Давление расширительного бака горячее водоснабжение

Расширительный бак ГВС и систем жидкостного отопления.

Расширительные баки (экспанзоматы) (от англ. «expand » – расширять) служат для компенсации избыточного расширения рабочей жидкости (теплоносителя) в системах отопления, горячего водоснабжения или солнечной системы нагрева воды. Не применяется для холодного водоснабжения.

Баки при работе практически не имеют динамических нагрузок по причине медленного заполнения и опорожнения теплоносителем при функционировании системы отопления. Баки до 35 л допускается подвешивать к трубопроводам или на кронштейны. Кронштейны включают в себя воздушник, предохранительный клапан и манометр.

Баки объемом более 35 литров имеют ножки для установки на пол. Также баки не обязательно крепить анкерными – болтами к полу. Перед заполнением необходимо проверить противодавление в баке, которое обычно устанавливается заводом как 1,5 бара. При работе системы противодавление должно быть отрегулировано в соответствии с рабочим давлением в системе.

Вследствие нагревания жидкого теплоносителя в трубопроводе при изменении его температуры увеличивается объем жидкости. В случае применения в качестве теплоносителя воды нагрев на 1 °С увеличивает объем на 0,029 %. Этиленгликолевые теплоносители при нагреве на 1 °С увеличивает объем на 0,04–0,048 %.

Пример: при нагреве воды от комнатной температуры 20 °С до рабочей 80 °С, т. е. на 60 °С, объем теплоносителя увеличивается на 0,029 · 60 °С = 1,74 %, т. е., если в системе 300 л теплоносителя, то объем увеличивается на 5,22 л.

Увеличение объема теплоносителя неизбежно вызовет рост давления в системе – следует либо компенсировать выросший объем, либо предусмотреть сбросное предохранительное устройство (сброс давления) для удаления излишков жидкости во избежании аварии в системе. Сброс воды необходим только в крайнем аварийном случае, иначе при понижении температуры будет падать давление, что приведет к остановке АОГВ или недостаточному прогреву крайних точек отопления. В закрытых системах отопления по этой причине и устанавливаются расширительные баки.

В системе отопления горячей воды по мере нагревания теплоносителя (иногда до 100–110°), происходит медленное расширение (а при остывании – медленное сужение). Мембрана вначале растягивается за счет пластических свойств резины, а при охлаждении сжимается и медленно возвращает теплоноситель в систему. Движение мембраны происходит за счет воздуха, закаченного в бак и оказывающего противодавление.

Для систем отопления и внутреннего теплоснабжения в жилом, гражданском и промышленном строительстве в качестве теплоносителя применяется в основном вода. Вода циркулирует в трубах либо под действием сил гравитации (естественная циркуляция), либо побуждаемая циркуляционным насосом.

В системах открытых (без давления) для их защиты расширительный бак должен устанавливаться выше самой верхней точки системы. Конструктивно зеркало жидкости свободно контактирует с атмосферным воздухом. Основное требование при установке расширительного бака – между системой отопления и баком не должно быть запорных устройств.

В закрытых системах (под давлением) расширительный бак монтируется в котельной (тепловом узле) с накачкой воздуха больше на 0,2 bar статического давления теплоносителя, чем в системе отопления. Здесь можно предусмотреть кран для обслуживания, но для устранения ошибки обязательно опломбировать от случайного перекрытия.

В системах отопления большого объема применяются расширительные баки с воздушным компрессором. В этих баках газ стравливается в атмосферу при сжатии мембраны. В этом случае бак может быть заполнен теплоносителем практически на 95 %. При снижении же температуры воды в системе автоматика включает компрессор, который «выдавливает» теплоноситель из бака, накачивая воздух «под мембрану».

Исходными данными при расчете расширительного мембранного бака будут являться:

1) Объем теплоносителя (воды) в системе, V_сист, л. Данная величина может быть вычислена в зависимости от мощности системы.

2) Статическая высота (статическое давление). Высота столба жидкости в системе. Один метр столба жидкости создает давление 0,1 бара.

3) Предварительное давление расширительного мембранного бака, Р_предв – давление газа в газовой камере пустого расширительного мембранного бака при комнатной температуре. Эта величина должна равняться статическому давлению в системе отопления + 0,2 bar. Таким образом, до введения системы в работу, давление газа в баке компенсирует статическое давление жидкости, в результате чего мембрана бака находится в равновесии и бак еще не заполнен.

4) Максимальное давление, Р_макс – максимальное давление в системе в месте установки расширительного мембранного бака после заполнения.

5) Средняя температура системы, Т_ср, °С – средняя температура системы в процессе ее работы.

Порядок расчета:

1) Определяется коэффициент расширения жидкости К_расш (прирост объема, %) при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С (принимается, что система заполняется при температуре 10 °С) до средней температуры системы.

2) Определяется объем расширения V_расш – объем жидкости, вытесняющейся из системы при ее нагреве от 10 °С до средней температуры системы.

Пример на V_сист = 300л и теплоноситель вода: (0,029·(70-10)) ·300/100 = 5,22 л

3) Определяется коэффициент заполнения расширительного мембранного бака (коэффициент эффективности) К_зап – при заданных условиях работы, который показывает максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема расширительного мембранного бака), который может вместить бак. Все давления в формуле – абсолютные.

Пример при высоте отопления 4 м – К_зап = (1,4– 0,4) / 1,4 = 0,57

4) Определяется потребный полный объем V расширительного мембранного бака и вводится коэффициент запаса 1,25.

Пример для 2-х этажного дома с V воды в трубах 300 л и высотой стояков 4 м V=(5,22·1,25)/0,57 = 11,44 то есть 12 литров

5) Выбирается модель расширительного мембранного бака с округлением в сторону ближайшего целого.

Источник

Давление в расширительном бачке водоснабжения: какое давление оптимальное

Время на чтение: 5 мин

Расширительный бак в системе отопления предназначается для компенсации перепадов давления жидкого теплоносителя, которое происходит при пусках и остановках тепловой сети. Такое явление объясняется температурным расширением воды либо другого теплоносителя — антифриза.

Для того чтобы выполнять свои функции, внутренняя полость такого защитного устройства разделена на 2 части мембраной — воздушную и водяную.

Первая имеет предустановленные параметры по давлению, которые в процессе эксплуатации могут падать, поэтому пользователю нужно знать, как накачать давление в расширительном баке котла.

1 Конструкция и назначение расширительного бака
2 Правильное давление в расширительном баке 2.1 Норма для разных моделей

3 Обслуживание расширительного бака: проверка показаний, подкачка давления

4 Накачка давления в расширительный бак: пошаговое руководство

5 Причины снижения давления в расширительном баке

5.1 Другие способы устранения неполадок

Для чего нужен расширительный бак?

В процессе нагрева вода имеет свойство расширяться – при повышении температуры увеличивается объем жидкости. В контуре отопительной системы начинает расти давление, которое разрушительно может воздействовать на газовое оборудование и целостность труб.

Расширительный бак (экспанзомат) выполняет функцию дополнительного резервуара, в который давлением выдавливает образовавшиеся в результате нагрева излишки воды. Когда жидкость остывает и давление стабилизируется, она по трубам возвращается обратно в систему.

Расширительный бак выполняет функцию защитного буфера, он гасит гидроудары, которые постоянно образуются в системе отопления из-за частого включения и выключения насоса, а также исключает вероятность возникновения воздушных пробок.

Чтобы уменьшить вероятность образования воздушных пробок и не допустить повреждения газового котла гидроударом, расширительный бачок следует монтировать перед теплогенератором, на обратке

Существует два разных варианта исполнения демпферных емкостей: открытые и закрытые типы. Они отличаются не только конструкцией, но и способом, а также местом монтажа. Рассмотрим особенности каждого из этих типов подробнее.

Расширительный бак открытого исполнения

Бачок открытого типа монтируют в верхней точке системы отопления. Изготавливаются емкости из стали. Чаще всего они имеют прямоугольную или цилиндрическую форму исполнения.

Обычно устанавливают такие расширительные баки на чердаке или мансарде. Возможен монтаж под крышей. Обязательно нужно уделить внимание теплоизоляции конструкции

В структуре емкости открытого типа имеется несколько отводов: для ввода воды, отвода остывшей жидкости, подвод контрольной трубы, а также выводная трубка для отвода теплоносителя в канализацию. Подробнее об устройстве и видах бака открытого типа мы писали в другой нашей статье.

Функции бака открытого типа:

контролирует уровень теплоносителя в контуре отопления;
если в системе температурный режим понизился, он компенсирует объем теплоносителя;
когда меняется давление в системе, бак выполняет функцию буферной зоны;
излишки теплоносителя удаляет из системы в канализацию;
выводит воздух из контура.

Несмотря на функциональность открытых расширительных баков, они уже практически не используются. Поскольку имеют множество недостатков, например, большой размер емкости, склонность к коррозии. Их установка производится в системы отопления, которые работают только с естественной циркуляцией воды.

Экспанзомат закрытого типа

В системах отопления с закрытым контуром обычно монтируется расширительный бак мембранного типа, он оптимально подходит для любого типа газового котла и обладает большим количеством преимуществ.

Экспанзомат – это герметическая емкость, которая посредине разделена эластичной мембраной. В первой половине будут размещаться излишки воды, а во второй – обычный воздух или азот.

Закрытые расширительные баки для отопления, как правило, окрашены в красный цвет. Внутри бачка расположена мембрана, она выполнена из резины. Необходимый элемент для поддержания давления в расширительном бачке

Компенсационные баки с мембраной могут выпускаться в виде полусферы или в форме баллона. Что вполне подходит для использования в системе отопления с газовым котлом. Рекомендуем детальнее ознакомиться с особенностями монтажа баков закрытого типа.

Достоинства мембранных типов бачков:

простота самостоятельной установки;
устойчивость к коррозии;
работа без регулярной доливки теплоносителя;
отсутствие контакта воды с воздушной средой;
работоспособность в условиях повышенной нагрузки;
герметичность.

Газовое навесное оборудование обычно комплектуется расширительным баком. Но не всегда дополнительный резервуар с завода настроен правильно и может сразу же включатся в работу отопления.

Плюсы и минусы

Закрытые расширительные резервуары имеют ряд преимуществ над открытыми:

Закрытые аналоги совсем необязательно устанавливать на чердаке, его можно установить возле самого котла. А открытые обязательно нужно устанавливать на самой высокой точке системы.
В закрытых бачках вода не имеет доступа к контакту с воздухом, а значит, кислород не будет растворяться в воде и создавать помехи при движении теплоносителя.
Большинство людей превратили чердаки своих домов в жилые помещения, поэтому, в случае использования закрытых баков, наблюдается экономия места, так как их можно устанавливать где угодно.

Недостатки закрытых бачков следующие:

Высокая стоимость.
Требуется время от времени подкачивать воздух в устройство.

Давление воздуха в расширительном бачке

Показатель давления воздуха или азота в расширительном баке для различных газовых котлов будет не одинаковым, все зависит от типа оборудования и конструкционных особенностей. Нормативы указываются производителем в паспорте изделия.

Обычно давление в новой демпферной емкости составляет 1,5 атм. Но такая настройка может не подходить под конкретную систему отопления. Заводские параметры несложно сбросить. Для этих целей в корпусе расширительного бачка имеется специальный штуцер (у некоторых производителей это золотник для накачки), посредством которого осуществляется регулировка напора воздуха.

Ниппель находится со стороны воздушной камеры баллона. С его помощью можно спустить лишнее давление или, наоборот, накачать бачок

Для нормального функционирования газового котла нужно, чтобы в мембранном баке давление было меньше на 0,2 атм, чем в самой системе. Иначе увеличившаяся в объеме разогретая вода не сможет зайти в емкость.

В небольших домах и квартирах для закрытых систем отопления обычно допустимо давление в расширительном гидробаке в пределах 0,8-1,0 бар (атм). Но не менее 0,7 бар, поскольку на многих газовых котлах стоит защита и прибор просто не включится.

Проверят уровень давления бака нужно ежегодно. Если замечены скачки давления в системе отопления, значит, из демпферной емкости вышел воздух и его надо подкачать.

Конструкция и принцип действия

Давление в герметичном расширительном бачке отопления закрытого типа создается благодаря его конструкции. Он состоит из двух камер, которые разделены между собой резиновой мембраной. В одной из камер находится теплоноситель, она соединена с общим контуром, а в другой, герметичной – воздух. Его количество регулируется в зависимости от характеристик отопительной системы. Для этого в воздушном отсеке предусмотрен ниппель, к которому подходит обычный машинный насос. Связи воздуха с теплоносителем нет. Чтобы теплоноситель из контура мог попасть в расширительный бачок для отопления закрытого типа и обратно, давление должно быть правильно отрегулировано. Это обязательное условие, чтобы компенсировать расширение жидкости при нагревании. Увеличиваясь в объёме, она с большей силой воздействует на стенки труб. Потихоньку лишний теплоноситель вытесняется в резервуар. После того как температура рабочей жидкости снизится и она уменьшится в объёме, воздух в газовой камере вытеснит ее обратно в контур.

Как выставить оптимальное давление?

На системе отопления стоят манометры, с помощью которых контролируется давление в контуре. На самом же расширительном баке штуцера под установку измерительного прибора нет. Зато есть ниппель или золотник для выпуска и подкачки воздуха или газа. Ниппель такой же как на колесах машин. Поэтому проверить уровень давления и отрегулировать его можно посредством обычного автомобильного насоса с манометром.

Для накачки воздуха в расширительный бак подойдет даже простейший автомобильный ручной насос с манометром или автоматический компрессор

Перед тем, как спустить лишнее давление или накачать воздухом расширительный бачок бытового газового котла, необходимо подготовить систему. Автомобильный манометр показывает значение в МПа, полученные данные нужно перевести в атмосферы или бары: 1 Бар (1 атм) = 0,1 МПа.

Алгоритм измерения давления:

Отключить газовый котел. Подождать пока вода не перестанет циркулировать по системе.
На участке с гидробаком перекрыть все запорные вентили и через дренажный штуцер слить теплоноситель. Для котлов со встроенным баком перекрывается обратка, а также подача воды.
Подсоединить к ниппелю бака насос.
Накачать воздух до показателей в 1,5 атм. Немного подождать, чтобы вылились остатки воды, снова пустить воздух.
Перекрыть вентили запорной арматуры и компрессором докачать давление до указанных в паспорте параметров или до уровня — давление в системе минус 0,2 атм. В случае перекачки бака лишний воздух стравливают.
Извлечь из ниппеля насос, закрутить колпак и перекрыть сливной штуцер. Залить в систему воду.

Проверить правильность регулировки напора воздуха можно, когда котел достигнет рабочих параметров.

Если бак накачан правильно, то стрелка манометра прибора при измерении будет показывать плавный набор давления без каких-либо скачков и рывков

При неправильной настройке напора воздуха в расширительном баке возможны сбои в работе всей системы отопления. Если экспанзомат перекачан, компенсирующие свойства не сработают. Поскольку воздух будет выталкивать излишки нагретой воды из бачка, повышая давление в трубах системы отопления.

А с заниженными показаниями давления компенсирующей емкости, вода просто протолкнет мембрану и заполнит весь резервуар. Как результат, при повышении температуры теплоносителя сработает предохранительный клапан.

Иногда в двухконтурных газовых котлах срабатывают предохранители и при правильной настройке давления встроенного расширительного бака. Это свидетельствует о том, что объем резервуара слишком мал для такой системы отопления. В этой ситуации рекомендуется вмонтировать дополнительный гидробак.

Перепады в системе и настройка

Если все подобрано правильно, то перепадов в системе не возникает. Поэтому столкнувшись с этой проблемой нужно искать причину:

неправильно подобранный объем;
прорыв мембраны;
неисправность ниппеля;
неправильная установка.

Все ремонтные работы выполняются только после того, как бачок будет снят с контура. Настройка может быть проведена, если в бачке не будет жидкости. Поэтому ее нужно оттуда удалить. Для этого нужно накачать его. Когда жидкости не останется, воздух надо стравить. После этого при помощи насоса с манометром закачать воздух в бак до необходимого уровня. Если нет насоса с манометром, можно использовать ручной манометр. Так как проверить давление в расширительном бачке отопления без него не получиться, придется все же приобрести. Убедившись в правильности настройки, можно устанавливать бак обратно на контур.

Назначение дополнительного бака двухконтурного котла

Как правило, встроенные компенсационные резервуары в газовых котлах имеют объем около 6-8 литров. Они рассчитаны на компенсацию расширения 120 литров теплоносителя , циркулирующего в системе отопления. При обычных условиях эксплуатации для небольшой квартиры или дома такого расширительного бака хватает.

При установке радиаторов нестандартной формы и размеров, обязательно систему отопления нужно оборудовать дополнительным расширительным баком. Поскольку в такие батареи помещается больше воды

Если площадь обогрева большая, установлен теплый пол или много радиаторов в комнатах, объема стандартной встроенной емкости будет мало, так как воды используется больше.

При нагреве излишки теплоносителя полностью заполняют бачок. А поскольку в резервуаре свободного места не остается, то напор воды усиливается в самой системе отопления и происходит аварийный сброс предохранительным клапаном. После этого, автоматически включится в работу газовый котел вряд ли сможет.

Чтобы избежать таких негативных последствий, в систему отопления устанавливают дополнительный расширительный бак с мембраной в конструкции для двухконтурного газового котла. Когда стандартный резервуар полностью заполнится, вода уйдет в запасной гидробак. После остывания жидкость возвращается в радиаторы.

Расчет объема расширительного бака

Обеспечить стабильную работу системы отопления несложно, главное правильно подобрать объем компенсационного резервуара. Расчет объема экспанзомата должен производиться с учетом самого интенсивного режима работы газового котла. При первых запусках отопления температура воздуха еще не очень низкая, поэтому оборудование будет работать со средней нагрузкой. С приходом морозов вода прогревается сильнее и ее количество увеличивается, требуя больше дополнительного места.

Рекомендуется подбирать бак вместительностью не менее 10-12% от всего количества жидкости в системе отопления. Иначе бачок может не справиться с нагрузкой

Самостоятельно рассчитать точную вместительность расширительного бака можно. Для этого сначала определяют количество теплоносителя во всей системе отопления.

Способы расчета объема воды в системе отопления:

Полностью слить теплоноситель из труб в ведра или другую емкость, чтобы можно было посчитать литраж.
Залить воду в трубы через водосчетчик.
Суммируют объемы: вместительность котла, количество жидкости в радиаторах и трубах.
Расчет по мощности котла – мощность установленного котла умножают на 15. То есть, для котла 25 кВт нужно будет 375 литров воды (25*15).

После того, как количество теплоносителя посчитано (пример: 25 кВт*15=375 литров воды), рассчитывают объем расширительного бака.

Методов много, но не все они точные и количество воды, вмещающейся в систему отопления может быть значительно больше. Поэтому объем расширительного бака всегда подбирается с небольшим запасом

Методики вычисления довольно сложные. Для одноэтажных домов используют следующую формулу:

Объём расширительного бака = (V*E)/D,

D – показатель эффективности бака;
Е – коэффициент расширения жидкости (для воды – 0,0359);
V – количество воды в системе.

Показатель эффективности бака получаем по формуле:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

Ps=0,5 бар – это показатель давления зарядки расширительной емкости;
Pmax – максимальное давление отопительной системы, в среднем 2,5 бар.
D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Для системы с мощностью котла 25 кВт потребуется расширительный бак объемом: (375*0,0359)/0,57=23,61 л.

И хотя в двухконтурном газовом котле уже имеется встроенный резервуар на 6-8 л, но, глядя на результаты расчетов, понимаем, что стабильного функционирования системы отопления без монтажа дополнительного расширительного бака не получится.

Что это?

Даже само название говорит за себя – расширительный бак нужен для расширения всего контура обогрева дома или труб водоснабжения, по которым течет горячая или холодная вода. Дело в том, что во время нагрева жидкость увеличивается в объемах, а трубы, по которым она течет, своих физических параметров не меняют – их эластичность стремится к абсолютному нулю. А значит, давление внутри труб и всей установки будет повышаться, что может привести к повреждениям – возникают так называемые гидроудары, а в результате их – разрушение отдельных элементов установки или контуров из труб. Это касается в основном системы отопления, но и к горячему водоснабжению имеет отношение в полной мере. акое давление воды в водопроводе многоквартирного дома, Вы можете прочитать в нашей статье.

Выбор расширительного бака для систем отопления и водоснабжения

Чтобы избежать гидроударов, инженеры придумали включать в систему небольшой резервуар, наполненный воздухом, то есть тем веществом, что, в отличие от воды, сжимается. И если давление в трубах во время нагрева воды будет увеличиваться, то благодаря этому бачку оно повысится совсем незначительно. «Подбор расширительного бака онлайн, Вы можете прочитать в нашей статье».

На заметку! Расширительный бак часто устанавливается и в других системах, но цель его применения одна – снижение давления в трубопроводах и риска возникновения воздушных пробок.

Схема работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Водоснабжение частного дома из скважины с использованием расширительного бака

Еще такой бак порой применяется и для создания резервного запаса холодной воды и обеспечивает поставку жидкости в любое место системы за считанные минуты. При этом средний объем емкости – около 30 л.

Мембранный расширительный бак

Для системы, обеспечивающей дом водой, чаще всего применяют баки, оснащенные мембранами. Это относительно небольшая емкость, внутри которой имеется диафрагма, изготовленная из эластичного материала и разделяющая устройство на две части – с воздухом и безвоздушную, вернее, водную. Когда система водоснабжения работает, то водная камера заполняется жидкостью и, воздействуя на мембрану, сжимает ее, уменьшая объемы части воздушной, увеличивая давление в ней. Как только давление достигнет определенного уровня, насос, нагнетающий воду, остановится. А его включение происходит, когда давление снизится до минимальных значений.

Разновидность прибора с жестко закрепленной мембраной

На заметку! Давление внутри системы позволяет отслеживать установленный в ней манометр.

Такой бак позволяет обеспечить бесперебойную работу системы водоснабжения и устойчивый расход воды в любом доме, даже в многоэтажном.

Источник