Принцип работы и выбора расширительного бака

Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

При нагревании вода расширяется, а значит, в системе отопления начинает повышаться давление. При повышении температуры от 0 °С до 100 °С объем воды увеличивается примерно на 4,5%. Расширительный бак, который иногда называют компенсаторным, обязан вместить в себя этот лишний объем воды, чтобы возрастающее давление не разрушило систему.

Самыми популярными в наше время являются баки со сменной мембраной. Сам бак в этом случае представляет собой металлическую бочку, а мембрана – резиновый мешок, закрепленный у горловины.

При нагревании системы вода расширяется и начинает заполнять бак, растягивая мембрану. При оптимально подобранном объеме бака, когда вода достигает своей максимальной температуры (а значит, и максимального объема), мембрана занимает почти весь внутренний объем бака.

Преимуществом сменной мембраны является то, что при такой конструкции нет контакта между водой и внутренними стенками емкости. А значит, нет возможности коррозии.

Когда вода начинает остывать, ее объем убывает, снижается и давление в системе. Благодаря давлению сжатого воздуха в камере бака, он начинает отдавать воду обратно в систему, пока давление не выровняется, или пока мембрана не вернется в начальное положение. Изменение объема воды в баке происходит циклически, в зависимости от нагревания и остывания котлы.

 

Как выбрать расширительный бак

Экспанзомат должен суметь принять в себя все излишки объема воды, которые возникают при ее нагревании. А значит, его рабочий объем должен превышать тот объем воды, который может возникнуть.

Если допустить ошибку и установить бак меньшего объема, чем необходимо, то при нагревании воды наступит такой момент, когда объем продолжает увеличиваться, но бак принять его не может. В таких случаях срабатывают защитные клапаны от перегрева и давления (если они установлены), но также может выйти из строя вся система. Избыточное давление способно раздуть и искривить котел, порвать трубы и радиаторы.

Для точного расчета объема расширительного бака можно использовать следующую формулу:

В которой:

- это полезный (рабочий) объем бака;

Pi – давление воздуха, который закачан в бак (указывается в барах);

Pf – максимальное рабочее давление в системе отопления, в соответствии с которым подбирается сбросный клапан.

Полезный объем бака в свою очередь также рассчитывается по формуле:

В которой:

e – коэффициент расширения воды, в данных расчетах равняется разнице между коэффициентом расширения при максимальной температуре системы, и коэффициентом при выключенной системе (данные для температур берутся из таблицы);

С – объем системы отопления в литрах.

Таблица коэффициентов расширения воды для разных температур.

Температура воды (°С)

Коэффициент расширения

Температура воды (°С)

Коэффициент расширения

0

0,00013

65

0,01980

10

0,00025

70

0,02269

20

0,00174

75

0,02580

30

0,00426

80

0,02899

40

0,0782

85

0,03240

50

0,01207

90

0,03590

55

0,01450

95

0,03960

60

0,01704

100

0,04343

 

Попробуем сделать примерный расчет. Максимальная рабочая температура системы отопления – 90 °С, более высокая говорит уже о перегреве. Минимальную будем рассматривать равно 10 °С. Итого:

e = 0,03590 – 0,00025 = 0,03565

Оптимальный рабочий объем системы отопления составляет примерно 10 литров воды на каждый 1 кВт отопительного котла. Посчитаем объем бака для системы с котлом в 30 кВт:

С = 300 литров.

Pi = 1,5 бар – для баков большинства производителей.

Pf = 2 бар – для большинства систем с котлом на твердом топливе.

Осталось внести все данные в формулу:

Таким образом, для системы отопления с подобными характеристиками оптимальный объем расширительного бака не менее 64 литров.