Расширительный бак — элемент системы отопления, предназначенный для приема избытка воды, возникающего при её тепловом расширении в результате нагревания.
Зачастую, вода является циркулирующим элементом в системе отопления, именуемая теплоносителем. Но вода обладает такими физическими свойствами как расширение – при процессе нагревания, так сужение – при охлаждении. Следовательно, нагретая до максимальной отметки вода, увеличивается в объеме и полностью поместиться в системе отопления не может. Приводит это к появлению высокого давления в системе, а значит, нарушается целостность трубопровода, неадекватная работа отопительного прибора, плохая циркуляция теплоносителя (или отсутствие циркуляции) в системе. Именно поэтому был придуман дополнительная емкость — бак, который встраивается в систему, либо устанавливается котел уже со встроенным баком. Исходя из этого, и название бак получил логическое, «расширительный».
Профессионалы называют расширительный бак – экспанзомат.
Что представляет собой расширительный бак?
Расширительный (мембранный) бак – это резервуар из высококачественной
стали с резиновой износостойкой мембранной, разделяющей его на две части. Одна часть — в процессе работы системы отопления заполняется теплоносителем (водой), а другая — азотом еще на заводе-изготовителе. Азот менее агрессивен в отношении металла, из которого изготовлен бак.
Принцип действия расширительного мембранного бака. При поступлении в камеру горячей воды происходит расширение ее объема, при этом в воздушной камере воздух как бы сжимается, а по мере снижения температуры вода выдавливается обратно в систему отопления с помощью мембраны, потому что давление воздуха, находящегося в воздушной камере, повышается за счет его расширения.
Мембранный расширительный бак используется в закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией, то есть применение циркуляционного насоса.
Преимущества мембранного бака:
• Бак можно располагать в любом месте дома (или рядом с котлом). Экономия на дополнительном расходе трубопровода.
• Отсутствует контакт воды с наружным воздухом. Срок службы трубопровода продлевается за счет отсутствия реакции окисления и коррозии.
• Возможность создавать дополнительное давление даже в верхней точке системы отопления, что уменьшает вероятность образования воздушных пробок в радиаторах.
• Теплоноситель не испаряется.
• Простая эксплуатация отопительной системы, за счет исключения подпитки теплоносителем.
• Надежность работы и экономичность.
Есть еще один вид расширительного бака. Открытый расширительный бак
используется в отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя (открытая система отопления).
Открытые расширительные баки размещают над верхней точкой систем и покрывают тепловой изоляцией. Они бывают цилиндрические или прямоугольные из листовой стали и сверху снабжают люком для осмотра и окраски. В корпусе бака имеется несколько патрубков:
патрубок для присоединения расширительной трубы, по которой вода поступает в бак;
патрубок для циркуляционной трубы, через которую частично отводится охладившаяся вода, создавая циркуляцию и обеспечивая определенный тепловой режим бака (в отапливаемом помещении бак соединяется с системой одной трубой, присоединяемой к патрубку);
патрубок для контрольной (сигнальной) трубы;
патрубок для соединения бака с переливной трубой, сообщающейся с атмосферой у раковины для удаления воды в канализацию.
Применение:
• Для восполнения убыли объёма воды в системе при утечке и при понижении ее температуры.
• Ограничение гидравлического давления в системе.
• Сигнализация про уровень воды в системе.
• Удаления воды в канализацию при переполнении системы.
• Управления действием «подпиточных» приборов.
• Является воздухоотделителем и воздухоотводчиком.
Благодаря непрерывному и безотказному выполнению этих разнообразных функций открытый расширительный бак является необходимым и надежным прибором, чем объясняется его широкое распространение.
Недостатки открытых расширительных баков:
• Неудобны в эксплуатации, громоздкие; затрудняется их размещение в зданиях и увеличивается потеря тепла через их стенки.
• При открытых баках вследствие излишнего охлаждения воды в них возможно поглощение воздуха и усиление внутренней коррозии труб и отопительных приборов.
• Требуется прокладка специальных соединительных труб.
Обратить внимание! Если в системе отопления предусматривается использование антифриза в качестве теплоносителя, то следует учитывать его коэффициент температурного расширения, который больше, чем у воды. В таком случае необходимо устанавливать расширительный бак соответственно с большей емкостью.
Как рассчитать объем расширительного бака?
Объем расширительного бака должен соответствовать увеличению объема воды, заполняющей систему отопления, при ее нагревании до средней расчетной (предельной) температуры. Увеличение объема воды в системе отопления ΔV0 составит:
где V0 — общий внутренний объём арматуры, труб, отопительных приборов и теплообменника системы отопления или объем воды в системе при начальной температуре;
β — среднее значение коэффициента объёмного расширения воды, возрастающее с увеличением температуры;
Δt — изменение температуры воды от начальной до средней расчетной.
Если объем системы Вым неизвестен, его можно расчитать взависимости от мощности котла и вида отопительных приборов:
секционные радиаторы — 10,5 л/кВт;
конвекторы — 7 л/кВт;
панельные радиаторы, теплые полы — 17 л/кВт
Vбака — объем расширительного бака;
V сист — суммарный объем системы отопления;
К — коэффициент расширения жидкости, % (для воды составляет 4% при максимальной температуре 95*С);
D — эффективность расширительного бака, определяется по формуле:
D = (P макс — P нач)/ (Р макс +1), где
P макс — максимальное значение в системе отопления, на которое настроен предохраниьтельный клапан (для частного дома достаточно 2,5 Бар);
P нач — начальное давление в воздушной полости бака.
