Мембранный бак для отопления для чего нужен. Мембранный бак и несколько «зарытых собак»

Расчеты не слишком сложны, но стоит ли с ними возиться? Если речь идет об открытой системе, то ответ однозначен — нет. Стоимость бака по объему от этого мало зависит, к тому же вы можете построить его сами.

Мембранный бак и несколько «зарытых собак»

Мембранные баки делятся на расширительные, которые используются в системах отопления и горячего водоснабжения, и водяные, которые применяются в системах холодного водоснабжения, когда вода поступает в дом по трубопроводу из внешнего источника.

Правильный выбор, установка и эксплуатация расширительных баков обеспечат безопасную работу систем и исключат возможность возникновения аварийных ситуаций.

Мембранные баки VALTEC для систем отопления

Назначение расширительного бака VALTEC

Основной функцией мембранного расширительного бака в системе отопления является компенсация увеличения объема воды в результате теплового расширения.

Пример: при температуре воды 0 °С её плотность ρ₀Вода имеет плотность p = 0,9998 кг/дм 3, а при температуре 100 °C плотность составляет p₁₀₀= 0,9583 кг/дм 3. Поскольку удельный объем v обратно пропорционален плотности (v = 1/ρ), изменение объема воды составляет Δv = v₁₀₀– v₀=1/ρ₁₀₀— 1/ρ₀= 1/0,983 – 1/0,9998 = 1,0435 – 1,0002 = 0,0433. Таким образом, при нагреве воды от 0 до 100 °С вода увеличит свой объем по сравнению с первоначальным на 4,33 %.

Поскольку в замкнутой системе нет резервуара, в который могли бы стекать излишки охлаждающей жидкости, даже небольшое повышение температуры приводит к увеличению давления, которое может превысить предельное значение компонентов гидравлической системы.

при стальных и медных трубопроводах – в среднем 2,2 бара/°С:
при полимерных и металлополимерных трубопроводах – всреднем 1,2 бара/°С.

Функция расширительного бака VALTEC

Расширительный бак содержит мембрану, разделяющую его на две части, в одной из которых находится азот под начальным избыточным давлением, а в другой — избыток жидкости из системы.

Первоначально весь объем расширительного бака полностью заполнен азотом; по мере нагрева теплоносителя его объем увеличивается, сжимая азот. Давление азотной подушки увеличивается и соответствует давлению в системе отопления при данном статическом значении. Когда температура теплоносителя и, соответственно, его объем уменьшаются, давление азотной подушки заставляет теплоноситель вытекать обратно в систему, предотвращая падение давления в системе ниже заданного значения.

Внутренняя поверхность корпуса мембранного расширительного бака в условиях эксплуатации зачастую является зоной возможного выпадения конденсата. При наличии в газовой подушке кислорода неизбежно начнется интенсивная коррозия металла корпуса бака. Именно поэтому производителями закачивается в бак нейтральный азот, а не атмосферный воздух, содержащий водяные пары и кислород. Подкачивая в газовую полость воздух, пользователь невольно сокращает срок службы мембранного бака.

Точка подключения мембранного расширительного бака VALTEC к системе отопления.

Давление в точке подключения расширительного бака к системе всегда равно статическому давлению в этой точке при данных температурных условиях.

Доказать приведенное выше высказывание очень просто. Если допустить, что давление в точке подключения бака изменяется, то придется признать, что объем теплоносителя в баке тоже изменился. А этого быть не может, т.к. взяться лишнему теплоносителю в замкнутой системе неоткуда, да и бесследно исчезнуть он тоже никак не мог. Надо отметить, что это правило распространяется только на систему с одним расширительным баком.

Таким образом, положение расширительного бака определяет рабочие параметры всех остальных элементов системы отопления, требуемое начальное давление в расширительном баке и объем самого бака.

При выборе места присоединения расширительного бака следует помнить, что чем выше давление в системе отопления, тем меньше вероятность ее завоздушивания.

Назначение, плюсы и минусы

При нагревании теплоносителя давление в отопительном контуре и в котлах повышается по мере увеличения объема жидкости. Поскольку это несжимаемая среда, а сама система герметична, это может привести к повреждению трубопровода или котлов.

Некоторые считают, что установки клапана для выпуска избыточного объема нагретой жидкости достаточно для решения проблемы, но это не так. Когда жидкость охлаждается, она сжимается, и воздух занимает свое место в контуре, препятствуя циркуляции. Поэтому воздух приходится постоянно удалять из радиаторов, а добавлять новый хладагент и нагревать воду очень дорого.

Поэтому рекомендуется использовать расширительный бак с нагревательной мембраной. Это сосуд, который подключается к системе через трубу. Избыточное давление в баке компенсируется за счет объема бака, что обеспечивает нормальную работу контура. Расширительный бак вбирает определенное количество жидкости при увеличении объема и давления и снова выпускает ее при уменьшении этих показателей. Такие устройства отличаются от аналогичных устройств других типов определенными преимуществами:

их можно применять в любой воде, даже если она содержит много кальция;
разрешается использовать для питьевой воды;
имеют большой полезный вытесняемый объем (по сравнению с баками без мембраны);
подкачка воздуха требуется в минимальном количестве;
установка быстрая и не требует больших затрат;
при эксплуатации расходы будут минимальными.

Однако у расширительного бака есть и недостатки. Иногда могут возникнуть проблемы при установке, так как он довольно большой. Увеличиваются тепловые потери, так как хладагент отдает тепло расширителю.

Кроме того, при использовании таких устройств возрастает риск появления ржавчины. Чтобы предотвратить неконтролируемые потери тепла, рекомендуется изолировать устройство.

Конструкция изделия

Сети отопления помещений могут иметь открытый или закрытый контур. Первый тип используется в централизованных сетях, чтобы вода для нужд горячего водоснабжения подавалась напрямую. Агрегаты устанавливаются в верхней части контура. Расширительные баки не только позволяют контролировать перепад давления, но и служат сепаратором для воздуха из системы. В закрытых сосудах используется конструкция с мембраной внутри.

Калькулятор расчета секций радиатора по площади

Мембранный расширительный бак имеет относительно простую конструкцию. Он состоит из бака для воды и эластичной мембраны, которая может быть выполнена в виде шара или диафрагмы.

В первом типе теплоноситель находится внутри резинового цилиндра, а азот или воздух — снаружи. При необходимости этот компонент можно заменить, что позволяет сэкономить на ремонте и избежать необходимости замены всего устройства.

Мембрана расширительного бака представляет собой сплошную перегородку из тонкого металла или резинового полимера.

Она имеет небольшую емкость и компенсирует небольшие колебания давления. Если она выходит из строя, ее нельзя заменить, поэтому требуется замена всего бака. Однако он дешевле, чем цилиндрическая мембрана.

Типы расширительных баков

Конструкция расширительного бака для отопления и горячего водоснабжения основана на том, что жидкость несжимаема, она поглощает внешние воздействия без деформации. Чтобы использовать это свойство, сосуд разделяют на две не сообщающиеся между собой полости эластичным материалом — мембраной. В зависимости от типа установки и характера этого элемента сосуды бывают двух типов:

В первом случае горячая вода поступает в резиновую емкость, установленную через горловину сосуда, и не сообщается с ним. Во втором случае мембрана состоит из плоской пластины, прикрепленной к металлическому фланцу, который делит бак на две части. В этом случае горячая вода контактирует со стенками бака.

Та часть объема, которая не содержит воды или другой охлаждающей среды, представляет собой резервуар с воздухом или другим газообразным веществом (азот, гелий), создающим необходимое давление, воспринимаемое жидкостью.

Для подачи газовой смеси (обычно воздуха, но может использоваться и азот) — это делается перед началом работы или после ремонта — в емкость вставляется пневматический клапан одностороннего действия — ниппель. Его конструкция похожа на ту, что используется для накачивания автомобильных шин.

Как работает мембранный расширительный бак? Все просто: давление газа в пневматической части объема поглощается жидкостью в емкости и передается всему теплоносителю в трубах. Таким образом, он действует как демпфер и предотвращает резкое и неравномерное повышение или понижение давления.

Как подобрать расширительный бак для ГВС или отопления

При выборе расширительного бака для приготовления горячей воды или отопления необходимо учитывать следующие критерии:

Рабочая температура жидкости.

Давление.
Объем бака.
Допустимость работы с питьевыми жидкостями.

Рабочая температура в системах горячего водоснабжения и отопления различна. В первых она не превышает 70-80 0С. Во вторых она может достигать точки кипения, и даже больше в случае работы отопления с перегретым паром. Чтобы пользователю было проще разобраться в моделях, дано примечание: высокотемпературные расширительные баки имеют красный цвет, а низкотемпературные — синий.

Рабочее давление в системах отопления одноквартирных домов составляет не более 3 атмосфер, это же ориентировочное значение относится и к горячей бытовой воде. Соблюдайте паспортные данные вашего циркуляционного насоса. Накопительный бак должен работать примерно в том же диапазоне.

Объем накопительного бака — очень важный параметр. Если он слишком мал, это не окажет существенного влияния на работу системы. Простое эмпирическое правило гласит, что в расширительный бак должно помещаться не менее 10 % от общего объема охлаждающей жидкости. Остальное следует определять исходя из возможностей установки и здравого смысла. Слишком большие баки требуют не только дополнительной площади, но и собственного фундамента.

Бойлерная вода используется для отопления; она содержит вещества, снижающие жесткость воды и препятствующие отложению солей в трубах. Она не очень подходит для кожи человека или для употребления в пищу. В закрытых системах часто даже используется токсичный антифриз. Использование горячей воды — это другой вопрос. Желательно, чтобы вода была чистой и безвредной, так как ее можно проглотить во время мытья и других гигиенических мероприятий.

Где поставить в системе

В закрытой системе после бойлера, перед насосом, следует установить расширительный бак, чтобы создать поток в обратном направлении. Таким образом, система работает более надежно. Точное место установки зависит от того, где у вас находится циркуляционный насос.

Он подключается к системе через тройник: Вы вставляете тройник в трубу, направляете вертикальный выход вверх и прикручиваете к нему бак. Если стена мешает установке бака, вам придется сделать изгиб, но бак будет направлен вверх. Теперь можно считать, что расширительный бак установлен.

Однако для облегчения проверки рекомендуется просверлить еще одно отверстие с краном на свободном выходе после бака. Это позволит проверить мембранный бак без необходимости опорожнять всю систему — бак перекрывается. Закройте вентиль и слейте воду из бака. Проверьте давление в отсоединенной линии (в бойлере). Оно должно быть равно нулю. После этого можно проводить все остальные работы по регулировке.

Правила выбора изделия

При выборе модели следует обращать внимание не только на мощность. Не менее важно, чтобы устройство отвечало и некоторым другим требованиям

мембрана-пластина обязана выдерживать высокие температуры и скачки показателей атмосфер;
агрегат не должен отклоняться от установленных санитарно-гигиенических норм;
особенности монтажа также нужно учитывать при покупке.

При выборе устройства (мембранного расширительного бака) легко заметить, что сегодня на рынке представлено множество различных типов сосудов, произведенных как в России, так и за рубежом. Основные различия заключаются в ценовом диапазоне продукции.

Выбор самой дешевой модели, безусловно, не лучшее решение. Ведь минимальные первоначальные затраты могут впоследствии обернуться рядом проблем из-за низкого качества материалов, использованных при производстве. В этом отношении предпочтение следует отдавать отечественным производителям. Их продукция не уступает по качеству дорогой импортной продукции, а стоит гораздо дешевле. Помните, что название торговой марки не является гарантией надежности и долговечности прибора.

Самый важный параметр, на который следует опираться при выборе бака, — это его объем. Многие специалисты советуют приобретать расширитель емкостью 10% от общего объема теплоносителя в тепловой сети. Коэффициент расширения на самом высоком температурном уровне должен находиться в пределах 0,8. Поэтому все необходимые расчеты должны быть проведены с абсолютной точностью. И это необходимо учитывать:

предел давления в системе;
объемные характеристики носителя тепла;
изначальное число атмосфер в резервуаре;
соответствующий тепловой коэффициент.

При принятии решения о размерах агрегата необходимо учитывать наличие всех компонентов. Для этого достаточно тщательно проверить проектную документацию. Если необходимые документы отсутствуют (утеряны), то необходимые параметры следует рассчитать приблизительно. Следует помнить, что на 1 кВт предусмотрено 15 литров жидкости. В многоэтажных домах коэффициент обычно рассчитывается с учетом состава жидкой среды, которая часто содержит гликоли, благоприятно влияющие на ее качество.

Кроме того, вполне реально определить эту величину на основе температуры теплоносителя. Максимальное давление в сети определяется на основе предельного значения, установленного для узлов. Для этого устанавливаются специальные переключающие элементы. Начальное количество атмосфер должно быть как можно меньше. В некоторых моделях это можно регулировать давлением или стравливанием воздуха. Контроль осуществляется непосредственно в резервуаре через манометр.

Использование мембранного расширительного бака имеет свои ограничения. На применение в отдельных случаях в основном влияют методы производства, используемые производителем, и применяемые материалы. В некоторых случаях предъявляются особые требования к составу теплоносителя. Например, может быть предписано обязательное снижение доли этиленгликоля или антифриза.

При выборе подходящего продукта обратите внимание на российского производителя «Вода Отпуска». Продукт, выпускаемый этой компанией, отвечает самым высоким качественным характеристикам и способен прослужить владельцам долгое время. Надежность и высокое качество продукции подтверждает многолетний опыт работы компании и серия положительных откликов от благодарных покупателей.

Разновидности мембранных расширителей

Для того чтобы сбалансировать объем теплоносителя в сети при изменении температурного режима, используются баки двух типов: открытые и закрытые. Первый тип пользуется большой популярностью у потребителей, но имеет некоторые недостатки:

для монтажа требуются существенные затраты, так как, устанавливаются такие приборы в верхней зоне системы, чтобы задать нужные показатели атмосфер;
нужно осуществлять постоянный контроль уровня жидкостной среды;
имеется вероятность появления ржавчины вследствие продолжительного контакта воды с воздухом.

Второй тип расширительных баков лишен этих недостатков. Их система включает в себя специальную мембрану (баллон или диафрагму).