Расширительный бак для отопления открытого типа: устройство, назначение, основные виды + советы по расчету бачка

Достоинства и недостатки различных типов расширительных баков для отопления

Прежде чем окончательно определиться с тем, бак какой конструкции лучше всего подойдёт для вашего дома или квартиры, нужно взвесить все «за» и «против». Именно этим мы сейчас и займёмся, сравнив сильные и слабые стороны рассмотренных ранее образцов оборудования.

Открытый расширительный бак
Достоинства	Недостатки
Простота самостоятельного изготовления и установки	Возможно возникновение завихрений, приводящих к механическому повреждению аппарата
Доступные цены на имеющиеся заводские изделия	Высокая вероятность замерзания теплоносителя при несоблюдении температурного режима
Не требует установки предохранительных элементов, т.к. имеет контакт с воздухом в помещении	Необходимость периодически подливать жидкость в бак при её обширном испарении
Обладает способностью выводить не только лишнюю воду, но также и излишний воздух	Невысокий, в сравнении с конкурентами, КПД
Лёгкое обслуживание и малый риск поломок	Невозможность использования антифриза и иных специализированных жидкостей

В качестве материала для изготовления агрегата можно использовать старый баллон или даже глушитель от автомобиля – лишь бы сохранялась герметичность

Закрытый расширительный бак
Достоинства	Недостатки
Возможность регулирования уровня давления	Необходимость постоянного наличия электроэнергии для работы насоса
Ввиду отсутствия испарения нет нужды в контроле за уровнем воды в системе отопления	При установке в домах со старыми трубами и радиаторами высок риск нарушения герметичности
Более долгий срок полезной службы в сравнении с открытым видом	Требует добавления большого числа элементов, отвечающих за безопасность
Эффективно работает с любыми видами теплоносителей	Требователен к герметичности стыковых соединений, при несоблюдении – быстро наполняется воздухом
Большинство моделей имеют разборный корпус, что позволяет заменить износившуюся мембрану	Более высокая стоимость, т.к. самостоятельно изготовить подобное изделие практически невозможно

Мембранный бак обладает приятным дизайном, который можно с лёгкостью использовать в интерьере любого дома или квартиры

Особенности обустройства открытого отопления

Классическая комплектация открытого отопления

Классическая система отопления открытого типа для частного дома отличается от закрытой показателем давления. Оно равно атмосферному. Поэтому для обустройства этого типа теплоснабжения требуется значительно меньше комплектующих, точных расчетов. Но это не значит, что схема открытого отопления может составляться непрофессионально.

Для автоматической стабилизации давления теплоносителя в трубах в системе предусмотрен открытый расширительный бак для открытого отопления. Именно конструкция этого компонента отличает схему открытого теплоснабжения от закрытого. Движение теплоносителя может осуществляться двумя способами:

• За счет теплового расширения горячей воды. Для этого необходим разгонный стояк. По такой схеме проектируется открытая система отопления с естественной циркуляцией;
• Установка насосного оборудования. Оно позволяет увеличить скорость движения теплоносителя. Насос в открытой системе отопления необходим, если общая протяженность магистралей превышает 25 м.

Кроме этого необходимо уменьшить показатель трения воды при ее прохождении через трубы. Для этого диаметр последних должен составлять не менее 30 мм. В противном случае будет возрастать гидравлическое сопротивление, что уменьшит естественную циркуляцию.

Определяющим компонентом в схеме является котел для открытой системы отопления

Важно не только правильно подобрать конструкцию и принцип работы прибора, но и соблюсти все правила установки

Зачем нужен расширительный бачок?

Система отопления с насосной циркуляцией

Начнем с разбора вопроса, что такое расширительный бачок. По сути, это обычная емкость размером в 1/10 объема всего теплоносителя в системе отопления открытого типа. При заполнении системы теплоносителем бачок загружается не полностью. Воздушная часть резервуара предназначена для того, чтобы при нагреве расширяющаяся часть теплоносителя могла куда-то деться. То есть это своеобразный балластовый объем. И в этом его первое назначение.

Второе — расширительный бачок предназначен для того, чтобы воздух, который попадает в систему отопления дома при закачке теплоносителя, куда-то выводился. Ведь все знают, что воздушные пробки — это причина неэффективной работы отопления в целом, а иногда и ее полного отказа. Воздух под действием законов физики поднимается в жидкой среде вверх, поэтому и собирается в баке, который устанавливается в самой верхней точке трубной системы.

Вот такие две функции выполняет расширительный бак.

Расчет расширительного бака

Для начала немного уточним информацию: расширительные емкости открытого типа (атмосферные) могут ставиться и на системы с принудительной циркуляцией, это выбор домовладельца

Мы заострили на этом внимание, поскольку изготовить в домашних условиях мембранный бачок закрытого типа вряд ли получится, а вот открытый – без проблем

Но вначале надо понять, какие у него будут размеры, а для этого провести соответствующий расчет.Не вдаваясь в дебри формул, применим старый проверенный способ определения вместительности бачка. Зная, что при нагревании от 20 ºС до 80 ºС вода прибавляет в объеме ориентировочно 4—5%, посчитаем количество воды в системе. При этом следует учесть:

• объем котлового бака – по технической документации производителя;
• вместительность радиаторов – по паспорту на изделие;
• количество теплоносителя в трубах.

Расчет объема воды в трубах достаточно прост. Измеряются длины всех магистралей и подводок с распределением по диаметрам. Затем просчитывается площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее протяженность. Все результаты складываются и получается общее количество воды, к которому прибавляется объем теплоносителя в котле и батареях.

Взяв 5% от общего количества и прибавив еще 5% запаса, определяем, что расширительные бачки открытого типа должны вмещать десятую часть от того, что есть в системе. Ну а зная объем, нетрудно определиться с размерами емкости.

Открытый бак своими руками

Открытый бачок

Другое дело расширительный бачок для отопления дома открытого типа. Раньше, когда в частных домах собирали только открытие системы, о покупке бака даже речи быть не могло. Как правило, расширительный бак в системе отопления, схема которого состоит из пяти основных элементов, делали прямо по месту монтажа. Не известно, можно ли было, вообще, его купить в то время. Сегодня проще, так как можно это сделать в специализированном магазине. Сейчас в преимущественном большинстве жилье обогревается герметичными системами, хотя есть еще много домов, где стоят открытие контуры. А как известно, бачки имеют свойство прогнивать и может возникнуть необходимость его замены.

Устройство расширительного бака системы отопления, который продается в магазине, может и не соответствовать требованиям вашего контура. Есть вариант, что он не поместится. Возможно, придётся изготовить его самостоятельно. Для этого вам понадобятся:

• рулетка, карандаш;
• болгарка;
• сварочный аппарат и навыки работы с ним.

Помните о безопасности, одевайте перчатки и работайте со сваркой только в специальной маске. Имея все необходимое, можно сделать все за пару часов. Начнем с того, какой металл выбрать. Раз уж первый резервуар сгнил, значит, нужно сделать так, чтобы со вторым такого не произошло. Поэтому лучше использовать нержавеющую сталь. Толстую брать не надо, но и слишком тонкую тоже. Такой металл дороже обычного. В принципе, можно сделать и из того что есть.

Теперь поэтапно рассмотрим, как сделать бак своими руками:

действие первое.

Разметка листа металла. Уже на этом этапе вы должны знать размеры, так как от них зависит и объём резервуара. Система отопления без расширительного бака необходимого размера будет работать некорректно. Измерьте старый или сами посчитайте, главное, чтобы в нем было достаточного места для расширения воды;

Вырезание заготовок. Конструкция расширительного бака отопления состоит из пяти прямоугольников. Это если он без крышки. Если хотите сделать крышу, то вырежьте еще одну деталь и разделите ее в удобной пропорции. Одна часть будет приварена к корпусу, а вторая сможет открываться. Для этого ее на завесы нужно приварить ко второй, недвижимой, части;

действие третье.

Сваривание заготовок в одну конструкцию. В дне сделайте отверстие и приварите туда патрубок, через который теплоноситель из системы будет попадать внутрь. Патрубок надо соединить со всем контуром;

действие четвёртое.

Утепление расширительного бака. Не всегда, но достаточно часто, резервуар стоит на чердаке, так как там находится пиковая точка. Чердак – это неотапливаемое помещение, соответственно, зимой там холодно. Вода в баке может замерзнуть. Чтобы этого не случилось, обложите его базальтовой ватой, или еще какими-нибудь утеплителями, устойчивыми к высокой температуре.

Как вы смогли убедиться нет ничего сложного в том, чтобы сделать бак своими руками. Выше описана самая простая конструкция. При этом помимо патрубка, через который резервуар соединяется с системой отопления, в схеме расширительного бака для отопления могут быть дополнительно предусмотрены следующие отверстия:

• через которое осуществляется подпитка системы;
• через которое лишний теплоноситель сливается в канализацию.

Схема бака с подпиткой и сливом

Если вы решили сделать бак своими руками с патрубком для слива, то разместите его так, чтобы он был выше линии максимального заполнения резервуара. Вывод воды через слив называется аварийным выбросом и главная задача этого патрубка – это недопущение переливания теплоносителя через верх. Подпитку можно врезать в любом месте:

• так, чтобы вода была выше уровня патрубка;
• так, чтобы вода была ниже уровня патрубка.

Каждый из способов правильный, разница лишь в том, что поступающая вода из патрубка, который находится над уровнем воды, будет журчать. Это скорее хорошо, чем плохо. Так как подпитка осуществляется в том случае, если в контуре недостаточно теплоносителя. А почему его там не хватает:

• испарение;
• аварийный выброс;
• разгерметизация.

Если вы слышите, что в расширительный резервуар поступает вода из водопровода, то уже понимаете, о возможности возникновения каких-то неполадок  в контуре.

В итоге на вопрос: «нужен ли расширительный бак в системе отопления?» — можно наверняка ответить, что нужен и обязательно. Также нужно отметить, что для каждого контура подходят разные резервуары, поэтому правильный подбор и правильная настройка расширительного бака в системе отопления крайне важны.

Как произвести расчет?

Как указывалось выше, любой расширительный бачок, используемый для отопления открытого типа, отличается простотой конструкции, изготовления. А расчет габаритов такого изделия не более сложен.

Для чего можно воспользоваться формулами или же способом, заключающемся в приблизительном подсчете рабочего объема резервуара.

Пример использования формулы для вычисления нужного объема резервуара. Исходя из реального объема воды, циркулирующей в контуре, вычисляют лишь его увеличение при нагревании до определенной температуры, округляя в большую сторону. Затем складывают полученный результат с объемом теплоносителя в отопительной системе и добавляют произвольное количество литров «про запас»

В реальности же, чтобы определить необходимую вместительность бака, владельцы небольшого дачного домика формулы используются крайне редко. Чаще всего вычисляют приблизительный объем расширительной емкости, к которому для страховки можно добавить любое количество литров.

Причина: в случае с открытыми баками лишние объемы влияют на стоимость не существенно, а в ряде случаев к удорожанию вообще не приводят.

В результате весь расчет емкости сводится к определению 10% от объема всего теплоносителя, которые должны быть его минимальным значением расширительного бака.

Проще всего это сделать в момент проектирования и создания системы отопления, когда известны все параметры радиаторов, труб и других элементов конструкции или их легко узнать, выполнив измерения. А затем просто сложив объемы всех комплектующих.

Хотя открытые расширительные резервуары и системы, для которых они предназначены, давно изжили себя, но доступность, а главное высокая автономность делают их востребованными в условиях далеких от идеальных. К примеру, если есть проблема со стабильными поставками электроэнергии или владельцы помещений не проживают там постоянно

Если исходные данные неизвестные, то самым практичным способом исчислений является опытный. Для чего нужно слить всю воду из системы, а затем заполнить ее теплоносителем по новой.

При этом должен производиться замер, что можно делать с помощью счетчика или при использовании тары известного объема. После чего останется узнать нужные 10% объема теплоносителя, которые служат ориентиром при изготовлении или покупке бака.

Каким образом происходят перепады

Возможные варианты:

• повышение;
• понижение.

Оба процесса взаимосвязаны. Увеличение давления в контуре означает, что теплоносителю некуда деваться после того, как он увеличился в объёме. Одной из причин, не единственной, может быть неправильный расчет расширительного бака для отопления закрытого типа. Каким образом это происходит на практике? Возьмем, к примеру, контур,  вмещающий сто литров теплоносителя:

• в системе находится сто литров холодной жидкости;
• включается котел и нагревает теплоноситель;
• вода расширяется и ее становится уже не сто, а приблизительно сто пять литров;
• лишняя жидкость должна куда-то деваться. Для этого в контуре установлен расширительный бачок;
• после того как теплоноситель остыл, его в контуре стало не хватать, так как часть вытиснилась в бачок. Соответственно, воду в трубы надо вернуть, что и происходит, если все хорошо.

Перепады давления

Если же объем расширительного бака для закрытой системы отопления меньше необходимого, то вся жидкость, которая не вместилась, будет выведена наружу. В контуре предусматриваются специальные клапаны, которые выбрасывают теплоноситель в том случае, если давление повышается до критического уровня. Такими клапанами оснащены и современные котлы. Это необходимое условие для безопасной эксплуатации отопления. Повышение давления может привести даже к взрыву. Представьте себе последствия, когда трубы просто разрывает и горячая вода летит во все стороны. Помимо того, что можно получить травму от удара, такое чрезвычайное происшествие грозит ожогами находящимся поблизости людям и животным.

В дальнейшем, после остывания, вода уменьшается в объёме. Жидкость из бака вытесняется обратно в трубы, но теплоносителя все равно не хватает. Это потому что выведенная вода наружу не вернулась, она ушла безвозвратно. В результате давление в контуре резко падает. Это приводит к следующим результатам:

• остановка котла. У нагревателей есть определенный порог минимального давления, при котором он может работать. Если это значение не выдерживается, он просто не может включиться, автоматика не позволяет это сделать;
• размораживание системы. Если остановка отопительного оборудования произошла зимой, а вы не дома, может произойти серьезная авария. Система замерзнет за несколько часов, в зависимости от уровня теплоизоляции вашего жилья;
• необходимость подпитки. Надо подлить недостающее количество воды в контур.

Это результаты грубых ошибок, допущенный при расчете расширительного бака для отопления, или если вы понадеялись на резервуар, встроенный в котел.

Бывает и так, что бак полностью заполняется, давление продолжает расти, но не доходит до критического уровня. Стрелка манометра балансирует на грани рабочего максимума контура, при этом все функционирует. Таких случаев не счесть. Люди очень часто задают вопросы по поводу таких вот перепадов. Конечно, такие процессы их волнуют, так как они не являются нормой. При таких повышениях контур работает в экстремальных условиях, что приводит к его скорейшему износу. Также такие процессы неблагоприятно влияют на котел, а он денег стоит и не малых.

Как правильно установить расширительный бак в системе отопления

Разобравшись с теоретическими основами и видами компенсационных ёмкостей, перейдём к главному вопросу: где и как установить расширительный бак в системе отопления. Правильный ответ на него – где хотите. То есть расширительный бак можно установить и на «подаче» – магистрали системы, ведущей от котла к отопительным приборам, и на «обратке» – трубе, по которой вода возвращается в нагревательный прибор (котёл), отдав своё тепло радиаторам. Свою функцию буфера, сдерживающего рост давления, он будет выполнять в любом случае.Расширительный бак, установленный на обратной магистрали   И в том и в другом способе есть свои плюсы и минусы. Место установки выбирают, ориентируясь на проектные особенности конкретной отопительной системы. А также на удобство монтажа и последующего обслуживания. 

Нюансы 

Открытый бак, в отличие от мембранного, можно установить в системе с естественной циркуляцией воды, то есть в энергонезависимой – не требующей электричества. В системе с принуждением необходим насос. Поэтому открытый расширительный бак устанавливается в самой высокой точке, расположенной выше всех отопительных приборов. Чаще всего такая точка находится на чердаке. Сегодня, когда подкрышное пространство в частных домах тоже задействуют, устраивая там жилое помещение, такой вариант часто оказывается неподходящим. Ограничений по размещению закрытого бака нет. Он может стоять в любом удобном месте и в любом положении.Схема установки открытого расширительного бака. 1 – котёл, 2 –магистраль подачи теплоносителя, 3 – открытый расширительный бак, 4 – отопительный прибор, 5 – насосный узел. Фото с сайта stroim-svoi-dom.ru Хотя мембранный бак можно установить и перед отопительными приборами, и после них, обычно его монтаж проводят по второй схеме (на «обратке»). Потому что после котла вода, как правило, подаётся очень высокой температуры, от которой мембрана бака может в скором времени прийти в негодность. К тому же при таком варианте установки (после отопительных приборов) котёл и насос не подвергаются скачкам давления и работают в более комфортном режиме

  Следует обратить внимание, что если насос в системе внешний (не встроен в котёл), то компенсирующую ёмкость нужно устанавливать перед насосом, а не после него. Иначе расширительный бак будет реагировать на избыточное давление, создаваемое насосом, и работать неправильно

Кстати, не спешите с выбором и покупкой расширительного бака. Прежде уточните, возможно, ваш котёл уже оборудован не только собственным насосом, но и компенсирующей ёмкостью, находящейся в корпусе котла.

Какая конструкция лучше?

Системы, в зависимости от устройства и материала расширительного бака, различаются перечнем плюсов и минусов. Но, по мнению экспертов и опытных пользователей, преимущества в функциональности на стороне закрытых вариантов.

Плюсы и минусы открытого бака

Самопроточная система нуждается в трубах большего диаметра, что в свою очередь напрямую увеличивает расходы. Бюджет обустройства открытой отопительной системы с негерметичным расширителем незначительно увеличивается, хотя и остается сравнительно небольшим.

Главными преимуществами такого варианта считаются простота, плюс низкая стоимость комплектующих и монтажных работ. Еще одной положительной особенностью является отсутствие необходимости в контроле уровня давления.

Расширитель открытого типа для небольших систем можно собрать из подручных средств, несложным будет и его монтаж

Однако минусов значительно больше:

• применение незамерзайки опасно из-за токсичных испарений;
• возможности монтажа ограничены только верхней точкой системы;
• постоянный контакт с атмосферой увеличивает риск воздушных пробок и коррозии;
• медленный разогрев;
• перепады температур, сопровождающие конвекционную циркуляцию, ускоряют износ оборудования;
• применяется в отоплении малоэтажных строений, максимум в два этажа;
• большие теплопотери и расход энергии для разогрева.

Еще один недостаток открытой системы – потери от испарения и переливов. Поэтому при монтаже бака следует позаботиться о доступности доливного отверстия.

Плюсы и минусы закрытого бака

Если по ценам и простоте монтажных работ выигрывают открытые расширители, то функциональность – сильная сторона закрытого бака, который еще называют экспанзомат. Именно их используют в сооружении закрытых отопительных систем, не имеющих прямого контакта с атмосферой.

Экспанзоматы обладают следующими преимуществами:

• полная герметичность позволяет использовать антифриз;
• место размещения расширителя не влияет на работоспособность системы;
• изоляция внутреннего пространства бака сводит к минимуму вероятность воздушных пробок и возникновения коррозии;
• после запуска система прогревается быстрее, более чувствительна к регулировке температурных режимов;
• меньшая разница между эксплуатационными условиями линий подачи и обратки, что в результате повышает эксплуатационный ресурс;
• не требует монтажа труб большого диаметра, что позволяет сэкономить на сооружении;
• не требует постоянного внимания к уровню и состоянию жидкости;
• возможность применения в системах, рассчитанных на несколько этажей;
• небольшие теплопотери, сокращающие затраты при эксплуатации оборудования.

При выборе расширителей этого типа могут встречаться герметичные баллоны с неразборной конструкцией. При неисправности диафрагмы баллон придется менять на новый.

Для контроля за уровнем рабочего давления на баллон монтируется манометр, для отвода излишков воздуха устанавливается воздухоотводчик автоматического или механического типа

Из минусов важно отметить сложность конструкции, особые требования к материалам, которые увеличивают стоимость оборудования. К этому можно добавить необходимость постоянного контроля давления и его восстановления при необходимости