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.