Расширительный бак (экспанзомат) является обязательным элементом любой автономной системы отопления, так как теплоноситель (будь то вода или незамерзающая жидкость) при нагревании увеличивается в объеме. Для компенсации избытка теплоносителя и поддержания необходимого давления в системе, используются расширительный бак. Он принимает на себя увеличивающийся объем жидкости при нагревании и возвращает при остывании, тем самым предохраняет систему отопления от повреждения. Современные проекты чаще всего предусматривают закрытую отопительную систему в которой используют мембранные расширительные баки. По конструкции мембранные баки различают:
- баки с фиксированной мембраной (диафрагмой)
- баки со сменной грушей
Конструкция расширительного бака
Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, красного цвета (также существуют баки белого цвета, которые предназначены для бойлеров, и баки синего цвета, они предназначены для холодного водоснабжения и наываются гидроаккумуляторы).
Внутри корпуса расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга несменной подвижной мембраной (диафрагмой) или сменной грушей, изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна выдерживать горячую воду без повреждения может стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.
С одной стороны резервуара со съемной грушей есть специальный фланец с резьбой, к которому и крепится груша и патрубок для подключения к системе отопления. У бака с фиксированной мембраной фланца нет, есть только патрубок для подключения к системе. С обратной стороны ёмкости в обеих конструкциях имеется ниппель, для накачивания или стравливания воздуха, газа. Он рассчитан на подключение к обычному автомобильному насосу.
В баке со сменной грушей вода накачивается в мембрану, не соприкасаясь с металлической поверхностью. Замена мембраны происходит путем откручивания фланца, который удерживают болты. В больших емкостях, для стабилизации заполнения, задняя стенка мембраны дополнительно крепится к ниппелю.
Расширительный бак принцип работы
При запуске системы отопления, теплоноситель нагревается и увеличивается в объеме. Этот избыточный объем перемещается в водяную камеру расширительного бака. После остывания теплоносителя, давление в воздушной камере, выдавливает мембрану, тем самым вытесняя теплоноситель из водяной камеры обратно в отопительный контур.
Помимо этого, расширительный бак поддерживает требуемое давление во всей системе отопления. Так например, если где-то произошла несущественная утечка теплоносителя, то давление во всей системе должно упасть, однако этого не происходит, т.к. давление в воздушной камере будет выталкивать мембрану, а с ней и теплоноситель обратно в систему, тем самым создавая ограниченную подпитку.
Расчет расширительного бака
Расширительные баки для отопления имеют красный цвет, и бывают самых разных объемов от 6 л. до 100, 150 и более литров. Для каждой системы отопления расширительный бак подбирается, из расчета 10% от общего объема теплоносителя в системе. То есть необходимо посчитать общее количество секций всех радиаторов, умножить на объем одной секции, к этому прибавить количество воды в трубах и прибавить объем воды в отопительном котле.
К примеру, объем теплоносителя в системе составляет 80 литров, 10% от этого количества составляет 8 литров. На практике емкость расширительного бака принимают с небольшим запасом, для нашего примера подойдет расширительный бак объемом 10 литров.
Более точно выполнить расчет объема который должен иметь расширительный бак для отопления можно по формуле (в качестве теплоносителя взята вода):
Vр.б=Vот.с*((Px )/Pr- 1), м3
Подставим в формулу известные величины (указаны выше) и получим:
Vр.б=Vот.с*((1000 )/963- 1), м3
На практике объем бака берут с небольшим запасом и он будет равен:
для горячей воды Vp.6 = 0,04 Vот.с;
для перегретой воды Vp.6 = 0,06 Vот.с,
где Vот.с — объем воды в системе отопления, отопительных и нагревательных приборах, трубопроводах, котлах.
Где устанавливается расширительный бак отопления?
В закрытой системе отопления расширительный бак можно размещать в любом месте, хоть прямо возле котла. Однако, если установить расширитель на обратном трубопроводе, это позволит избежать чересчур высоких температур. А монтаж до циркуляционного насоса убережет от сильных скачков давления.
