Устройство расширительного бака для водоснабжения

Что это?

Даже само название говорит за себя – расширительный бак нужен для расширения всего контура обогрева дома или труб водоснабжения, по которым течет горячая или холодная вода. Дело в том, что во время нагрева жидкость увеличивается в объемах, а трубы, по которым она течет, своих физических параметров не меняют – их эластичность стремится к абсолютному нулю. А значит, давление внутри труб и всей установки будет повышаться, что может привести к повреждениям – возникают так называемые гидроудары, а в результате их – разрушение отдельных элементов установки или контуров из труб. Это касается в основном системы отопления, но и к горячему водоснабжению имеет отношение в полной мере. акое давление воды в водопроводе многоквартирного дома, Вы можете прочитать в нашей статье.

Выбор расширительного бака для систем отопления и водоснабжения

Чтобы избежать гидроударов, инженеры придумали включать в систему небольшой резервуар, наполненный воздухом, то есть тем веществом, что, в отличие от воды, сжимается. И если давление в трубах во время нагрева воды будет увеличиваться, то благодаря этому бачку оно повысится совсем незначительно. «Подбор расширительного бака онлайн, Вы можете прочитать в нашей статье».

Схема работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Водоснабжение частного дома из скважины с использованием расширительного бака

Еще такой бак порой применяется и для создания резервного запаса холодной воды и обеспечивает поставку жидкости в любое место системы за считанные минуты. При этом средний объем емкости – около 30 л.

Мембранный расширительный бак

Для системы, обеспечивающей дом водой, чаще всего применяют баки, оснащенные мембранами. Это относительно небольшая емкость, внутри которой имеется диафрагма, изготовленная из эластичного материала и разделяющая устройство на две части – с воздухом и безвоздушную, вернее, водную. Когда система водоснабжения работает, то водная камера заполняется жидкостью и, воздействуя на мембрану, сжимает ее, уменьшая объемы части воздушной, увеличивая давление в ней. Как только давление достигнет определенного уровня, насос, нагнетающий воду, остановится. А его включение происходит, когда давление снизится до минимальных значений.

Разновидность прибора с жестко закрепленной мембраной

Такой бак позволяет обеспечить бесперебойную работу системы водоснабжения и устойчивый расход воды в любом доме, даже в многоэтажном.

Расширительный бак для водоснабжения в различных системах схемы монтажа

Помимо работы в качестве оборудования для автономного водопровода, мембранный расширительный бак для водоснабжения нередко используют в других целях, устанавливая его в отопительные, водосборные и водоснабжающие системы различного инженерного исполнения. При этом основные критерии выбора – температурные характеристики внутренней оболочки, объем бака и способ его размещения на поверхности.

Рис. 11 Гидробак с бойлером косвенного нагрева – схема и пример размещения

Обвязка бойлера косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева предназначен для создания запасов горячей воды в доме, конструктивно он выполнен в виде металлического утепленного резервуара для сбора воды, внутри которого находится отопительный трубопровод. Поступающая в бойлер холодная вода нагревается трубами, по которым циркулирует теплоноситель системы отопления – таким образом установка не потребляет электроэнергию, а потребитель всегда имеет запас горячей воды. Также петлевая схема подключения трубопровода бройлера с рециркуляцией не позволяет остывать воде в трубах.

Общеизвестно, что при нагреве вода расширяется и в закрытом бройлере из-за этого повышается давление. Для компенсации к нему подключают вертикально установленный расширительный бак для систем водоснабжения, оболочка которого принимает на себя возросшее давление воздуха.

Рис. 12 Вертикальные расширительные баки для накопления воды в системах обезжелезивания

Запас воды

Для обеспечения автономного водоснабжения вовсе не обязательно устанавливать погружные или поверхностные электронасосы в водные источники и производить непрерывный водозабор. Альтернативный метод – кратковременный сбор воды и хранение ее запасов в накопительной емкости. Для его реализации на чердаке дома устанавливают накопительный бак, наполняют его водой из любого источника с помощью электронасоса, предусматривая разрыв цепи электропитания поплавковым выключателем, установленным на стенке накопительной емкости.

Недостатком способа сбора жидкости в накопительную емкость является неудобство ее размещения на чердаке, а также низкий напор без мембраны при малой высоте расположения (1 бар на 10 метров вертикального водного столба), не всегда достаточный для комфортного водопотребления.

Альтернатива данному варианту – использование накопительного гидробака большой емкости. Его можно разместить в любом месте дома и даже в подвале, а элементом, управляющим электронасосом, служит реле давления. В этом случае подобранный гидробак обеспечит значительно больший напор воды во внутреннем водопроводе по сравнению с накопительной емкостью на чердаке

Его второе немаловажное преимущество – нахождение внизу, благодаря этому подключаемый трубопровод не будет портить дизайн и эстетичный вид дома в отличие от накопительного бака, к которому придется протягивать линию по верху

Рис. 13 Схема монтажа гидроаккумулятора в системе со скважинным насосом

Забор воды из скважины

Технология подключения гидроаккумулятора к магистрали автономного водоснабжения с подачей воды из скважины была рассмотрена выше, в этом случае гидроаккумулятор обычно используют в составе насосной станции или размещает его отдельно, рядом со скважинным насосом. Бак также может находиться в доме, намного реже его помещают на поверхности в отдельной пристройке.

Забор воды из емкости

Не всегда водозабор производят для бытовых нужд и питья, нередко вода нужна в хозяйстве для полива огородов, автомоек, наполнения бассейнов или рукотворных прудов. В этом случае ее чистота не играет большой роли, и она может быть взята из различного вида источников или емкостей – озер, прудов, крыниц, бочек для сбора дождевых осадков. Использование поверхностных насосов при этом требует постоянного надзора, поэтому рационально применять для водосбора автоматически отключаемые насосные станции, в состав которых обязательно входит горизонтальный гидробак. Прибор предотвратит нежелательные гидравлические удары и обеспечит работу отключающей автоматики от реле давления, если оно не подходит, его отсоединяют от питания, меняют на реле сухого хода или на входе напорной трубы ставят переходник с реле протока.

Рис. 14 Схемы насосных станций для дома

Открытый бачок

Все излишки в системе постепенно выталкиваются в это приспособление, поэтому зачастую их устанавливают в самой высокой точке постройки, часто я видел такое оборудование на крыше, они были утеплены специальными материалами.

Несколько сотен грамм в небольшой схеме отопления могут привести к значительным поломкам, выдавливаются прокладки, нарушается целостность труб. Поэтому без таких агрегатов обеспечить действенный и безопасный процесс не получится.

Устройство и принцип работы

Подобные модели достаточно просты в изготовлении, чем мембранные баки, их зачастую конструируют самостоятельно, для этого нужен металл и навыки в сварном деле. Если сказать проще, то для реализации задуманного можно использовать даже пустую канистру, необходимо лишь правильно подвести трубопровод, и обеспечить герметичность соединений.

Принцип действия также незамысловат, в процессе расширения лишний теплоноситель заполняет резервуар, а после остывания возвращается в систему.

Как рассчитать объем

Поскольку жидкость контактирует с воздухом, она будет постепенно испаряться, без участия человека устранить все нюансы процессов не получится. Для просчета объема существуют специальные формулы, используя их, можно достаточно быстро и точно вычислить нужный размер открытого расширительного бака. Изначально находится увеличение жидкости при повышении температуры, а затем эти показатели округляются в большую сторону.

Подключение

Благодаря доступности такие приспособления пользуются спросом на протяжении многих лет, их устанавливают зачастую на крышах частных домов. Существуют самодельные конструкции как прямого, так горизонтального строения. Они могут располагаться в стоячем положении или крепиться к дымоходной трубе для беспрепятственного ремонта.

Не исключается вынос агрегата в жилые помещения, найти верхнюю точку можно достаточно просто, но я не считаю это решение максимально эстетичным для интерьера комнаты, такие манипуляции лучше производить исключительно в бытовых помещениях.

Виды

Системы отопления выполняют с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя.

В традиционных конструкциях обогрева применяют расширительные баки открытого типа.

В тех случаях, когда теплоноситель побуждается к движению с помощью специальных циркуляционных насосов, чаще применяют расширительные устройства закрытого типа.

Открытого типа

Расширительный бак открытого типа представляет обычный металлический короб, соединенный с трубой от отопительной магистрали. Его размещают в максимально высоком доступном месте здания (дома).

В течение отопительного сезона регулярно инспектируют наличие воды в емкости. При необходимости производят доливку жидкости в раcширительный бак.

Некоторые специалисты устанавливают поплавковую систему управления уровнем в расширительном баке. При понижении уровня поплавок опускается, что приводит к открытию крана-питателя.

Вода самостоятельно доливается до нужного уровня. Автоматические системы монтируют только там, где есть водопровод, в котором поддерживается давление, превышающее гидростатическое значение Нст.

  1. Крайне простое устройство, легко изготовить своими руками.
  2. Может годами функционировать, не вызывая никаких нареканий от пользователей.
  1. Коррозия повреждает расширительный бачок в первую очередь.
  2. Нужно регулярно контролировать наличие жидкости и при необходимости доливать. Зачастую в частных домах при монтаже отопительной системы о емкости для расширения теплоносителя вспоминают в последнюю очередь. Размещаю ее около потолка, что создает неудобства при доливке. Вынуждены использовать плоские бутылки, чтобы долить воду.
  3. Необходимо проложить дополнительную трубу, которая будет обогревать только пространство около потолка.

Важно! Теплоноситель имеет тенденцию испаряться. Его периодически нужно доливать, чтобы внутри системы обогрева не образовывались воздушные пробки

Закрытый бачок

В таких баках имеются два объема, разделенные между собой подвижной мембраной. В нижнем пространстве находится теплоноситель, а в верхнем — обычный воздух.

Для создания предварительного давления в системе на воздушной части бачка предусмотрены клапан и штуцер. Подсоединив насос можно повысить давление внутри воздушной камеры.

С помощью манометра контролируется и устанавливается заданное давление в системе отопления Нст.

Монтаж подобного устройства производят в разных частях отопления, чаще традиционно устанавливают вблизи котла на подающей магистрали.

Некоторые пользователи монтируют дополнительные краны и манометры, чтобы знать значение давления в процессе работы.

Не нужно постоянно следить за уровнем теплоносителя в системе, заправив ее один раз, в течение нескольких лет можно не беспокоиться о наполненности

В теплоноситель добавляют незамерзающие жидкости (высококипящие спирты), которые не боятся понижения температуры ниже 0 °С, что важно для загородных домов, которые посещают только периодическими наездами. Нет коррозии металла, так как воздух внутрь не поступает. Минус условный

Нужно оборудовать закрытую систему отопления приборами контроля, а также предохранительным клапаном, который откроется в случае резкого повышения давления

Минус условный. Нужно оборудовать закрытую систему отопления приборами контроля, а также предохранительным клапаном, который откроется в случае резкого повышения давления.

Внимание! Резкое повышение давления в теплоносителе возможно только в том случае, если прекратится его циркуляция. Такое может быть при повреждении или отключении циркуляционного насоса. Есть еще один недостаток, о котором изготовители закрытых бачков говорить не хотят

Мембрана со временем теряет эластичность. При изменении давления внутри произойдет повреждение. Поэтому в продаже встречаются разборные бачки. В них несложно произвести замену мембраны через определенное время. Обычно такое обслуживание делают летом, проводя подготовку к новому отопительному сезону

Есть еще один недостаток, о котором изготовители закрытых бачков говорить не хотят. Мембрана со временем теряет эластичность. При изменении давления внутри произойдет повреждение. Поэтому в продаже встречаются разборные бачки. В них несложно произвести замену мембраны через определенное время. Обычно такое обслуживание делают летом, проводя подготовку к новому отопительному сезону.

Конструкционные особенности

Назначение мембранного расширительного бака заключается в том, что на всех рабочих этапах устройство должно поддерживать равновесие между давлением обоих частей и при необходимости нивелировать чрезмерное давление или регулировать его перепады в отопительной конструкции. Таким образом, монтаж мембранного расширительного бака предотвращает возникновение повышенных нагрузок в контуре отопления и при аварийных ситуациях в случае выявления неисправностей.

Устройство бывает с заменяемой или несменной мембраной. В первом случае теплоноситель находится полностью в емкости гибкой мембраны и не может взаимодействовать со стальной внутренней поверхностью. Все работы, связанные с демонтажем и последующим монтажом нового изделия, выполняют через фланец, закрепляемый на болтах.

Если приобретено устройство с фиксированной диафрагмой, у него имеется внутренняя полость, состоящая из двух частей. В этом случае используется несменная диафрагменная мембрана, которая жестко зафиксирована. Выбирают мембранный бак для системы отопления непосредственно под конкретную отопительную конструкцию с учетом количества теплоносителя. Если у устройства объем окажется недостаточным, то последствия могут быть самыми негативными – часто появляются трещинки и возможна протечка воды сквозь резьбу. Кроме этого нередко в системе падает давление ниже допустимой нормы, в результате чего воздух попадает внутрь бака. Поэтому выбор устройства должен соответствовать необходимым параметрам конструкции (детальнее: «Делаем подбор расширительного бака для отопления «).

Расширительный мембранный бак для систем обогрева применяют при создании циркуляции теплоносителя закрытого типа с целью компенсации его теплового расширения в результате увеличения или уменьшения температуры жидкости, тем самым предотвращая гидравлические удары. В постоянном режиме обе камеры устройства – водяная и газовая — имеют одинаковое давление, что позволяет соблюдать герметичность системы. Такое устройство расширительного бака системы отопления проверенно временем и признано наиболее практичным.

Циркулирующая по контуру вода не содержит агрессивных газов и поэтому коррозия не приведет бак в непригодность, что позволяет эксплуатировать его продолжительное время. Напорное расширительное устройство помещают в помещении котельной, и по этой причине нет необходимости защищать его от промерзания.

Несмотря на то, что подбор бака для отопительной конструкции индивидуален, не следует забывать, что:

  • начальное давление в мембранном баке для теплоснабжения, подключенном к холодному водоснабжению, должно превышать статическое давление в системе на 30-50 кПа;
  • в устройстве необходимо наличие запасного количества теплоносителя для обеспечения компенсации возможных протечек.

Для защиты системы с замкнутым контуром и расширительным баком от слишком высокого давления устанавливают предохранительные клапаны.

Закрытый расширительный бак для систем водоснабжения

Прежде чем выбрать подобную модель, необходимо разобраться с техническими характеристиками системы и купить именно тот агрегат, который будет максимально продуктивным и обеспечит надежную защиту системы.

Подключение и установка бака для водоснабжения в обязательном порядке должны быть произведены правильно, грамотный подход к процессу поможет добиться максимального продления срока службы оборудования.

Вертикальный или горизонтальный

Мембранные расширительные баки этих двух типов редко отличаются по техническим характеристикам, поэтому я советую выбирать агрегат в соответствии с потребностью. Исходить необходимо из способа установки и размещения в определенной части постройки. Разница в строении была специально разработана для достижения оптимального удобства при монтаже.

Устройство расширительного бака

Каждая модель современного экспанзомата состоит из таких элементов как:

  1. Корпус.
  2. Камера теплоносителя.
  3. Отсек для инертного газа или воздуха.
  4. Мембрана.

Обычный воздух является наиболее доступным для заправки, но альтернативный наполнитель резервуара способен продлить срок службы оборудования, поэтому зачастую, оказывается предпочтительнее.

Принцип работы

Любой теплоноситель может расширяться на 4% и превышать стандартные значения температуры до 95 градусов, этих цифр хватает, чтобы вывести систему отопления из строя. Закрытые баки для горячего водоснабжения предназначены, чтобы нивелировать эти нюансы, независимо от того, какая жидкость используется в трубопроводе.

Благодаря мембране из эластичных материалов чрезмерное давление нормализуется за счет воздушной камеры, а недостаток жидкости вовремя восполняется, чтобы не допустить закипание котла.

Расчет объема бака

Очень важным моментом в характеристике устройства является размер ее резервуара, произвести вычисления в системе, где теплоноситель не превышает 100 литров, мне было достаточно легко. Для таких показателей хватает 10% от общего объема, на этом примере ясно, что бачок должен вмещать не менее 10 литров.

Хочу сразу заметить, используя гликолевую жидкость, как теплоноситель необходимо делать расчеты с учетом 15%, в противном случае могут произойти неприятные нюансы в работе мембранного бака для водоснабжения. Коэффициент расширения антифриза достаточно внушительный, и обязательно через некоторое время себя проявит, к чему лучше быть готовым заранее.

Схема подключения

Ограничений в связи с местом для расположения устройства мембранного типа нет, устанавливать расширительный бак лучше по схеме, где точка обратной магистрали будет максимально выгодной. Чем прохладнее теплоноситель, тем продолжительнее срок эксплуатации мембраны и всей расширительной емкости в целом. Распространенными местами для монтажа агрегатов являются:

  1. Стена.
  2. Пол.

На перегородке монтируются только типы конструкций с умеренным объемом, в других случаях этого расположения я советую избегать.

Борьба с гидроударами

Гидроударом называется кратковременный скачок давления, возникающий в замкнутом контуре вследствие инерции движущегося потока воды при его мгновенной остановке. Гидроудар часто выводит давление за пределы прочности труб и гибких подводок; последствия весьма предсказуемы — владелец получает разрывы водопровода по швам и фитинговым соединениям.

Сочетание высокой температуры и скачка давления привело к разрыву полипропиленовой трубы

Если к водопроводу подключены расширительные баки — водоснабжение делается абсолютно безопасным: воздушная емкость и в этом случае исполняет роль демпфера. Бачок небольшого объема монтируется на вводе водоснабжения или (при коллекторной разводке воды) на коллекторе.

Мембранный гаситель гидроударов на коллекторе

Какими бывают расширительные баки?

В зависимости от мембраны расширительные бачки делятся по типам. В первом мембрана сменная — при необходимости эту самую уязвимую деталь можно вынуть, чтобы заменить новой. Бак этого типа отличается также тем, что вода находится внутри мембраны, то есть не соприкасается с внутренними стенками. Решение защищает металл от разрушения, а воду от случайного загрязнения, порчи, запаха, что положительно сказывается на ее гигиенических качествах, продлевает время службы агрегата.

В баках второго типа мембрана фиксируется строго в одном месте, извлечь ее невозможно. Такая мембрана не заменяется. Ее повреждение повлечет необходимость замены бака, что потребует дополнительных затрат, часто — непредвиденных. Другой недостаток таких баков — непосредственный контакт воды со стенками емкости, что влияет на состояние металла, коррозирует его. Чтобы избежать этого, стенки бака изнутри покрывают специальным составом, хотя такая защита не обеспечивает исключительную долговечность аппарата.

Баки бывают горизонтальной или вертикальной компоновки — выбор определяется выбранным местом установки.

Для чего нужен расширительный бак?

В процессе нагрева вода имеет свойство расширяться – при повышении температуры увеличивается объем жидкости. В контуре отопительной системы начинает расти давление, которое разрушительно может воздействовать на газовое оборудование и целостность труб.

Расширительный бак (экспанзомат) выполняет функцию дополнительного резервуара, в который давлением выдавливает образовавшиеся в результате нагрева излишки воды. Когда жидкость остывает и давление стабилизируется, она по трубам возвращается обратно в систему.

Расширительный бак выполняет функцию защитного буфера, он гасит гидроудары, которые постоянно образуются в системе отопления из-за частого включения и выключения насоса, а также исключает вероятность возникновения воздушных пробок.


Чтобы уменьшить вероятность образования воздушных пробок и не допустить повреждения газового котла гидроударом, расширительный бачок следует монтировать перед теплогенератором, на обратке

Существует два разных варианта исполнения демпферных емкостей: открытые и закрытые типы. Они отличаются не только конструкцией, но и способом, а также местом монтажа. Рассмотрим особенности каждого из этих типов подробнее.

Расширительный бак открытого исполнения

Бачок открытого типа монтируют в верхней точке системы отопления. Изготавливаются емкости из стали. Чаще всего они имеют прямоугольную или цилиндрическую форму исполнения.

Обычно устанавливают такие расширительные баки на чердаке или мансарде. Возможен монтаж под крышей

Обязательно нужно уделить внимание теплоизоляции конструкции

В структуре емкости открытого типа имеется несколько отводов: для ввода воды, отвода остывшей жидкости, подвод контрольной трубы, а также выводная трубка для отвода теплоносителя в канализацию. Подробнее об устройстве и видах бака открытого типа мы писали в другой нашей статье.

Функции бака открытого типа:

  • контролирует уровень теплоносителя в контуре отопления;
  • если в системе температурный режим понизился, он компенсирует объем теплоносителя;
  • когда меняется давление в системе, бак выполняет функцию буферной зоны;
  • излишки теплоносителя удаляет из системы в канализацию;
  • выводит воздух из контура.

Несмотря на функциональность открытых расширительных баков, они уже практически не используются. Поскольку имеют множество недостатков, например, большой размер емкости, склонность к коррозии. Их установка производится в системы отопления, которые работают только с естественной циркуляцией воды.

Экспанзомат закрытого типа

В системах отопления с закрытым контуром обычно монтируется расширительный бак мембранного типа, он оптимально подходит для любого типа газового котла и обладает большим количеством преимуществ.

Экспанзомат – это герметическая емкость, которая посредине разделена эластичной мембраной. В первой половине будут размещаться излишки воды, а во второй – обычный воздух или азот.


Закрытые расширительные баки для отопления, как правило, окрашены в красный цвет. Внутри бачка расположена мембрана, она выполнена из резины. Необходимый элемент для поддержания давления в расширительном бачке

Компенсационные баки с мембраной могут выпускаться в виде полусферы или в форме баллона. Что вполне подходит для использования в системе отопления с газовым котлом. Рекомендуем детальнее ознакомиться с особенностями монтажа баков закрытого типа.

Достоинства мембранных типов бачков:

  • простота самостоятельной установки;
  • устойчивость к коррозии;
  • работа без регулярной доливки теплоносителя;
  • отсутствие контакта воды с воздушной средой;
  • работоспособность в условиях повышенной нагрузки;
  • герметичность.

Газовое навесное оборудование обычно комплектуется расширительным баком. Но не всегда дополнительный резервуар с завода настроен правильно и может сразу же включатся в работу отопления.

Устройство и функции расширительного бака

Расширительный бак предназначен для поддержания давления в системе подачи воды. Чаще всего для водоснабжения используется закрытое оборудование мембранного типа. Оно представляет собой емкость, внутри которой установлена резиновая мембрана. Она делит устройство на две камеры: воздушную и водную. После запуска системы электронасос заполняет последнюю водой. Объем воздушной камеры при этом уменьшается. Чем меньше объем воздуха в баке, тем выше давление.

В качестве расширительного бака для системы водоснабжения используется конструкция мембранного типа. Резиновая диафрагма делит устройство на две камеры: воздушную и водную

Как только оно превысит запрограммированную отметку, насос будет автоматически отключен. Включится же он только после того, как давление упадет ниже минимальной запрограммированной отметки, при этом вода начнет поступать из водяной камеры бака. Цикл «выключение-включение» повторяется автоматически. Давление в системе можно проверить по  манометру, который может быть установлен на оборудовании.  Устройство можно настроить, выбрав предпочитаемый диапазон рабочего давления.

Установленный в системе водоснабжения мембранный расширительный бак выполняет сразу несколько функций:

  • Поддерживает давление при отключенном насосе.
  • Защищает систему от возможного гидравлического удара, спровоцированного перепадами напряжения в сети или попаданием в трубопровод воздуха.
  • Сохраняет под давлением некоторое количество воды.
  • Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.

Использование расширительного бака дает возможность при малом водопотреблении не включать насос, а покрывать потребности в воде за счет жидкости, хранящейся в баке.

Расширительный бак как аккумулятор

Емкость подключается к системе с целью накопления дополнительной воды на тот случай, если водоснабжение прекратится. Принцип действия такой: бачок соединяется патрубком с трубами водопровода в любой точке, и при открытии крана вода начинает заполнять емкость. На соединении установлен обратный клапан, не позволяющий воде выливаться обратно.

Как только жидкость попадает внутрь, мембрана начинает двигаться вверх до тех пор, пока давление сжатого воздуха над ней не сравняется с давлением воды в системе. Стоит учитывать, что полезный объем бака составляет примерно половину от общего. В моменты отключения подачи водоснабжения, жидкость можно выкачивать из емкости через другой клапан.

Расширительный бак для бойлера

Вода имеет свойство расширяться при нагревании. Когда повышается ее температура, объем начинает возрастать. Так как емкость нагревательной системы изначально заполнена полностью, избыточная жидкость вытекает.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector