Как контролировать давление в расширительном бачке отопления – особенности системы

Несмотря на то, что расширительный бак – это вспомогательный элемент для теплоснабжающей системы, без него ее эффективное функционирование невозможно. При этом одним из его наиболее важных параметров является давление.

Назначение расширительного бачка

Основной функцией данного оборудования считается компенсация теплового расширения в отопительной сети. Дело в том, что плотность и объем теплоносителя в процессе нагревания и последующего его охлаждения изменяются.

Если расширительный бачок не установлен в отопительную систему, вода по мере нагревания начинает увеличиваться в объеме и воздействовать на стенки трубопроводов и радиаторов. Если напор рабочей среды сильно возрастает, отопительную систему может разорвать.

Поэтому корректировка давления в расширительном бачке системы отопления позволяет сохранить целостность труб и нагревательного котла, работа которого всегда рассчитана на определенную величину напора рабочей среды в магистрали.

Данные устройства отличаются по объему. Выбирая модель, которая по техническим параметрам должна подходить к конкретной отопительной сети, нужно не забывать, что объем бачка не может составлять менее 10% от всего количества теплоносителя, циркулирующего в конструкции.

Для этого выполняют расчеты с учетом следующих нюансов:

• нужно суммировать количество носителя тепла в котле, трубах и радиаторе. Проще всего можно узнать данный параметр в процессе закачки системы;
• важно знать: объем, равный 10% теплоносителя – это минимальное значение, а приобретать желательно модель с запасом, хоть и небольшим.

Кстати, у большого количества современных настенных газовых агрегатов имеется встроенное устройство. Оно располагается на задней или боковой стенке и оснащено ниппелем. С помощью его и регулируют давление в расширительном баке газового котла.

Конструкционные особенности и принцип работы

Все бачки аналогичны по конструкции. У них имеется металлический корпус, разделенный изнутри на два завальцованных отсека. У бачка на одной стороне находится ниппель, а на второй – горловина, предназначенная для соединения с трубами.

Внутри корпуса располагается диафрагма. Когда емкость пустая, она заполняет ее большую часть, а оставшееся пространство занимает воздух. В процессе функционирования сети теплоноситель нагревается, его объем увеличивается, а излишки проникают в полость, имеющуюся между диафрагмой и корпусом.

После снижения температуры рабочая среда уменьшается в объеме, а закачанный ранее воздух выдавливает ее назад в систему.

Установка расширительного бака

Котлы изначально рассчитаны на функционирование при определенном напоре теплоносителя. Это означает, что для правильной работы давление в расширительном баке системы отопления должно иметь конкретную величину. Для его поддержания используют азот или воздух, которым заполняют корпус. В емкость их закачивают в заводских условиях.

Когда выполняется монтаж устройства, нужно не допустить выпуска воздуха, иначе прибор не сможет выполнять свое назначение – регулировать давление в расширительном бачке отопления.

Этот показатель отслеживают манометром. О том, что воздух покинул расширитель, свидетельствует бегающая стрелка устройства. Подобная ситуация не проблема, поскольку воздух можно подкачать посредством ниппеля.

Показатель напора жидкости в баке в среднем равен 1,5 атмосфер, но для конкретной теплоснабжающей системы он может не подойти. Показатели того, какое давление должно быть в расширительном бачке, регулируют самостоятельно.

Нормальное значение всегда меньше на 0,2 атмосферы, чем этот показатель в системе. Если в расширительном приборе давление выше по сравнению с тем, что в сети, то увеличившаяся в объеме вода не попадет в корпус. Устройство подключают к трубопроводу посредством присоединительного размера.

Большое значение имеет не только правильное подсоединение устройства, но и грамотный выбор места его монтажа. Невзирая на то, что современные модели бачков допускается устанавливать в любом месте, специалисты рекомендуют это делать на обратке между насосом и котельным оборудованием.

Чтобы иметь возможность ремонтировать присоединительный размер, посредством которого подсоединяется емкость, используют шаровой кран. Если оборудование поломается, благодаря запорной арматуре можно снять бачок, не откачивая из системы теплоноситель.

Во время работы конструкции кран держат открытым, иначе давление в расширительном бачке отопления закрытого типа начинает резко возрастать и в наиболее слабом месте появляется течь.

Если эксплуатируется открытая система с естественной циркуляцией теплоносителя, монтируют устройство другого типа. Емкость в этом случае открыта. Ее делают из листовой стали. Размещают бачок в наивысшей точке отопительной сети.

Принцип функционирования данного устройства прост. Жидкость в процессе возрастания объема вытесняется из труб и поднимается по ним вместе с воздухом. Когда теплоноситель охлаждается, он возвращается в трубопровод, благодаря действию гравитационных сил и в результате естественного давления воздуха.

Причины падения давления

Несмотря на то, что давление в бачке должно иметь постоянную величину, оно нередко падает при эксплуатации отопительной системы.

Есть ряд причин, почему понижается давление:

1. Протечка теплоносителя. Такие проблемы обычно появляются в отопительных системах, функционирующих на антифризе, который способен проникнуть даже в мелкие трещинки. В итоге возникают протечки. Их следует устранить до того, как накачать расширительный бак в системе отопления воздухом.
2. Снижение давления в котле. В случае его значительного падения следует обратиться к мастерам. Если давление понизилось не критично и выровнялось после запуска системы, то ею можно пользоваться, поскольку подобные сбои ей не могут причинить вред.

Порядок настройки давления — какое должно быть и как настроить

Напор теплоносителя в бачке отопительной системы является регулируемым параметром. Все действия по настройке можно выполнить самостоятельно.

Для этого нужно:

1. Произвести вычисления и понять, какое давление в расширительном бачке должно быть. Его следует сделать меньше на 0,2 атмосферы, чем в системе теплоснабжения.
2. Данный показатель устанавливают до размещения емкости, сбросив воздух или закачав его посредством ниппеля. Но прежде нужно знать, как накачать расширительный бак отопления правильно.
3. Емкость подключают к трубопроводу и наполняют систему водой, делая это медленно, наблюдая за показателями давления. Жидкость закачивают, пока величины напора не сровняются.
4. Затем подключают насос и продолжают закачивать жидкость, пока давление в баке не достигнет эксплуатационных значений, которые рассчитывают до монтажа сети. В итоге в корпус попадет резервный объем теплоносителя.
5. Старт системы необходимо производить при максимальной температуре и тогда объем рабочей среды увеличивается на величину удельного приращения. Это обеспечивает поступление в прибор воды, объем которой равен емкости резервуара. В результате давление достигает максимальных значений.

Чтобы знать, каким должно быть давление в расширительном бачке двухконтурного котла, следует посмотреть инструкцию на него. Настраивать все параметры можно собственноручно, используя манометр и автомобильный компрессор.

Как выбрать и настроить расширительный бак

Подбираем объем бака.

Подобрать расширительный бак поможет понимание основных функций, которые он выполняет.

Основная задача экспанзомата (как еще его называют от англ. «expanse» — расширять) — забирать на себя избыточный объем теплоносителя, который образуется в результате теплового расширения.

На сколько же увеличивается в объем воды, как основного теплоносителя при нагревании?

При нагревании воды с 10 о С до 80 о С ее объем увеличивается примерно на 4%. Нельзя также забывать, что закрытый расширительный бак состоит из двух частей, в одну из которых поступает избыток расширяющегося теплоносителя, а в другую под давлением закачан газ или воздух.

Учитывая устройство расширительного бака, его объем рекомендуется подбирать как 10 — 12% от объема всей воды в отопительной системе дома:

• в трубах;
• в отопительных приборах;
• в теплообменнике котла;
• небольшой начальный объем воды, которая с начальной температурой под давлением попадает в сам бак (статическое давление в системе обычно выше, чем давление воздуха в экспанзомате).

Как подсчитать объем воды в системе?

Воспользуйтесь небольшой программой, которая поможет рассчитать объем воды в трубах. (Скачать)

Данные об объеме воды в отопительных приборах и в котле можно взять из паспортов конкретного производителя на эти изделия.

Настраиваем бак для работы в системе отопления.

Для настройки экспанзомата воспользуемся рекомендациями известного немецкого производителя подобного оборудования компании Reflex.

Подробную инструкцию можно скачать, кликнув правой кнопкой мыши по ссылке: «Инструкция по монтажу и обслуживанию мембранных расширительных баков Reflex».

Здесь же мы приведем основные принципы настройки бака.

Настраивая бак, мы имеем дело с разными видами давлениями, которые нужно согласовать друг с другом:

P_ст — статическое давление системы (равно высоте столба воды, обусловленное, в свою очередь, высотой системы отопления от точки подсоединения бака до верха последнего самого верхнего элемента);

P₀ — давление воздуха в воздушной камере бака;

P_нач — начальное давление подпитки;

P_расш — давление, создаваемое в системе в результате расширяющейся в объеме воды;

P_кон — давление, которое создается в результате дополнительной подпитки во время выведения системы отопления на верхний рабочий режим по температуре. (Когда в системе участвует давление расширения);

P_кл — давление предохранительного клапана (для частных домов 3 бара);

P_макс — максимальное рабочее давление, на которое рассчитан самый чувствительный элемент системы (обычно теплообменник котла).

Что нужно сделать перед настройкой бака

Все перечисленные виды давления должны быть представлены в барах (1 бар = 10 м). Возьмем за основу двухэтажный дом с высотой отопительной системы 4 м.

Бак должен быть отсоединен от системы отопления или перекрыт краном. Давление в водяной камере должно быть сброшено. При закачке воздуха, давление системы не должно оказывать своего влияния, в противном случае бак не удастся настроить.

То же самое обязательно нужно сделать, когда перед началом отопительного сезона вы проверяется давление в баке, или же когда у вас есть подозрения, что бак перестал работать — прохудилась резиновая груша.

Слева мы предлагаем схему подключения бака к системе отопления.

Есть ли разница, как устанавливать бак: водяным патрубком вверх или вниз? С точки зрения его работы и динамики изменения давления в системе отопления разницы никакой нет. Но вот с точки зрения его работы: в случае неисправности мембраны (когда она прохудилась) — разница есть.

Если бак подключить к системе отопления водяным патрубком вверх, то в случае неработоспособности мембраны бак не сможет отдать воду системе, хотя будет наполнен водой.

А если его подключить наоборот (водяным патрубком вниз), то даже в неисправном виде расширительный бак все еще сможет отдать теплоноситель.

Настройка бака.

Начинаем с P_ст = 4 / 10 = 0,4 бар;

Далее нам нужно создать давление P ₀ (накачать воздух в соответствующую камеру расширительного бака).

Какое давление P₀ необходимо накачивать? Воспользуемся формулой от компании Reflex:

P ₀ = P_ст+ 0,2 бар, или P₀ = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.

Согласно рекомендациям Reflex P₀ > или = 1 бар.

Поскольку высота дома у нас небольшая и сумма P_ст и P₀ меньше 1 бара, принимаем значение P₀ = 1 бар.

Устанавливаем бак в систему или открываем запорную арматуру.

Затем открываем вентиль подпитки и создаем начальное давление в системе P_нач.

До какого значения? В этом нам помогут следующие рекомендации:

P_нач > или = P₀ + 0,3 бара или P_нач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.

Теперь включаем котел, разогреваем систему до расчетной температуры, предположим 80 о С, и удаляем воздух из системы, наблюдая по манометру за тем, как создается новое давление — давление расширения P_расш, которое достигнет некоторого значения.

И, наконец , снова включаем подпитку и доводим давление в системе до P_кон, которое должно быть согласно формуле:

Все, расширительный бак готов к работе!

Несколько важных замечаний:

Не всегда нужно открывать подпитку второй раз. Нужно ориентироваться по манометру. Если у вас в системе стоит предохранительный клапан на 3 бара, а манометр уже показывает давление в разогретой системе 2,5 бара, то открывать подпитку второй раз не нужно.

Поднимая давление в системе, даже на небольшой уровень, нужно учитывать элементы системы отопления, которые вы установили. Рабочее давление системы ни в коем случае не должно превышать максимально допустимое для самого чувствительного элемента (смотрите паспорта производителей).

Если мы проверим заводскую настройку расширительных баков, сравнив ее с приведенными здесь рекомендациями, то обнаружим, что эта настройка вполне приемлема для большинства систем отопления частных домов.

«Для чего же тогда все эти выкладки?», — спросите вы. «Зачем все усложнять?»
Отвечаем. Выкладки нужны, чтобы понимать механизм настройки расширительного бака в случаях:

• когда упало или совсем отсутствует давление в воздушной камере;
• когда принимается решение поменять мембрану бака;
• когда нужно настроить расширительный бак для нетипового объекта.

Добавим также, что есть такое понятие, как эффективный полезный объем расширительного бака — количество воды, которое бак может в себя принять и затем вновь отдать системе. Оптимальность этого показателя можно достичь только при правильной настройке бака.

На что влияет этот показатель?

Если сказать просто: от него напрямую зависит объем воды в расширительном баке («запас» бака) и, следовательно, объем воды, который он может отдать обратно системе.

Когда это нужно?

В результате небольших протечек (по капле) или испарения, воды в системе становится меньше. И, пока у бака есть запас воды, он отдает ее системе, давление не падает. Но как только этот запас заканчивается, а процесс потери теплоносителя продолжается. Это приводит к понижению давления и срабатыванию автоматики котла. Система останавливается или же просто не может работать, так как объем воды в ней недостаточен.

Согласитесь, что есть разница, может ли ваш бак при неправильной настройке может взять в себя 100 г воды или он способен компенсировать потери литрами, способствуя тем самым функционированию системы отопления, пока не будет устранена течь, и вновь не будет подпитана система.

Особенно это актуально для загородных домов, где владельцы не живут регулярно, и тогда возникает опасность преждевременной остановки системы отопления и ее разморозки.

Та же способность бака компенсировать объем теплоносителя просто необходима, когда автоматически или вручную понижается температура котла. Теплоноситель нагревается до меньшей температуры, объем его становится также меньшим. И вот тут-то приходит на помощь экспанзомат.

Подбирайте и настраивайте расширительный бак правильно! Желаем удачи!