Мембранний бак для опалення: як встановити розширювальний бачок в опалювальній системі, відмінності від гідроакумулятора, пристрій і принцип роботи, розрахунок обсягу і установка

Обсяг теплоносія змінюється в залежності від зміни температурних режимів, що може призвести до небезпечних наслідків. Для безпечної і тривалої експлуатації теплоносія необхідна підтримка його стабільних характеристик. Для цього може використовуватися мембранний розширювальний бак.

Призначення і особливості конструкції

В опалювальних системах теплоносіями виступають рідини, що знаходяться в процесі слабкого стискання. Для безпечної роботи опалювальної системи необхідно використовувати стабілізуючий пристрій – мембранний розширювальний гидробак, який здатний приймати певну кількість рідини в процесі збільшення тиску і обсягу, а потім повертати її в циркуляційний контур при зниженні даних показників.

Мембранні розширювальні баки мають ряд переваг перед іншими пристроями того ж призначення, а саме:

  • придатні для будь-якої води, навіть якщо в її склад входить велика кількість кальцію;
  • безпечно застосовувати для питної води;
  • володіють великим витісняється корисним об’ємом, ніж напірний бак без мембрани;
  • потрібна мінімальна підкачка повітря;
  • економічно і швидко монтуються;
  • низькі витрати при експлуатації.




Однак у даних пристроїв теж є недоліки, а саме:

  • великі розміри розширювального бака роблять процес установки досить проблематичним;
  • через віддачу теплоносієм свого тепла Експанзомати підвищуються тепловтрати;
  • підвищується ризик утворення іржі.

Щоб уникнути неконтрольованої втрати тепла фахівці радять утеплювати пристрій.

Відмінності від гідроакумулятора

Конструкція герметичних розширювальних баків схожа з конструкцією гідроакумуляторів, однак, призначення у цих приладів різний. Розширювальний бак компенсує розширення води, що відбувається через нагрівання в системі опалення. Гидроаккумулятор акумулює обсяг води під тиском в системі водопостачання, має напірний насос, щоб зменшити частоту включення даного насоса і згладити гідроудари. Крім того, частіше всередині гідроакумулятора знаходиться груша, зроблена з харчової гуми. Саме вона накачується водою, в результаті вода не контактує з корпусом бака. Розширювальний бак для систем опалення виготовлений з мембраною, виконаною з технічної гуми. Вона ділить корпус на два відсіки, а теплоносій має контакт з корпусом.


Пристрій і принцип роботи

Мембранний бак – це герметично закрита металева ємність, розділена на два відсіки (камери) еластичною мембраною. Одна з таких камер – це Пневмокамера, яка містить газ або повітря, що знаходиться під тиском. У другу камеру – гідрокамери, надходить теплоносій.

Робота пристрою здійснюється наступним чином:

  • тиск повітря, що знаходиться в стані рівноваги, в пневмокамері компенсує тиск рідини в опалювальній системі, обсяг теплоносія і гідрокамери зведені до мінімуму;
  • коли тиск рідини підвищується в системі, в тому числі і при нагріванні, відбувається збільшення тиску і в гідрокамери, куди надходить надмірність теплоносія;
  • через еластичності мембрани зменшується обсяг пневмокамери, що супроводжується підвищенням тиску газу;
  • при підвищенні тиску в пневмокамері компенсується збільшення тиску в гідрокамери, і система повертається в стан рівноваги.

При зниженні тиску теплоносія в системі відбуваються протилежні дії. Газ (повітря), стислий в пневмокамері, розширюється і витісняє рідина з гідрокамери в систему до відновлення різниці тисків. Конструкція дозволяє виключити можливість контакту теплоносія і повітря, знижуючи ймовірність виникнення іржі не тільки в баку, а й в інших деталях опалювальної системи – трубопроводі, котлі. Герметичні розширювальні баки оснащені клапанами безпеки, що дозволяють обмежити максимальний тиск в опалювальній системі на допустимому рівні. Це характеризує бак і як пристрій захисту для системи опалення.

Види та критерії вибору

Щоб компенсувати обсяг теплоносія в системі під час зміни температури, використовують розширювальні баки двох видів: відкриті і закриті (герметичні).

Відкриті розширювальні баки широко поширені, але мають такі недоліки:

  • великі витрати на установку, так як монтують такі баки у верхній точці системи для створення необхідного рівня збільшеного тиску;
  • необхідно постійно контролювати рівень рідини;
  • є ризик виникнення іржі в системі через тривалого контакту нагрівається теплоносія з повітрям.


Герметичні розширювальні баки не мають таких недоліків. Для опалювальних систем випускаються баки, які відрізняються у використанні мембрани. Мембрани діляться на балонні і діафрагмові види. Балонна мембрана – це встановлена ??усередині бака ємність, зроблена з гуми високої якості, здатної витримати значущі температурні коливання. Фланцеве кріплення такої мембрани дозволить замінити її швидко і просто.

Мембрани балонного типу мають такі переваги, як:

  • широкий діапазон робочих тисків, що дають можливість застосувати герметичний розширювальний бак;
  • можливість зміни мембрани, що допомагає зробити ремонт даного пристрою дешевше і швидше;
  • просте завдання мінімального тиску для будь-яких систем.


Діафрагмове мембрана – це незнімна перегородка, яка, найчастіше, виконана з еластичного полімеру або тонкого металу. Ця мембрана відрізняється малою власною ємністю і здатністю компенсувати невеликі перепади тиску в системі. При виході з ладу такого бака потрібно його повна заміна. Однією з привілеїв даного пристрою є низька ціна. Крім того, бак, який має діафрагменну мембрану, просто сконструйований і надійний в експлуатації.

Правильно вибрати розширювальний бак – це значить забезпечити безпеку експлуатації опалювальної системи, тому вибираючи розширювальний бак, варто звернути увагу на такі основні характеристики:

  • матеріал мембрани, її стійкість до високих абсолютним значенням температур, тисків і перепадів цих показників;
  • матеріал і покриття корпусу, стійкість до виникнення іржі;
  • відповідність санітарно-гігієнічним нормам;
  • виконання (спосіб монтажу).

обмеження

На використання мембранних розширювальних баків виробники накладають певні обмеження, які залежать від конструкції і матеріалів, що застосовуються при виготовленні пристрою. Виробниками пред’являються чіткі вимоги до властивостей і складу рідини в опалювальній системі. Зміст, наприклад, етиленгліколю в розчині антифризу обмежують. Використання мембранного розширювального бака при перевищують допустимі норми тисках заборонено. Обов’язкова установка групи безпеки, яка контролює і обмежує тиск в баку. В опалювальних системах квартир автономного опалення і приватних будинків використовується обладнання, робочий тиск якого становить не менше 3 бар.


Розрахунок обсягу

Обсяг – це головна характеристика, за якою вибирається розширювальний бак. Багато джерел радять вибирати обсяг розширювального бака в межах 10% загального обсягу теплоносія в опалювальній системі. Цей спосіб визначення місткості пристрою заснований на тому, що коефіцієнти теплового розширення теплоносія навіть при утриманні гліколю до 90% і нагріванні +100 градусів не перевищують 0,08. Такий метод розрахунків не враховує тиск в системі, тому може дати неточності. Є більш точний метод розрахунку обсягу мембранного розширювального бака. Тут використовується співвідношення:


V = C * Bt / (1 – (Pmin / Pmax)), де

  • С – обсяг теплоносія в системі;
  • Bt – коефіцієнт теплового розширення теплоносія;
  • Pмin – початковий тиск в баку;
  • Pmax – допустимий тиск в системі.

Обсяг теплоносія в опалювальній системі визначають, враховуючи всі її вузли. Даний параметр отримують з проектної документації на опалення. Якщо такої можливості немає, можна скористатися орієнтовними розрахунком, який заснований на тому, що обсяг теплоносія в системах опалення пов’язаний з потужністю опалення – на кожен кВт припадає 15 л рідини. Коефіцієнт теплового розширення рідини визначають за допомогою її складу – найчастіше, в опалювальних системах квартир і будинків не виключено додавання в воду гликолей для поліпшення її характеристик. Цей коефіцієнт може залежати і від температури теплоносія. Можна знайти необхідні величини в таблицях обсягу води в трубі.

Максимальний тиск в опалювальній системі визначають за допомогою мінімальної з величин, які допускаються для різних вузлів. Перехідний клапан налаштовується саме на неї. Первинний тиск в опалювальній системі при охолодженому теплоносії відповідає Настроювальна (мінімального) тиску. Для багатьох пристроїв можливо точне його регулювання поширеними засобами (випускання повітря з бака або його накачування насосом). Тиск в баку контролюється під час установки на нього манометра. Розрахункові дані дадуть збільшення обсягу теплоносія в системі в процесі його нагрівання. Для вибору бака коефіцієнт заповнення округлюють в більшу сторону. Коефіцієнт залежить від максимального і початкового тиску і може бути знайдений за допомогою таблиць, що надаються виробниками або в спеціальній літературі.

установка

Встановити мембранний розширювальний бак нескладно, але краще довірити це фахівцеві. Перш за все, повинна використовуватися інструкція до пристрою. При установці даного пристрою в опалювальну систему важливо ретельно перевірити герметичність з’єднань. Розширювальний бак можна відкривати або розбирати. Його просто приєднують до трубопроводу, що знаходиться до котла найближче. Щоб запобігти збільшенню тиску, встановлюють запобіжні пристрої.




При установці бака варто враховувати наступні правила:

  • бак встановлюють до розгалуження;
  • температура в кімнаті повинна бути завжди вище 0;
  • потрібно перевірити ще раз перед установкою всі розрахунки;
  • бак об’ємом більше 30 л не кріпляться на стіни, а ставиться на ніжки;
  • для контролю тиску на виході бака встановлюють манометр, на вході – зворотний клапан (якщо насоса немає);

  • пристрій повинен розміщуватися в місці комфортному для ТО і настройки;
  • приєднуючи бак до стіни, на кронштейні потрібно витримувати висоту, яка буде зручна для доступу до запірної арматури і до повітряного простору;
  • підводний труба і кран не повинні перевантажувати своєю вагою розширювальний бак, підводку потрібно зміцнити окремо;
  • до мембранного баку, розташованому на підлозі, не можна прокладати підводку по підлозі впоперек проходу;
  • між стіною і ємністю повинно бути відстань для здійснення огляду.




Розширювальний бачок малої місткості можна підвісити до стіни, якщо буде вистачати її несучої здатності. Багато рекомендують встановлювати бак так, щоб труба була приєднана до баку нагорі, а повітряна камера залишалася внизу. Таким чином, легше видаляється повітря з-під мембрани, його витіснить вода. Однак фахівці з монтажу рекомендують установку приєднувальних патрубком вниз і ніяк інакше. А в деяких моделях штуцер спочатку знаходиться в нижній частині бічної стінки, і поставити посудину інакше просто не вийде. Такий спосіб установки обумовлений тим, що коли-небудь в мембрані з’являться тріщини. При установці патрубком вниз повітря проникає в теплоносій повільніше, і пристрій прослужить довше. В протилежному випадку повітря швидко протікає в камеру з теплоносієм, і бак потребують термінової заміни.

несправності

Однією з найпоширеніших поломок мембранного розширювального бака вважають розрив мембрани через перевищення допустимого тиску і нерівномірних навантажень. Для запресованих мембран використовують більш міцні матеріали, так як їх не можна поміняти, тому змінні мембрани рвуться досить часто. Через розрив мембрани розширювальний бак вийде з ладу, тому що вода потрапить на внутрішню поверхню, і бак заіржавіє, що неприпустимо. Тому матеріал, з якого зроблена мембрана, сильно впливає на надійність і якість розширювального бака. Потрібно бути уважним при виборі потрібної моделі, установці і обслуговуванні пристрою. Перш за все, його необхідно правильно налаштувати.

Огляд принципу роботи розширювального бака дивіться в наступному відео.