Как закрепить расширительный бачок отопления на стене

Львиная доля современных частных домов и городских квартир имеют оснащение в виде водяной системы отопления. Чтобы она функционировала стабильно, не создавая никаких проблем, очень важно грамотно подойти к ее использованию и составлению схемы расположения. Из школьных уроков физики все мы знаем, что вода имеет свойство расширяться. Чтобы избежать излишней перегрузки отопительной системы, применяют такие устройства, как расширительные баки. Сегодня мы познакомимся с ними поближе и узнаем, как их нужно правильно устанавливать.

Что это такое?

Далеко не каждый владелец частного дома или квартиры точно знает, что же собой представляет расширительный бачок. В данном случае название этого устройства говорит само за себя – в условиях фиксированной массы теплового носителя в отопительном контуре и трубопроводе, которые не отличаются эластичностью, с переменой температуры теплового носителя обязательно будет меняться и уровень давления во всей системе. Тут стоит учесть и факт, что жидкость при нагревании расширяется. В тот момент, когда усилие станет мощнее прочности проточной трубы/радиатора, произойдет серьезная авария. Главной ее причиной в данном случае станет тот факт, что вода при изменении своего объема в условиях нагрева, становится почти несжимаемой. Из данного свойства и выходит такое определение, как гидроудар.

Решение такой серьезной проблемы является довольно простым. Нужно разместить в отопительной системе специальный резервуар (расширительный бачок), оснащенный субстанцией, которая беспроблемно поддается сжатию.

В условиях повышения водяного давления и при наличии указанного резервуара давление, конечно, возрастет, но не очень сильно.

Особенности и характеристики

Как можно заметить, расширительные бачки играют одну из важнейших ролей в отопительной системе. Они продлевают срок ее службы и позволяют избежать многих серьезных проблем.

Используются подобные предметы в следующих целях:

• играют роль обогревательной системы, которая функционирует при помощи тепловых насосов и солнечных коллекторов;
• выступают в качестве автономной отопительной системы;
• представляют собой независимую систему, подключенную непосредственно к центральному отоплению, а также систему с замкнутым контуром.

При условии повышения температуры жидкости в отопительной системе всего на 15 градусов, из-за расширения объем теплового носителя становится больше на полпроцента. Расширительная емкость отвечает за компенсацию этого расширения. Переизбыток жидкости теплового носителя проникает в сам бак. Если же теплоноситель остывает, конструкция бачка выдавливает недостаточную жидкость обратно в общую систему.

При наличии незначительной утечки жидкости, дабы показатели давления в системе не упали слишком сильно, бачок отталкивает тепловой носитель для возмещения случившихся утрат.

В том случае, когда система не оснащена расширительным баком, расширение теплового носителя провоцирует рост давления. Кроме того, данные процессы непременно заканчиваются сильным износом комплектующих элементов всей системы, а также приводят к поломке и даже разрыву труб и кранов.

Расширительный бачок имеет множество положительных характеристик, делающих его буквально незаменимым элементом водяной отопительной системы:

• благодаря этой детали отсутствует загрязнение воды;
• большинство бачков расширения стоят недорого;
• обеспечивают надежность и безопасность функционирования всей системы;
• позволяют избежать лишних тепловых потерь;
• имеют самое маленькое количество воздуха в системе;
• в технике, ответственной за отопление, может быть любой тепловой носитель – расширительный бачок разрешено использовать во всех случаях;
• краны, трубы и радиаторы могут прослужить гораздо дольше, если использовать бак расширения.

Что касается непосредственного объема бака расширения, то тут стоит учесть, что он напрямую зависит от конкретного типа теплового носителя. Как его можно рассчитать, мы рассмотрим ниже.

На сегодняшний день в магазинах встречаются агрегаты, размер которых составляет:

• 24 л;
• 35 л;
• 50 л;
• 80 л;
• 100 л.

Сегодня существует несколько вариантов таких устройств. Они подходят для различных отопительных систем и отличаются друг от друга по многим параметрам.

Неизменным остается лишь их непосредственное назначение.

Устройство и принцип работы

А теперь следует подробно рассмотреть, из каких элементов состоят баки расширения, и как они работают. Для начала выясним, как устроен подобный элемент.

Как правило, конструкция расширительного бака в целом помещается в штампованном корпусе из стали. Он имеет форму цилиндра. Чуть реже встречаются корпуса в виде своеобразных «таблеток». Обычно для производства этих элементов используются высококачественные металлы, покрытые антикоррозийным защитным составом. Внешняя сторона бачков покрывается эмалью.

Для отопления используются бачки расширения с корпусом красного цвета. Также встречаются и синие варианты, однако обычно такой окрас носят водяные аккумуляторы, которые являются составными частями водоснабжающей системы.

Они не предназначены для высоких температурных параметров, а всем их элементам выставляются очень высокие санитарные требования.

С одной из сторон бака находится резьбовой патрубок. Он требуется для обеспечения возможности врезки в отопительную систему. Бывают случаи, когда в комплект поставки также входят такие элементы, как фитинги. Они значительно упрощают монтажные работы.

С другой же стороны, находится специальный ниппельный клапан. Данный элемент служит для формирования нужного уровня давления во внутренней части воздушной камеры.

Во внутренней полости расширительный бак разделен с помощью мембраны на 2 отдельные части. Ближе к патрубку находится камера, предназначенная для теплового носителя, а с противоположной стороны есть воздушная камера. Обычно мембраны для баков изготавливаются из очень эластичного материала, который отличается минимальными значениями диффузии.

Этой детали придается особая форма, которая отвечает за равномерное деформирование в случае перемены значений давления в камерах.

Принцип работы расширительного бака в системе отопления является очень простым и понятным. Разберем его детально.

• В изначальном состоянии, в момент подключения резервуара к системе и ее наполнения тепловым носителем, конкретный объем воды проходит сквозь патрубок в отсек с водой. Показатель давления в обоих отсеках постепенно уравнивается. Далее подобная незамысловатая система обретает статичность.
• При росте температурного значения осуществляется непосредственное расширение теплового носителя в объемах в отопительной системе. Этот процесс происходит с сопровождением роста показателей давления. Лишняя жидкость отправляется в сам бак, а потом давлением подгибает мембранную деталь. В этот момент объем камеры для теплоносителя становится больше, а воздушного отсека, наоборот, сокращается (в этот момент в нем растет давление воздуха).
• Когда температура опускается и уменьшается общий объем теплового носителя, излишнее давление в камере с воздухом провоцирует смещение мембраны назад. Тепловой носитель в это время возвращается обратно в трубопровод.

Если параметры давления в системе отопления доходят до критических отметок, должен запуститься клапан, что относится к «группе безопасности». В такой ситуации он будет отвечать за выпуск лишней жидкости. Определенные модели расширительных баков имеют свой индивидуальный клапан предохранения.

Разумеется, стоит учитывать, что конструкция бака главным образом зависит от разновидности конкретной приобретенной модели. Например, они бывают неразборными или с возможностью замены мембранного элемента. В комплекте с подобными товарами могут идти такие детали, как хомуты для настенного крепления либо специальные подставки – небольшие ножки, с которыми напольный агрегат проще расположить на ровной плоскости.

Расширительные баки с мембраной-диафрагмой обычно являются неразборными. Во многих случаях в них присутствует баллонная мембранная деталь – она производится из податливого и эластичного сырья. По своей сути, эта мембрана являет собой обычную водяную камеру. По ходу роста давления она растягивается и увеличивается в объеме. Подобные разновидности бачков обычно дополняются разборным фланцем, который дает возможность самостоятельно менять мембрану, если она сломается.

На принцип работы данный факт никак не влияет.

Сегодня обустроить систему теплоснабжения в частном доме можно в кратчайшие сроки. Главное, что для этого необходимо – достаточные финансовые возможности владельца недвижимости и тогда запланированное будет реализовано, поскольку отечественный рынок стройматериалов предлагает широкий выбор отопительного оборудования и комплектующих изделий.

Одним из основных моментов создания системы является установка расширительного бака в системе отопления. Именно от него во многом зависит работоспособность отопительной сети частного дома.

Виды расширительных баков

Место, где следует выполнять монтаж расширительного бака системы отопления, такого как на фото, определяют, исходя из типа конструкции, которая бывает:

• открытой;
• закрытой.

Следует отметить, что отопительные системы, сделанные по открытому типу, сегодня устанавливают крайне редко. Они встречаются в зданиях, построенных около нескольких десятков лет назад. Расширительный бак устройство которого выполнено по открытому типу, имеет вид емкости с незакрытой верхней частью и резьбовым соединением внизу, на дне. Посредством его выполняют подключение расширительного бака открытого типа для отопления. Бак такой устаревшей модели располагается в наивысшем месте системы.

В отопительной конструкции закрытого типа используют расширительное устройство, установка и дальнейшая эксплуатация которого имеют свои особенности и отличия. Бак изготавливают в виде герметичной капсулы, имеющей две камеры, отделенной друг от друга при помощи резиновой мембраны. Поэтому изделие еще называют мембранным расширительным баком системы отопления.

Устройство расширительного бака закрытого типа допускается в любом месте отопительной сети за исключением врезки емкости после циркуляционного насоса в непосредственной близости от него. В противном случае возможны скачки давления по всей системе.

Особенности монтажа расширительных баков

Установка расширительного бачка в системе отопления выполняется с учетом некоторых моментов:

• монтаж устройства допускается в помещении, где температура не падает ниже нуля;
• следует обеспечить легкий доступ к воздушному клапану, чтобы при необходимости регулировать давление в воздушной части бака;
• когда завершена установка устройства, должен иметься доступ к запорной аппаратуре, крану для слива и шильдику;
• нельзя допускать приложения статической нагрузки к мембранному баку (давления от труб и других приборов);
• если редуктор расположить после водомера, такая мера позволит поддерживать постоянное начальное давление в мембранном баке. Когда срабатывает предохранительный клапан, давление не должно превысить уровень максимально допустимого рабочего давления в баке (прочитайте: "Предохранительный клапан на отопление – какие бывают, как правильно использовать");
• крепление расширительного бака для отопления производится таким образом, чтобы предохранительный клапан находился до проточной арматуры по ходу движения теплоносителя.

Схема отопления с расширительным баком всегда предусматривает, что его монтаж производится только со стороны, откуда осуществляется подача холодной воды к нагревательному котлу. Установка устройства на выходе запрещается.

Ошибки, допускаемые при установке расширительного бака

Многие владельцы недвижимости стараются выполнить многие работы по обустройству системы теплоснабжения самостоятельно, в том числе смонтировать расширительный бак своими руками. На первый взгляд кажется, что проблем с подобной работой не возникнет, но в действительности она имеет определенные сложности, о чем хорошо известно специалистам.

Самые распространенные ошибки, допускаемые при монтаже расширительного бака в отопительной сети, происходят по ряду причин:

• отсутствие полного комплекта необходимых инструментов или их плохое качество. При выполнении работы часто пользуются ключами – универсальным (газовым) и разводным.

  В дополнение к ним также требуется специальный ключ, необходимый при монтаже металлопластикового трубопровода, и ступенчатый ключ для разъемных соединений;

• применение для уплотнения материалов, которые не предназначаются для данных целей. Например, вместо качественного герметика, используют дешевую продукцию для окон из поливинилхлорида, которая предназначается для другого температурного режима. Первое время после применения соединения выглядят привлекательно, но после ввода в эксплуатацию отопительной конструкции этот вид герметика не выдерживает нагрузку и высокие рабочие температуры. Хорошо, если в результате обнаружится протечка, но часто последствия оказываются более серьезными;
• установка расширительного бака в системе отопления произведена в труднодоступном месте и подход практически невозможен;
• неверно выполнен расчет объема, который должен иметь расширительный бак, или устройство приобретено наугад.

Следует отметить, что монтаж и крепление расширительного бака отопления должны выполняться в соответствии с принятыми нормами и правилами, обеспечивающими безопасность эксплуатации. Перед монтажом следует правильно определить место установки устройства.

После того, как завершен монтаж расширительного мембранного бака своими силами, все вроде бы выглядит замечательно, а неточности, допущенные при этом, незаметны. Недостатки станут очевидными после того, как стартовал отопительный сезон и главное, что произойдет это в самый неподходящий момент. Например, на улице мороз, а отопительная система вышла из строя.

Посмотрите видео по установке расширительного бака в системе отопления:

Те, кто самостоятельно собирает и монтирует систему отопления, нередко задаются вопросом, как правильно установить расширительный бак. Предлагаю сначала разобраться, что такое расширительный бак вообще и зачем он нужен.

Расширительный бак в системе отопления

Поэтому всё будем делать по порядку, и для начала вспомним уроки физики.

Физические свойства воды

Одно из физических свойств воды – практически нулевая способность сжиматься. Это значит, что при попытке уменьшить её объём (то есть сжать) происходит резкое увеличение давления.

А ещё вода (как и другие материалы) может увеличивать свой объем при нагревании. Это свойство называется термическое расширение. У воды оно начинается уже при температуре +4°C. Впрочем, при понижении температуры ниже этой отметки вода тоже начинает расширяться. Это явление называют парадоксом воды. При температуре в +4°C вода имеет наибольшую плотность: вес 1 л = 1 кг.

Однако для систем отопления этот парадокс не важен, потому что температура воды, подаваемой котлом в радиаторы, значительно выше.

Увеличение объёма воды при нагревании. Фото с сайта agrovodcom.ru

Возьмём ёмкость с переливом, который ограничивает объём, равный 1000 см³. Нальём в неё 1 л воды, имеющей температуру +4°C, а затем приступим к нагреву. Плотность воды начнёт уменьшаться, а объём – увеличиваться.

Так как перелив ограничивает известный объём, излишек воды выльется. При нагреве от +4°C до +90°C (обычная температура воды в системе отопления) этот излишек составит 39,95 см³ (или 34,7 г). Именно этот процесс и происходит в системе отопления, когда котёл нагревает воду.

Что такое расширительный бак

Вспомним: если мы пытаемся сжать воду (то есть в нашем случае уместить увеличившееся количество теплоносителя в заданный объём отопительной системы), растёт давление. Чтобы излишек воды, образовавшийся при нагреве, не испортил трубы и приборы, нужно его куда-то слить, как в мерную ёмкость в опыте.

Но сливать воду из системы отопления мы не можем. Значит, излишек нужно временно «отложить» в какой-нибудь «карман», чтобы потом, когда температура воды снизится, а плотность её повысится, он вернулся в систему, и вода заняла тот же объём, что был изначально.

Расширительный бак в системе отопления

В системе отопления таким «карманом», принимающим избыток воды, образующийся при тепловом расширении, служит расширительный бак. Его задача – быть демпфером (компенсатором) давления в системе.

Открытые и закрытые расширительные баки

Расширительные баки могут быть открытого и закрытого типа. То есть сообщающиеся с атмосферой или с контролируемым, хотя и изменяющимся давлением.

Открытый расширительный бак

Мензурка из описанного опыта, в которую вылился излишек воды при температурном расширении, и есть самый простой открытый расширительный бак. Его недостаток в том, что вылившуюся воду нужно вернуть в систему в ручном режиме. Попросту говоря, перелив обратно в ёмкость, в которой воду нагревали.

Естественно, для системы отопления такой примитивный способ не подходит. Поэтому расширительный бак открытого типа для отопления схематично выглядит так:

Схематичное устройство расширительного бака открытого типа. Иллюстрация из книги Сканави А. Н. и Махова Л. М. «Отопление»

Открытый расширительный бак можно либо купить готовый, либо сделать самостоятельно. Для этого подходит любая ёмкость нужного объёма, например, пластиковая канистра.

Расширительный бак закрытого типа

Сейчас чаще стараются использовать закрытые баки: они более компактны и лишены отрицательных черт открытых, которым свойственно обмерзание, насыщение теплоносителя кислородом, повышенная коррозийность. Баки закрытого типа герметичны и состоят из двух камер: водяной и воздушной.

Компенсация давления происходит следующим образом: излишек воды заполняет водяной отсек и давит на эластичную перегородку между двумя камерами, а воздух (или газ), находящийся в воздушном отсеке, сжимается. В отличие от воды газ можно подвергнуть значительному сжатию без сильного увеличения давления.

Разновидности мембран расширительного бака. Фото с сайта profiteplo.com

В продаже есть два типа закрытых расширительных баков, различающихся по своему устройству:

• с мембраной тарельчатой формы;
• с грушевидной мембраной.

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.

Общие правила

Определив гипотетическое расположение расширительного бака, выберите правильно фактическое место его монтажа.

Расширительный бак нужно устанавливать так, чтобы его было удобно обслуживать

• компенсирующую ёмкость нужно устанавливать так, чтобы её было удобно обслуживать: между баком и стеной или другим оборудованием необходимо оставить свободное пространство;
• водоподводящая арматура не должна давить или тянуть за патрубок бака: закрепляйте подводящие трубы отдельно; это также упростит демонтаж ёмкости при необходимости;
• для демонтажа и ремонта или замены установите перед баком отдельный отсекающий кран.

После монтажа закрытой расширительной ёмкости, возможно, потребуется рассчитать давление и произвести её настройку.