающиеся стойкостью к колебаниям температуры и давления.
• Для обеспечения возможности регуляции давления в газовом отсеке желательно, чтобы расширитель имел воздушный клапан.

Важно проводить монтаж грамотно, поскольку в противном случае придется столкнуться с серьезными неполадками впоследствии — вплоть до критичных аварий.

Важно правильно подсчитать предельное давление в газовом отсеке, которое составляет около 9/10 от критического. Если отопительная система относится к типу закрытых, сразу после включения на мембранный элемент будет оказано высокое давление.

Первое первые пару лет использования системы желательно регулярно производить проверку и при необходимости производить замену.

Расширительный бак для отопления закрытого и открытого типа

Если вы ничего не знаете о расширительных баках, тогда этот материал поможет вам разобраться в их видах, конструкции и монтаже. Дополнительно есть информация о том, как легко рассчитать его вместительность.

Открытий и закрытий баки

Из названия статьи вы уже смогли понять, что бывает всего два вида компенсирующего оборудования:

• расширительный бачок для отопления закрытого типа;
• расширительный бачок для отопления открытого типа.

 

Давайте проведем сравнение. Для этого рассмотрим:

• принцип работы;
• конструкцию;
• расчет объёма;
• установку.

Как осуществляется функционирование

Расширительные бачки для отопления открытого типа устанавливаются на системах, в которых вода циркулирует самотеком. В ней не предусмотрено никакого дополнительного оборудования, которое бы влияло на скорость теплоносителя в контуре. Все происходит благодаря силе притяжения и грамотно рассчитанной конструкции самой системы. Из школьного курса физики всем известно, что жидкость расширяется при нагревании. Получается, что если в контуре циркулирует двести литров воды, температура которой двадцать градусов, то после нагревания ее становиться больше. Как известно, сжать воду невозможно и чтобы жидкость не разорвала систему, устанавливается открытый расширительный бак для отопления.

После того как теплоносителя становится больше, он вытесняется под действием собственного давления в резервуар. В итоге, в контуре как было двести литров холодной воды, так и осталось двести литров, только уже горячей жидкости, излишки временно находятся в баке. После того как котел выключается, вода в контуре постепенно остывает и ее становится меньше. При этом давление тоже падает и вытесненный в бак расширительный для открытой системы отопления теплоноситель под собственным весом возвращается обратно в трубы.

Открытые и закрытые баки выполняют одинаковую функцию – компенсируют расширение воды при нагревании. Это их основная задача.

Очень важно расположение резервуара в контуре. Он должен стоять в пиковой точке, там, куда стремится весь воздух, который может быть в трубах. Это ещё одна особенность расширительного бака для открытого отопления. Он выводит пузыри воздуха, тем самым препятствует образованию воздушных пробок.

Расширительные бачки для отопления закрытого типа работают немного по-другому. Они функционируют в тандеме с герметичными системами, где циркуляция происходит исключительно благодаря электрическим насосам. Они работают по принципу помпы и разгоняют теплоноситель. Баки в таких системах выполняют только свою основную функцию. В отличие от негерметичных резервуаров, вытесненная вода в расширительный бачок системы отопления закрытого типа возвращается в контур не под собственным весом, а благодаря давлению в воздушной камере. Количество воздуха в этом отсеке можно и нужно регулировать. Этот процесс называется настройкой. Настройка выполняется согласно требованиям для определённого контура и котла.

Отличия конструкции

Расширительный бак для отопления открытого типа довольно прост по своей конструкции. Это металлический сосуд произвольной формы, обычно прямоугольной. В нем в обязательном порядке есть отверстие, через которое поступает и убывает вода из контура. Также он может быть оснащен дополнительными, но необязательными, патрубками:

• для слива воды. Если вы налили в расширительный бачок системы отопления открытого типа воды больше чем надо, то когда начнет работать котел и жидкость вытиснится в резервуар, ее может стать слишком много. Если слива нет, то излишки вытекут через верх. В свою очередь, патрубок для вывода лишней воды подсоединяется к канализации, что очень удобно;
• для подпитки. Это патрубок, который соединяется с водопроводом. Когда уровень воды в баке падает до определенного уровня, вода автоматически поступает из водопровода в резервуар. Для того чтобы контролировать количество воды, устанавливается специальное приспособление.

Баки нового образца выпускают с крышкой. Она не допускает попадания разного мусора внутрь. Но даже если ее нет, ничего страшного, на работу отопления это никак не повлияет.

Конструкция герметичного бачка

Расширительный бак для отопления закрытого типа имеет более сложную конструкцию. Первое что хотелось бы отметить, так это его цвет. Баки для отопления красят красной краской. Бывают и другие герметичные резервуары, которые окрашены синим цветом. Они называются гидроаккумуляторы и устанавливаются в контурах холодного водоснабжения.

Для отопления используются красные баки, а для водопровода – синие. Несмотря на свою внешнюю схожесть – это абсолютно разное оборудование, выполняющее различные задачи.

Расширительные баки для отопления закрытого типа состоят из:

• металлического герметичного корпуса. Форма может быть плоской или баллонной. Также бывают разборные и неразборные модели;
• резиновой мембраны. Разделяет внутреннее пространство корпуса на два отсека и исключает контакт между ними;
• камеры для воздуха. В ней находится воздух под давлением. Регулировать количество атмосфер можно самостоятельно через встроенный ниппель. Для него подходит машинный насос. Если увидели бак без ниппеля, не удивляйтесь, дешёвые модели бывают и без него. Настройка такого бака своими руками невозможна;
• резервуара для жидкости. Он соединен с контуром, и вода беспрепятственно может в него входить и выходить.

Отдельно остановимся на креплении. Расширительный бак в закрытой системе отопления крепится на стену благодаря ушам с отверстиями на корпусе. Есть модели с ножками, они просто ставятся на пол. Часто никакого крепления производителем не предусмотрено и приходится как-то выходить из сложившейся ситуации. Тут уж кто на что горазд, но проще всего купить готовое крепление, которое состоит из пластины и хомута.

Вычисление объёма и результаты ошибок

Не будем углубляться в дебри формул и сложных подсчетов, так как обыкновенному человеку это не нужно. Есть простой и рабочий способ, которым пользуются все, кто делает отопление. При нагревании жидкость увеличивается приблизительно на пять процентов. Вот и считайте, только не забывайте, что лучше перестраховаться и сделать хороший запас. Обычно для расчета берут не пять, а десять процентов. Вот и вся наука.

Лучше, если расширительный бак будет больше необходимого. Это допускается техническими требованиями, в отличие от недостаточного размера резервуара.

Бывает, владельцы домов с индивидуальным отоплением закрытого типа даже не подозревают, что у них стоит меньший резервуар, чем необходимо. Чтобы не пополнить число этих неосведомленных граждан, давайте рассмотрим результаты неправильного расчета объёма для каждого из контуров.

Бачок расширительный для открытой системы отопления:

• вода заполнит резервуар полностью и начнет переливаться через верх. Если в баке предусмотрены патрубки для слива и подпитки, то они будут задействоваться при каждом включении котла;
• после остывания уровень воды в контуре упадет и система завоздушится. Потом надо будет выгонять воздушную пробку и подпитывать контур.

В общем, особо страшного ничего не произойдет, но мороки доставит уйму.

Расширительный бачок для закрытого типа отопления:

• заполнение отсека для воды полностью и дальнейшее повышение давления;
• в случае достижения давления критического уровня происходит аварийный выброс жидкости через специальные клапаны, которые срабатывают автоматически. Если критический уровень не достигнут, выброс не происходит. При этом система работает в экстремальных условиях, приближенных к граничному уровню;
• резкое снижение давления. После остывания жидкости в контуре ее становится слишком мало для того, чтобы включился котел. В итоге риск размораживания системы.

Эти последствия могут быть результатом не только неправильного расчета объёма бака. Слишком высокое давление в воздушной камере также является причиной подобных явлений.

Где и как устанавливать

Варианты установки в открытом контуре

В системе отопления с расширительным баком открытого типа резервуар ставится в самой высокой точке, только так и не иначе. На этом можно было бы переходить к герметичным контурам, но есть некоторые нюансы. Открытый расширительный бачок для отопления располагается в следующих местах:

• на подаче, сразу за котлом;
• на обратке, при этом он выводиться вверх;
• на дальнем стояке.

При этом различается не только расположение резервуара, а и вся конструкция. Иногда есть необходимость установки двух баков. Это в том случае, если в контуре есть карманы, в которых скапливается воздух. Вы спросите, почему же так спроектировали систему, что в ней воздушные пробки образуются? К сожалению не всегда все получается без сучка, без задоринки. Иногда просто выбора нет, вот и приходится искать варианты. Ведь контур надо спроектировать так, чтобы он работал автономно, и вода текла самотеком. Для этого делают уклоны в несколько градусов в сторону обратки. То есть сначала котел нагревает воду, она поднимается вверх, а затем постепенно возвращается по кругу.

Закрытый расширительный бак в системе отопления ставятся в любой точке контура, за исключением отрезка за насосом. Это связано с тем, что насос постоянно нагнетает поток и на участке непосредственно за ним давление выше, чем во всем контуре. О важности правильной настройки бака уже было сказано. Выходит так, что резервуар настроен под определенное давление в контуре, а эксплуатируется совсем в других условиях. Помимо этого часть жидкости, толкаемой насосом, будет заходить в бак. Это немного погасит скорость потока. В обоих случаях происходит нарушение работы отопления, а это нехорошо.

Лучше всего установить расширительный бак в системе отопления закрытого типа на обратном потоке рабочей жидкости, перед нагревателем. Также резервуар может иметь любое расположение в пространстве:

• вертикально;
• горизонтально;
• вверх ниппелем;
• вниз ниппелем.

Все варианты являются правильными. Но при этом есть маленькая хитрость. Если позволяет место, лучше установить бак вертикально ниппелем вниз. Такое расположение исключает попадание пузырьков воздуха в отсек для воды, так как жидкость выталкивает воздух вверх. Его скопление станет причиной уменьшения объёма резервуара и повлечет за собой необходимость настройки. Но этот процесс настолько медленный и, учитывая тот факт, что бак выбирается с хорошим запасом, можно особо не переживать по этому поводу.

 

Как работают расширительные баки | HVAC Heating

Внутри этого трубопровода находится вода (иногда смесь воды и гликоля, но в основном это используется в коммерческих целях), и когда вода нагревается и охлаждается, она расширяется и сжимается. Кроме того, система трубопроводов вместе с частями бойлера или охладителя, в которых есть вода, не может справиться с этим расширением и сжатием с разрывом или разрывом. Поэтому в каждой гидронной системе есть расширительный бак, чтобы справиться с этим расширением и сжатием.Кроме того, расширительный бак – это амортизатор, который поглощает это расширение и сокращение объема воды.

Техническое обслуживание расширительного бака

Как работают расширительные баки

Очень важно, чтобы расширительные баки проходили периодическое обслуживание. Кроме того, обслуживание расширительных баков баллонного типа должно включать:

• Ежегодно проверять заряд под давлением. По мере старения системы – чаще. Это должен делать профессионал, так как существуют определенные процедуры, которым необходимо следовать при проверке заряда и перезарядке давления, если он не заряжен должным образом.
• Проверить бак на наличие ржавчины или коррозии.
• Наконец, убедитесь, что баки правильно установлены и установлены в нужном месте. Кроме того, резервуар следует поддерживать для предотвращения нагрузки на соединительный трубопровод.

Техническое обслуживание стального расширительного бака должно включать:

• Проверка уровня в баке, чтобы убедиться, что он не переувлажнен и не переполнен. Кроме того, это может вызвать проблемы с контуром и вызвать ненужную вентиляцию клапана сброса давления.
• Проверить бак на наличие ржавчины и коррозии.
• Наконец, убедитесь, что баки правильно установлены и установлены в нужном месте. Кроме того, резервуар следует поддерживать для предотвращения нагрузки на соединительный трубопровод.

Заключение

Как работают расширительные баки

Опять же, эти проверки должны выполняться профессионалом для обеспечения надлежащих процедур. В заключение, выполняя периодическое техническое обслуживание, ваша система будет обеспечивать надежное тепло в течение всего отопительного сезона.

Расширительный бак – обзор

Проектирование системы

Многие из предложений в этом разделе взяты у Болларда и Мэннинга [1]. Также обратитесь к руководствам по проектированию и установке производителей теплоносителя [3,4].

Системы теплопередачи протекают больше, чем большинство других систем, потому что фланцы и уплотнения испытывают сильные колебания температуры, а жидкости обычно выбираются из-за их свойств теплопередачи, которые включают низкую вязкость и низкое поверхностное натяжение.

Установите расширительный бачок в верхней точке системы. Рассчитайте весь объем системы и определите размер бака, чтобы обеспечить расширение не менее 30%. Размер бака должен быть равен полному при температуре окружающей среды и полному при рабочей температуре. Расчетное давление в резервуаре должно быть как минимум на 100 кПа (15 фунтов на кв. Дюйм) выше максимального ожидаемого давления паров жидкости. Лучшее место для подключения трубопровода от расширительного бака к системе – рядом со стороной всасывания циркуляционного насоса; размер этой трубы должен быть достаточно большим, чтобы пары, попадающие в систему, могли легко подниматься в резервуар.

Жидкий теплоноситель обычно не должен циркулировать через расширительный бак, потому что желательно дать возможность статической жидкости в баке остыть. Это уменьшает испарение легких фракций из жидкости. Однако во время запуска прохождение жидкости через резервуар помогает удалить уносимые пары из системы.

Спроектируйте всю систему так, чтобы обеспечить полный дренаж, включив сливные пробки в нижних точках, вентиляционные пробки в высоких точках и наклонные длинные участки труб.

Используйте инертный газ (обычно азот) для защиты расширительного бака.Это уменьшает окисление жидкого теплоносителя, которое происходит при температурах выше примерно 150 ° C, и обеспечивает давление в системе для уменьшения испарения легких компонентов жидкости. Скорость окисления увеличивается с повышением температуры.

Углеродистую сталь обычно не используют при рабочих температурах ниже – 45 ° C (- 50 ° F), поскольку ее объемно-центрированная кристаллическая структура становится хрупкой. Поскольку в стандартных реакторах из углеродистой стали, облицованных стеклом, используется этот материал, безопасное снижение температуры невозможно.Если требуются более низкие температуры, может быть указана сталь с высоким содержанием никеля, например, 5% -ный никелевый сплав ASTM A645. Однако более распространено использование нержавеющей стали серии 300 при низких температурах.

Центробежные насосы должны использоваться для циркуляции теплоносителя. Насосы без уплотнения с магнитной муфтой или «герметичными» являются предпочтительными , если температура жидкости находится в пределах насоса. Установите сетчатый фильтр на всасывании насоса. При использовании насоса с двойным механическим уплотнением установите под насосом поддон.

Используйте сварные соединения трубопроводов в максимально возможной степени. Если требуются разъемные соединения, предпочтительны фланцы с выступом по ANSI класса 300, особенно для горячих систем, использующих органические жидкости. Это не для номинального давления, а для более близкого расстояния между отверстиями под болты и увеличения площади уплотнения по сравнению с фланцами класса 150. Затяните фланцы при температуре окружающей среды и еще раз после того, как система нагреется. Используйте спирально-навитые металлические прокладки.

Если используются фланцы класса 150, рассмотрите возможность использования более сжимаемых прокладок, таких как графитовые или графитовые эластомеры.

Изоляция не должна впитывать влагу и не впитывать влагу; рекомендуется изоляция с закрытыми порами. Небольшие утечки могут привести к насыщению абсорбирующей изоляции жидкостью; может произойти катастрофический пожар. Вероятные источники утечек, такие как фланцы, уплотнения насоса, соединения приборов и штоки клапанов, не должны быть изолированы, чтобы облегчить раннее обнаружение утечек. Для длинных сварных труб без фитингов, которые могут протекать, допускается использование изоляции с открытыми ячейками (например, стекловолокна).

Используйте воду хорошего качества для разбавления жидкостями на основе гликоля.Лучше всего использовать деионизированную или дистиллированную воду. Вода с повышенной жесткостью или хлоридами может привести к преждевременному истощению ингибитора и увеличению скорости коррозии.

Тепловое расширение | Иллинойс | My Utility

Тепловое расширение

Вы должны установить защиту от теплового расширения каждый раз, когда водная система находится в закрытом состоянии. Замкнутая система – это любая водная система, в которой на входящем водопроводе здания установлено устройство защиты от обратного потока. Простое устройство, называемое резервуаром теплового расширения, может быть установлено на входящей трубе холодной воды, обслуживающей водонагреватель здания, чтобы гарантировать, что вода имеет место для расширения и не рискует разорвать водопроводные линии и / или обрушить дымоходы водонагревателя.

Опасность теплового расширения

Большинство домов снабжается горячей водой из резервуаров с электрическим или газовым обогревом. До тех пор, пока нагревательный элемент не перестанет работать, и вы не столкнетесь с холодным душем, водонагреватель обычно считается само собой разумеющимся. Однако при неправильном обслуживании водонагреватель может стать угрозой безопасности.

Вода расширяется в объеме при повышении температуры. Дополнительный объем, вызванный тепловым расширением, должен куда-то уйти. В противном случае нагретая вода создает повышение давления.Это принцип паровой машины. Температура и давление в водонагревателе снижаются, когда горячая вода забирается из крана, а холодная вода поступает в бак. Повышение давления из-за теплового расширения также может быть уменьшено за счет возврата воды в общественную систему водоснабжения. Однако при установке обратного клапана, редукционного клапана или устройства предотвращения обратного потока в рабочую трубу создается «замкнутая система». В этих случаях необходимо предусмотреть тепловое расширение.

Термостат водонагревателя обычно поддерживает температуру воды около 130 ° F (54 ° C).Однако, если термостат не отключит нагреватель, температура воды продолжит повышаться. Если температура воды повышается до более чем 212º F (100º C), вода в резервуаре становится «перегретой». Когда эта перегретая вода внезапно попадает в атмосферу при открытии крана, она мгновенно превращается в пар, что может привести к бурной реакции. Поскольку давление внутри резервуара продолжает расти в условиях перегрева, резервуар может взорваться.

Защита от теплового расширения

Защита от теплового расширения обеспечивается в водопроводной системе путем установки расширительного бака в трубопроводе системы горячего водоснабжения после резервуара горячей воды и клапана сброса температуры и давления (T&P Клапан) в верхней части бака.

Тепловой расширительный бак регулирует повышенное давление, создаваемое в диапазоне нормальной рабочей температуры водонагревателя. Небольшой резервуар с герметичной сжимаемой воздушной подушкой обеспечивает пространство для хранения и удержания дополнительного расширенного объема воды. Клапан T&P – это основная функция безопасности водонагревателя. Температурная часть клапана T&P предназначена для открытия и выпуска воды в атмосферу всякий раз, когда температура воды в резервуаре достигает примерно 210 ° F (99 ° C).Вентиляция позволяет холодной воде попадать в резервуар.

Клапан давления клапана T&P предназначен для открытия и выпуска в атмосферу, когда давление воды в резервуаре превышает настройку давления на клапане. Клапан T&P обычно предварительно настроен на 125 или 150 фунтов на квадратный дюйм. Водонагреватели, установленные в соответствии с действующими сантехническими нормами, будут иметь требуемый терморегулирующий клапан и расширительный бак. Для защиты здоровья населения водоочиститель может потребовать установки обратного клапана или устройства предотвращения обратного потока после водомера.В этих ситуациях очень важно, чтобы T&P клапан и расширительный бак были правильно установлены и обслуживались в водопроводной системе.

Что нужно сделать домовладельцу, чтобы обеспечить защиту от теплового расширения.

• Домовладелец должен проверить наличие расширительного бачка и T&P клапана. В случае сомнений домовладелец должен обратиться к лицензированному сантехнику.
• Клапан T&P следует периодически проверять, чтобы убедиться в его правильной работе.Клапаны T&P оснащены контрольным уровнем. Ручное поднятие рычага открывает клапан, позволяя воде стечь. Если вода продолжает вытекать из клапана T&P после закрытия, возможно, клапан необходимо заменить. Необходимо установить сливную линию, чтобы избежать повреждения водой и ожогов при работе клапана.

Клапаны T&P оснащены контрольным уровнем. Ручное поднятие рычага открывает клапан, позволяя воде стечь. Если вода продолжает вытекать из клапана T&P после закрытия, возможно, клапан необходимо заменить.Необходимо установить сливную линию, чтобы избежать повреждения водой и ожогов при работе клапана.

• Клапан T&P следует периодически снимать и визуально проверять на предмет коррозионных отложений, а также чтобы убедиться, что он не был неправильно изменен или отремонтирован.
• Вышеуказанные работы лучше всего выполнять лицензированным сантехником.

Щелкните изображение, чтобы увеличить.

‘ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ : Установка устройства предотвращения обратного потока может вызвать тепловое расширение, что может привести к серьезным травмам и / или повреждению имущества.При установке устройства предотвращения обратного потока вы должны проконсультироваться с профессиональным сантехником для защиты от теплового расширения И ОБЕСПЕЧИТЬ ВСЕ НЕОБХОДИМЫЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ. ’

Зачем вам нужен расширительный бак – Flo от Moen

Вы когда-нибудь замечали небольшой резервуар, который стоит рядом с водонагревателем? Вы когда-нибудь задумывались, что, черт возьми, он на самом деле делает? Ну, это называется расширительный бак , , и это вообще-то большое дело.

Тепловой расширительный бак защищает ваш дом больше, чем вы думаете.Это помогает контролировать давление воды в вашем доме, а давление воды, если оставить его на произвол судьбы, может нанести серьезный ущерб.

Из этой статьи вы узнаете о тепловом расширении и давлении воды, а также о том, как резервуары теплового расширения предотвращают поломку вашей водопроводной системы.

Что такое тепловое расширение?

Термическое расширение – это тенденция вещества расширяться в массе или объеме при повышении температуры. Это один из тех универсальных законов науки, который применим практически ко всему.Самая большая жертва теплового расширения в вашем доме – вода. Поскольку вся вода в вашем доме скапливается в чрезвычайно негибких трубопроводах, вы, возможно, захотите узнать об этом.

Водонагреватели – один из основополагающих аспектов нашего современного образа жизни, который мы довольно часто принимаем как должное. Он работает постоянно, нагревая воду для наших раковин, душевых и бытовой техники. И каждый раз, когда он запускается, вода в резервуаре расширяется.

Куда уходит лишний объем воды?

Вы могли подумать, что он просто вытекает прямо из вашего дома, но это не так просто.Это связано с тем, что в большинстве домов используется закрытая водопроводная система , а означает, что избыток воды по существу скапливается в вашем доме.

Сантехнические системы закрытого типа

Сантехнические системы бывают открытыми или закрытыми. В открытой системе вода может течь в и выходить из вашего дома через водопровод. Если давление воды увеличивается из-за теплового расширения, вода естественным образом вытекает из системы, поскольку поступающая вода течет с более низким давлением.

В закрытой системе этого не может быть. А реальность такова, что большинство домов в США работают по закрытой системе. На это есть несколько причин. Во-первых, когда дело доходит до муниципального водоснабжения, наличие открытой системы может представлять возможный риск для здоровья населения. Осадки и мусор из старых свинцовых труб могут загрязнить питьевую воду. Таким образом, домашние водопроводные системы имеют обратный клапан для предотвращения обратного потока в городское водоснабжение.

Другая причина, по которой большинство домов работают в закрытых системах, – это редукционные клапаны.Поскольку муниципальные поставщики воды обычно откачивают воду под очень высоким давлением, в домах есть регуляторы давления, которые снижают давление воды до более безопасного уровня. Это защищает ваши трубы и арматуру от износа из-за слишком большого давления.

Итак, если вода не может выходить из вашего дома, как ваша водопроводная сеть справляется с избыточным давлением и объемом, вызванным водонагревателем? Он основан на тепловом расширительном баке.

Что такое расширительный бак?

Расширительные баки – невоспетые герои современной сантехники.Они дают всей этой дополнительной воде место, чтобы остальная часть вашей водопроводной системы могла заниматься своими делами, не беспокоясь о высоком давлении воды.

Бак теплового расширения – это небольшой бак, который устанавливается на впускной линии вашего водонагревателя. Внутри резервуара находится сжатый воздух и баллон. Сжатый воздух находится под давлением, чтобы соответствовать давлению воды в вашем доме.

Когда ваш водонагреватель загорается и вода в его баке начинает расширяться, давление воды начинает превышать давление сжатого воздуха в расширительном баке.Эта вода под высоким давлением попадает в баллон расширительного бачка. Когда мочевой пузырь наполняется, общее давление воды в вашей водопроводной системе начинает снижаться.

Но расширительный бачок не надежен. Если ваш водонагреватель настроен слишком высоко, может произойти такое сильное расширение, что в расширительном баке не хватит места для всей этой воды. Производители водонагревателей знают об этом, поэтому устанавливают на свои резервуары для воды клапан сброса давления.

Клапаны сброса давления – последняя линия защиты вашего водонагревателя.Они выполняют свою работу более примитивно, просто позволяя лишней воде выливаться в поддон, а иногда и просто на пол.

Так зачем все это беспокоиться? Что такого особенного в высоком давлении воды?

Почему следует беспокоиться о давлении

Вы можете подумать, что высокое давление воды – не такая уж большая проблема. По правде говоря, давление воды – один из самых важных аспектов водопроводной системы вашего дома.

Когда давление воды слишком велико, все приспособления, приборы и трубы подвергаются дополнительной нагрузке.Все ваши туалеты, насадки для душа и смесители рассчитаны на работу при определенном пороге давления. Превышите это давление, и они начнут выходить из строя, и их нужно будет заменить.

Постоянно высокое давление воды также может привести к более серьезным проблемам. Могут возникнуть небольшие утечки, которые могут оставаться незамеченными в течение нескольких месяцев, если они находятся за стенами, над потолком или под полом. Эти небольшие утечки в конечном итоге приводят к структурному повреждению, гниению деревянного каркаса вашего дома и развитию токсической плесени.

Высокое давление воды также может привести к внезапному разрыву трубопровода, что может привести к катастрофическим повреждениям и материальному ущербу. Это особенно актуально зимой, когда отрицательные температуры могут вызвать накопление льда в трубах, что приведет к еще большему давлению воды.

К счастью, мониторинг давления воды в доме прошел долгий путь со времен ручных манометров. Интеллектуальные системы водной безопасности, такие как Flo от Moen, постоянно контролируют давление и расход воды в вашем доме, а также сканируют утечки с помощью ежедневных автоматических тестов здоровья (тесты потери давления).И все эти данные доступны вам 24/7 в приложении Flo by Moen. Чтобы узнать больше о системе безопасности Flo от Moen Smart Water Security, щелкните здесь.

Избегайте типичных проблем – техническое обслуживание расширительного бака

К сожалению, расширительные баки не вечны. Большинство резервуаров в конечном итоге заболачиваются, что делает их неспособными выполнять свои функции. Профессиональные сантехники рекомендуют менять их каждые пять-десять лет. Вот несколько способов ухода за расширительным бачком:

• Остерегайтесь конденсации. Это может быть вызвано переувлажнением расширительного бачка или просто очень влажным климатом. В любом случае, если ваш водонагреватель расположен рядом с электрическими приборами, это может представлять опасность.
• Проведите «тест постукивания». Просто постучите или постучите по расширительному бачку и слушайте звук, который он издает. Если он издает глухой звенящий звук, значит, внутри все еще есть воздух. Если он издает более глухой звук, это означает, что ваш резервуар полон воды и его необходимо заменить.
• Почувствуй танк. Пощупайте верх и низ вашего расширительного бачка. Верх бака, который следует наполнить сжатым воздухом, должен быть прохладным на ощупь. Дно емкости, куда идет вода, должно быть теплым. Если верхняя часть резервуара на ощупь такая же, как и нижняя, значит, у вас проблема.
• Обратите внимание на клапан сброса давления вашего водонагревателя. Помните клапан сброса давления? Он начинает выпускать воду, если давление в расширительном бачке слишком велико.Если вы заметили, что из выпускного клапана постоянно капает вода, это может означать, что расширительный бачок больше не работает.
• Модернизируйте свой танк, пока он не вышел из строя. Чтобы приобрести новый расширительный бачок, не нужно ждать, пока вы заметите проблему. Хорошее практическое правило – заменять бак каждый раз, когда вы заменяете или обслуживаете водонагреватель.
• Как можно скорее замените неисправный бак. Если ваш расширительный бак не выполняет свою работу, ваш дом может быть поврежден водой или, что еще хуже, взорвется водонагреватель.Как только вы заметите, что что-то не так, обратитесь к сантехнику и начните принимать меры по установке нового расширительного бачка.

Заключение

Как видите, в вашем доме всегда происходит тепловое расширение, а резервуар для теплового расширения – один из самых важных компонентов водопровода. Он поддерживает ваши трубы и арматуру в хорошем состоянии и защищает ваш водонагреватель. Позаботьтесь о нем, и он позаботится о вас.

График технического обслуживания воздушной стороны расширительного бака

Недавно я посетил школьный механический цех, и меня спросили о взаимосвязи между настройкой редукционного клапана давления подпитки и настройкой давления в расширительном баке.Меня также спросили, как часто проверять давление в системе.

Гидравлическое давление холодного заполнения и давление воздуха в расширительном баке – какое практическое правило?

Директор учреждения школьного округа спросил о некоторых стандартных числах и процедурах, чтобы убедиться, что начальное давление в системе было правильным. Он использовал давление воздуха в баке на 2 фунта / кв.дюйм больше, чем на редукционном клапане подпиточного давления (PRV), как показывает опыт. Сначала я усомнился в цифре, но по мере того, как я думал об этом больше, это имело смысл.

Давление холодного наполнения определяется как давление, необходимое для наполнения до верха системы плюс 4 фунта на кв. Дюйм, ман. Лучше всего настроить параметры, когда температура системы ниже 90 ° F. По мере увеличения температуры в системе отопления увеличивается и давление в системе. В PRV давление заполнения определяется по:

1. Определение высоты гидравлической системы над PRV
2. Преобразуйте это число из футов в фунты на квадратный дюйм и округлите в большую сторону. (Разделив это на 2,31)
3. Добавьте 4 фунта на квадратный дюйм в системах с рабочими температурами ниже 210 ° F (большинство систем)

Это даст вам настройку в PRV.Настройка давления воздуха на стороне резервуара будет рассчитана таким же образом, но с использованием высоты от верха резервуара.

Давайте рассмотрим пример, предполагающий, что верхняя часть трубопровода системы отопления находится на 30 футов выше PRV.

• Определение высоты гидравлической системы над PRV
• Конвертировать в PSIG
  • Ответ: 30 ÷ 2,31 = 12,98 или 13 фунтов на кв. Дюйм
• Добавить 4 фунта на кв. Дюйм
  • Ответ: 13 + 4 = 17 PSIG Давление холодного наполнения

Для давления в баллоне используется та же формула.Система находится на высоте 36 футов над верхом резервуара. Таким образом, давление в баллоне составляет (36 ÷ 2,31) + 4 = 20 фунтов на квадратный дюйм. Поскольку резервуар, установленный на полу, обычно находится примерно на 5 или 6 футов ниже PRV, разумно установить резервуар примерно на 2 фунта на кв. Дюйм выше, чем PRV. Это достаточно близко, если формула не приходит в голову быстро.

Проводится ли техническое обслуживание расширительных баков?

Гидронная система должна быть полностью закрыта. Не должно быть утечек, а давление холодного наполнения должно оставаться постоянным при комнатной температуре.PRV не требует регулировки. Если давление в системе упало из-за удаления некоторого количества воды из системы, например, при химическом тесте, PRV автоматически восполнит воду и поддержит давление.

Когда мы смотрим на бачок-дозатор, он требует некоторого обслуживания. Баллон в этих резервуарах воздухопроницаемый. Через долгое время воздух будет перемещаться из резервуара через мочевой пузырь в систему. Это уменьшит заряд воздуха. Это могут быть годы, и время зависит от размера резервуара и цикла.У больших резервуаров больше квадратных футов мочевого пузыря, и при езде на велосипеде мочевой пузырь чаще расширяется и сжимается.

Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя эта информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации.Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.

Тепловое расширение – Обучение подрядчиков

Тепловое расширение

от Rich Grimes

В предыдущих статьях мы рассмотрели несколько тем, связанных с нагревом воды, и продолжим тему теплового расширения. Тепловое расширение будет происходить всякий раз, когда есть источник тепла и трубопроводная петля «замкнута». Это означает, что трубопровод работает как замкнутый контур, отделенный от поступающей пресной воды обратным клапаном устройства обратного потока.Системы с замкнутым контуром обычно работают при более низком давлении в системе, чем давление поступающей холодной воды. Отопительный котел с замкнутым контуром – хороший пример такой системы. Вода в замкнутом контуре трубопровода непригодна для питья и не должна попадать обратно в систему холодного водоснабжения. После установки устройства обратного слива и нагрева петли произойдет тепловое расширение, которое необходимо контролировать. Это также проблема для бытовых водонагревателей, установленных на трубопроводе «разомкнутого контура» из-за требований кода устройств BFP.

ИСТОРИЯ

Для водогрейных котлов всегда требовался расширительный бак, и его размеры рассчитывались с учетом теплового расширения системы. Водонагреватели традиционно устанавливались без обратного клапана на подаче холодной воды, поэтому трубопровод холодной воды поглощал расширяющуюся нагретую воду. В более крупных коммерческих системах будет использоваться поворотный обратный клапан, чтобы предотвратить перегрев подачи холодной воды. Простые стальные расширительные баки нельзя было использовать в системах пресной воды, поэтому обычной практикой было просверлить отверстие диаметром ¼ дюйма в заслонке обратного клапана, чтобы позволить горячей воде выйти в систему подачи холодной воды.Это звучит безумно, но это было задокументировано в литературе различных производителей и действительно помогло решить проблему. Но это не устранило проблему.

Но появилась система предотвращения обратного потока, и это вызвало немедленную потребность в управлении внутренним тепловым расширением. Основа BFP – предотвращение перекрестного загрязнения, но в результате получился «замкнутый» контур трубопровода, который испытывал тепловое расширение, как в бойлере! Это похоже на закон Ньютона, потому что для каждого действия существует равное и противоположное противодействие.Внезапно возникли проблемы с расширением, которых раньше не было!

Производители расширительных баков снабдили баки внутренними баллонами, которые могут находиться под давлением, и отделить стальной бак от пресной воды. Такая же конструкция резервуаров использовалась в системах колодцев с пресной водой.

Сегодня предотвращение обратного потока является стандартной практикой при установке в бытовых системах холодного водоснабжения. Существуют различные устройства BFP и теплового расширения, которые могут использоваться в зависимости от требований местного законодательства.

ПРИНЦИП

Воду нельзя сжимать как воздух, поэтому она расширяется, создавая больший объем. Это расширение создает повышение давления, которое может быть задержано обратным клапаном или BFP. Вода будет расширяться со скоростью 0,000023 процента на каждый градус повышения температуры. Это может показаться не очень большим, но если 30-галлонный водонагреватель нагреть с 60ºF до 140ºF (подъем 80ºF), он увеличился бы в объеме на 0,55 галлона. Дополнительные ½ галлона воды должны расширяться по мере увеличения объема.Если нет средств контроля расширения, расширяющаяся вода поднимет предохранительный клапан, чтобы выпустить дополнительный объем и повысить давление. Клапаны сброса температуры и давления будут работать при температуре 210ºF или 150 фунтов на квадратный дюйм. Расширяющаяся вода может легко превысить номинальное значение клапана T&P 150 фунтов на квадратный дюйм при нагревании «закрытого» водонагревателя. Обычно это наблюдается в конце цикла нагрева, когда предохранительный клапан поднимается на несколько секунд. Это также часто ошибочно диагностируется как неисправный предохранительный клапан, и запасной предохранительный клапан функционирует так же, как “неисправный” клапан, слива воды.

Расширение – это преимущественно проблема давления, но температура ускоряет расширение. Тепловое расширение, расширение, вызванное нагреванием. Новые водонагреватели имеют чистую поверхность нагрева и могут подвергаться тепловому расширению там, где у старого водонагревателя таких признаков не было. Я также видел, что дома с ½-дюймовым трубопроводом испытывают больше проблем с расширением, чем дома с ¾-дюймовым трубопроводом. Это связано с той же скоростью увеличения объема с меньшим количеством трубопроводов для поглощения расширения. Старые обогреватели, заполненные накипью, имеют удлиненный, более медленный цикл нагрева, который помогает постепенно добавлять расширение.

Это также позволит вам понять, насколько масштабное расширение может быть достигнуто за счет больших коммерческих систем с высокими потребляемыми значениями BTU.

БАКИ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

Бытовые расширительные баки обычно изготавливаются из стального кожуха с эпоксидным покрытием. У них есть внутренний пузырь из бутилкаучука, который отделяет голую сталь от пресной воды. У них есть штуцер для подключения к источнику холодной воды и штуцер для подачи воздуха для предварительного нагнетания давления в баллоне.Давление в баллоне ДОЛЖНО быть установлено равным или немного превышающим давление поступающей холодной воды. Это очень важно при установке расширительного бачка. Рекомендуется установить на 10 фунтов / кв. Дюйм больше измеренного давления холодной воды, чтобы компенсировать колебания давления. Например, в районе обычно утром (время интенсивного использования) немного меньше давление, чем в 14:00, когда потребление воды меньше. Давление холодной воды следует измерять с помощью манометра со шланговой головкой или аналогичного индикатора с круговой шкалой.Почти каждый расширительный бак поставляется с заводской зарядкой до 40 фунтов на квадратный дюйм. В то время как для скважинной системы можно ожидать 40 фунтов на квадратный дюйм, во Флориде обычно бывает давление от 60 до 80 фунтов на квадратный дюйм. Резервуар, предварительно заряженный до 40 фунтов на квадратный дюйм и установленный на системе 60 фунтов на квадратный дюйм, будет неэффективным. Воздух из мочевого пузыря полностью выталкивается в резервуар и не может поглотить никакого расширения. Расширительный бак должен быть предварительно заправлен без давления воды для правильной настройки.

Подключение расширительного бака к холодному водопроводу тоже критично.Расширительный бак ДОЛЖЕН быть установлен между водонагревателем и обратным клапаном холодной воды или BFP. Горячая вода будет пытаться расширяться от нагревателя к источнику холода, где она поглощается расширительным баком.

Расширительные баки мочевого типа могут быть установлены в наиболее удобном месте и подключены к системе по трубопроводу, в отличие от баков гравитационного типа, которые должны быть расположены в самой высокой точке системы. Баки-дозаторы также меньше по размеру, чем открытые самотечные баки, из-за их способности поглощать расширение в большем объеме.

Размеры расширительных баков зависят от объема воды, температуры и давления поступающей воды, температуры хранимой воды и, возможно, некоторых факторов давления и расширения. Существуют различные программы калибровки, доступные в печатном виде и в Интернете. Есть, наверное, от десяти до двадцати производителей отечественных расширительных баков. Существуют также баки баллонного типа большего размера для коммерческого использования.

РЕЗЮМЕ

Бытовые расширительные баки

необходимы в большинстве систем сегодня из-за устройств предотвращения обратного потока.Эти устройства обеспечивают надежное отключение, которое не допускает теплового расширения. Существуют также другие средства ограничения расширения, но большинство из них включает самозакрывающийся клапан, который поднимает и позволяет сбросить дополнительный объем до подъема T&P клапана нагревателя. Баки типа Bladder обеспечивают надлежащую защиту от расширения, а также небольшую защиту от гидроудара и термического удара. Системы, которые подвергаются сильному удару или термическому удару, должны быть снабжены дополнительной защитой, такой как гасители гидравлических ударов или амортизаторы.

Важно предварительно заправить расширительный бак и убедиться, что подключение к системе находится между водонагревателем и обратным клапаном / BFP. Если резервуар существует и имеет неправильное давление воздуха предварительной зарядки, необходимо сбросить давление холодной воды, чтобы можно было правильно установить давление воздуха в резервуаре. Баки теплового расширения продлят срок службы водонагревателей, поскольку они поглощают избыточный объем, созданный тепловым расширением. Предотвращение обратного потока является основным условием защиты наших систем водоснабжения от перекрестного загрязнения.Эта технология создала потребность во внутренних устройствах теплового расширения, которые никуда не денутся.

Спасибо, до встречи в следующей статье!

С уважением,

Рич Граймс

Тепловые расширительные баки: Часть 2 – Размер

Как выбрать тепловые расширительные баки для систем горячего водоснабжения

В первой части этой серии мы рассмотрели, где необходимы расширительные баки. Когда определено, что резервуар должен быть включен в водопроводную систему, следующей задачей является определение правильного размера для резервуара.Обращение к таблицам размеров в каталоге производителя расширительного бака – самый простой, хотя и не лучший метод определения размеров баков теплового расширения. В таблицах размеров, предоставленных производителями, указаны номер модели и размер бака в зависимости от объема водонагревателя и давления в системе. Эти таблицы, однако, основаны на трех важных предположениях, о которых нужно знать дизайнерам.

Первый , для большинства производителей таблицы основаны на максимально допустимом линейном давлении 150 фунтов на кв. Дюйм.Это максимально допустимое рабочее давление большинства водонагревателей и расширительных баков. Это также настройка предохранительного клапана водонагревателя. Другими словами, резервуар теплового расширения, если он выбран по таблицам, может выдержать тепловое расширение до давления в системе 150 фунтов на квадратный дюйм, которое является точкой сброса для предохранительного клапана водонагревателя. Помните, что цель расширительного бака – избежать сброса давления через предохранительный клапан. Лучшей альтернативой является расчет расширительного бака для максимального допустимого давления 135 фунтов на кв. Дюйм, что на 10% ниже уставки предохранительного клапана.

Второй номер , таблицы производителя основаны на предварительном давлении в баке 40 фунтов на квадратный дюйм. Предварительная зарядка – это давление воздуха на воздушной стороне камеры резервуара. Эта настройка, кстати, не основана на инженерных принципах, а является ограничением Министерства транспорта на транспортировку цистерн. Чтобы уменьшить размер расширительного бака, давление воздуха предварительной зарядки должно быть установлено равным линейному давлению системы, а не давлению предварительной зарядки резервуара 40 фунтов на кв. Дюйм, которое установлено на заводе.(Примечание: если размер расширительных баков рассчитан инженером на основе давления воздуха предварительной зарядки, равного давлению в линии, то в чертежах и спецификациях трубопроводов подрядчику должно быть указано, что в расширительный бак давление воздуха равно давлению в линии.) Таблица основана на давлении предварительной зарядки бака 40 фунтов на квадратный дюйм, они не позволяют точно определить размер расширительного бака, когда давление предварительной зарядки равно давлению в трубопроводе.

Третий , таблицы размеров большинства производителей основаны на повышении температуры хранимой воды на 40 ⁰ F.Задумайтесь об этом на мгновение. Размер водонагревателя обычно рассчитывается исходя из перепада температур 100 ⁰ F. Например, часто мы предполагаем, что холодная вода поступает в водонагреватель с температурой 40 ⁰ F и нагревается и хранится при 140 ⁰ F. Если мы спроектируем водонагреватель для повышения температуры воды на 100 ⁰ F, консервативный подход состоит в том, чтобы подобрать размер бака для теплового расширения, чтобы он соответствовал количеству расширения воды в результате того же повышения температуры 100 ⁰ F.Это, конечно, наихудший сценарий (полное опорожнение бака и заполнение холодной водой 40 ⁰ F). Расчет расширительного бака, основанный только на повышении температуры на 40 ⁰ F, менее чем консервативен.

Чтобы спроектировать расширительный бак для максимального допустимого давления менее 150 фунтов на квадратный дюйм, давления воздуха предварительной зарядки, отличного от 40 фунтов на квадратный дюйм, и перепада температур более 40 ⁰ F, мы не можем обращаться к таблицам производителя. Кроме того, в больших системах размеры резервуаров для хранения часто превышают значения, указанные в таблицах.Так что же нам делать? Мы должны рассчитать надлежащий размер расширительного бака, используя инженерных уравнений . Вот упрощенный метод определения размеров расширительных баков. Более подробный метод представлен в Руководстве по проектированию ASPE, том 4.

Для выбора расширительного бака необходимо определить общую вместимость бака и приемочный объем. Общая емкость бака – это объем бака. Приемный объем – это количество воды, которое резервуар будет принимать при давлении воздуха на воздушной стороне диафрагмы.

Сначала определите объем расширения воды в вашей системе. Это объем воды, который должен будет вместить расширительный бак, который также называется «приемным объемом». Объем расширенной воды зависит от удельного объема воды при входящей температуре и температуре нагрева, а также от объема хранимой воды.

(1) V _ACC = V _T x (VS ₂ / VS ₁ – 1)

где,

В _ACC = Допустимый объем (галлоны)

Vs ₂ = Удельный объем воды при температуре нагрева, (футы ³ / фунт)

Vs ₁ = Удельный объем воды при температуре на входе, (футы ³ / фунт)

V _T = Объем накопительного бака водонагревателя (галлоны)

Удельный объем насыщенной воды при различных температурах можно найти в таблицах термодинамических свойств или в удобной таблице в ASPE Data Book, том 2, таблица 6-5 «Термические свойства воды».Вот хорошее число, которое следует запомнить. Вода, нагретая с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F, расширится на 1,7%. Например, предположим, что у нас есть водонагреватель на 120 галлонов, и вода нагревается с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F.

В _ACC = 120 (0,01629 / 0,01602 – 1) = 120 (0,017) = 2,0 галлона

Это количество воды, которое расширительный бак должен принять для предотвращения скачков давления в системе. Я знаю, что это упрощенный подход.Я проигнорировал расширение бака нагревателя и трубопровода горячей воды. По моему опыту, влияние этих факторов невелико и мало влияет на окончательный выбор танка.

Имейте в виду, что когда мы завершаем расчеты, мы выбираем расширительные баки, которые прибывают с довольно большими приращениями размера. Вот почему включение факторов, которые не оказывают существенного влияния на общую величину необходимого теплового расширения, можно смело исключить из расчетов. Если вы хотите быть более точными, уравнения, приведенные в Руководстве по проектированию ASPE, включают расширение материала трубы.

Кстати, я тоже не утруждаюсь поправкой на высоту. Обычно нам не нужна такая точность. Кроме того, поскольку в расчетах мы предполагаем 100-градусный перепад температуры воды, у нас есть некоторый встроенный консерватизм.

Последний шаг – определение общей емкости расширительного бачка. Уравнение для общей емкости расширительного бака выводится из закона Бойля. Когда давление предварительной зарядки сравняется с давлением в трубопроводе, используйте уравнение (2) ниже.

(2) V _ET = V _ACC / (1-P ₁ / P ₂ )

где,

P ₁ = Статическое давление в водяной линии, (psia)

P ₂ = Максимальное требуемое давление в баллоне (фунт / кв. Дюйм)

В _ACC = Допустимый объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

( Обратите внимание, что это абсолютное давление (фунт / кв. Дюйм).Добавьте 14,7 к манометрическому давлению, чтобы преобразовать его в абсолютное давление. Также обратите внимание, что это уравнение предполагает, что предварительное давление воздуха равно давлению в трубопроводе. Это уравнение не следует использовать, если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе.)

Если расширительный бак имеет допустимое рабочее давление 150 фунтов на квадратный дюйм, я использую 149,7 фунтов на квадратный дюйм (135 + 14,7 = 149,7) для P ₂ , что на 10% ниже уставки предохранительного клапана. Используя приведенный выше пример, предположим, что фактическое давление в линии и давление предварительной зарядки составляет 80 фунтов на квадратный дюйм.

V _ET = 2,0 / (1 – 94,7 / 149,7) = 5,44 галлона

Учитывая расчетную общую емкость резервуара 5,44 галлона и приемочную емкость 2 галлона, проконсультируйтесь с данными производителя и выберите резервуар, который соответствует вашему конкретному применению.

Если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе, уравнение (2) использовать нельзя. Соответствующее уравнение для давления предварительной зарядки, которое не равно давлению в трубопроводе, – это уравнение 3 ниже.

(3) V _ET = V _ACC / [(P ₁ / P ₂ ) – (P ₁ / P ₃ )]

где,

P ₁ = Давление предварительной зарядки, (psia)

P ₂ = Статическое давление в водяной линии, (фунт / кв. Дюйм)

P ₃ = Максимальное требуемое давление в баллоне, (psia)

В _ACC = Допустимый объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

Для предыдущего примера, если расширительный бак имеет заводскую предварительную заправку 40 фунтов на кв. Дюйм, и давление в линии не повышается до 80 фунтов на квадратный дюйм, то требуемая общая емкость расширительного бака увеличивается с 5.От 4 галлонов до 9,4 галлона.

Некоторые производители теперь также размещают на своих веб-сайтах калькуляторы размеров, основанные на этих инженерных уравнениях.