Мембранный расширительный бак для отопления - принцип работы, устройство, характеристики

Мембранный расширительный бак является разновидностью гидроаккумулятора и ключевым элементом контура отопления. Вследствие температурного расширения теплоноситель отопительной системы может изменять свой объем, что, в свою очередь, способно привести к аварии. Для того чтобы избежать нестабильной работы системы, применяют специальные баки с мембраной.

Назначение и эксплуатационные характеристики мембранного расширительного бака

При нагреве теплоносителя за счет увеличения объема жидкости повышается давление в котлах и контуре отопительной системы. Поскольку вода является несжимаемой средой, а сама система герметична, это может привести к поломке труб или котлов

Для решения возникающей проблемы недостаточно поставить клапан для выдавливания излишнего объема нагретого носителя, и вот почему: при охлаждении жидкость будет сжиматься, а на ее место в контур непременно попадет воздух, который будет мешать циркуляции теплоносителя. Соответственно, из радиаторов потребуется постоянно спускать воздух и добавлять новый теплоноситель, в результате чего нагрев воды окажется весьма дорогим.

По этой причине мембранный расширительный бак для отопления является оптимальным решением. Такой гидроаккумулятор представляет собой резервуар, подключенный к отопительной системе посредством трубы. Излишнее давление в нем компенсируется его объемом; таким образом обеспечивается безопасность системы и полноценная работа отопительного контура. Расширитель принимает в себя какое-то количество жидкости при повышении объема и давления, а затем, когда эти показатели понижаются, возвращает ее назад. От аналогичных устройств другого типа эти приборы отличаются следующими преимуществами:

их можно успешно применять практически в любой воде, в частности – с высоким содержанием кальция;
такие баки разрешается использовать для питьевой воды;
они имеют большой полезный вытесняемый объем (по сравнению с баками без мембраны);
подкачка воздуха в бак-расширитель требуется в минимальном количестве;
установка прибора осуществляется быстро и не требует больших затрат;
расходы на эксплуатацию и поддержание устройства в рабочем состоянии минимальны.

Однако расширительный бак имеет и недостатки. Иногда при его монтаже возникают проблемы, связанные с большим размером прибора: вследствие того, что жидкость отдает тепло гидроаккумулятору, теплопотери могут увеличиваться. Чтобы избежать неконтролируемых теплопотерь, устройство рекомендуется утеплять.

Также в таких приборах существует повышенный риск образования ржавчины.

Устройство изделия

Отопительные системы для помещений могут иметь открытые и закрытые схемы. Открытая схема применяется в централизованных сетях, благодаря чему при потребности в горячей воде ее можно напрямую забирать из системы. В таком случае бак-расширитель ставят в верхней части контура, чтобы не только контролировать процесс перепадов давления, но и отделять воздух из системы. Если система отопления относится к закрытому типу, используется конструкция с мембраной внутри.

Расширительный бак мембранного типа имеет относительно простое устройство. Он включает в себя резервуар для воды и резиновую мембрану, которая может быть баллонной или диафрагменной.

Если мембрана относится к первому типу, то теплоноситель располагается внутри резинового баллона, снаружи которого находится азот или воздух. Такую деталь при необходимости можно легко заменить.

Диафрагменная мембрана для расширительного бака представляет собой перегородку на основе тонкого металла или эластичного полимера. Она имеет небольшую емкость и компенсирует незначительные перепады давления, являясь при этом несъемной. Если эта деталь выходит из строя, заменить ее невозможно, поэтому прибор придется менять полностью. Однако по сравнению с баллонной мембраной она стоит дешевле.

Принцип работы расширительного бака мембранного типа

Для каждой отопительной системы давление газа настраивается под конкретный объем бака-расширителя, согласно инструкции к прибору. Пользоваться можно мембраной любого вида – это не влияет на эффективность работы гидроаккумулятора. Однако если она относится к баллонному типу, в резервуар можно поместить больше теплонесущей жидкости. Принцип работы мембранного расширительного бака системы отопления у конструкций разного вида не различается и состоит в следующем:

вследствие расширения воды ее давление растет, и мембрана растягивается;
при растянутой мембране излишки теплоносителя попадают внутрь гидроаккумулятора;
когда давление в сети падает, происходит остывание воды, и теплоноситель возвращается обратно – в контур отопительной системы.

Требуемый уровень давления регулируется автоматически.

Как правильно выбрать мембранный расширительный бак?

Чтобы отопительная система работала стабильно, бак для нее нужно выбрать на основании расчетов. Правильное давление не сможет образоваться, если резервуар окажется больше, чем нужно; а если он будет меньше, то не вместит в себя излишки жидкости, что чревато аварией.

Для полноценной работы изделия нужно не только грамотно подобрать его объем, но учесть и другие характеристики. Особое внимание следует обратить на такие факторы:

мембрана должна быть устойчивой к предельным показателям температуры и давления или их перепадам;
модель должна соответствовать санитарным и гигиеническим нормам;
способ монтажа бака.

Российский рынок предлагает большое количество расширительных баков российского и зарубежного производства, которые различаются по стоимости. Не следует приобретать самые дешевые модели – такая цена может быть обусловлена использованием при производстве низкокачественных материалов. Отечественные баки стоят дешевле иностранных аналогов, однако не уступают им по эксплуатационным характеристикам.

Основной характеристикой, на которую следует ориентироваться при покупке бака-расширителя, является его объем. Стандартной рекомендацией является следующая: выбирать изделие, размер которого составляет 10% от общего объема теплоносителя в отопительной системе. Поскольку коэффициент теплового расширения теплоносителя даже при высоком нагреве не может быть выше 0,08, такого объема гидроаккумулятора будет вполне достаточно. В расчеты перед приобретением изделия должны входить следующие показатели:

объем теплоносителя;
коэффициент теплового расширения;
максимально допустимое давление отопительной системы;
изначальное давление в баке.

При вычислении общего объема теплоносителя необходимо учесть все узлы отопительной системы. Эту информацию получают из проектной документации здания. В случае отсутствия таких документов можно выполнить примерный расчет, приняв в качестве ориентира, что для нагрева 15 л воды потребуется 1 кВт.

Коэффициент теплового расширения теплоносителя вычисляется по его температуре или определяется по составу жидкости – в многоквартирных домах она часто содержит гликоли, которые улучшают ее характеристики.

Предельное давление отопительной системы выясняют с помощью минимальной величины давления, допускаемой для ее узлов. На этот показатель настраивается переходной клапан.

Изначальное давление в отопительной системе при охлажденном теплоносителе соответствует минимальному давлению. Чтобы контролировать изначальное давление в баке, гидроаккумулятор оснащают манометром. Также на бак-расширитель обязательно должна быть установлена группа безопасности, которая ограничивает и контролирует давление.

Применение мембранного бака для отопления имеет ряд ограничений в зависимости от конструкции и материала, из которого он изготовлен. В некоторых моделях предъявляются строгие требования к составу теплоносителя, в частности, ограничивают количество антифриза и этиленгликоля в его составе.

Обратите внимание: расширительные баки нельзя применять, если предельные показатели давления превышены.

Порядок и условия монтажа бака

Мембранный гидроаккумулятор можно установить самостоятельно, без привлечения специалиста. Список требований к монтажу прибора выглядит следующим образом:

устройство запрещается ставить в местах с минусовой температурой;
бак-расширитель можно установить в любой точке отопительной системы до ее разветвления;
крепление должно быть максимально надежным, поскольку наполненный резервуар становится очень тяжелым;
соединения должны быть герметичными, при этом герметики использовать нельзя, поскольку из-за них между корпусом бака и мембраной ухудшится трение;
не следует устанавливать резервуар на выходной трубе в непосредственной близости от отопительного котла.

Если емкость гидроаккумулятора имеет объем от 30 л и выше, ее запрещено прикреплять к несущим конструкциям. Чаще всего такие баки оборудованы специальными ножками, которые предусматривают их установку непосредственно на пол. При монтаже следует соблюдать следующие условия:

патрубок должен иметь окружность в три четверти (дюйма); соответственно, в обратном трубопроводе должен присутствовать аналогичный резьбовой канал;
любая внешняя нагрузка на бак должна быть исключена;
следует использовать паронитовые прокладки, которые устойчивы к высоким температурам или давлению;
чтобы регулировать или поддерживать нужное давление в газовом отсеке, бак-расширитель должен быть оснащен воздушным клапаном.

При установке гидроаккумулятора нельзя допускать грубых ошибок, иначе оборудование не будет нормально функционировать. Наиболее распространенной ошибкой является неправильно высчитанное предельное давление (которое составляет около 90% от критического) в газовом отсеке. Подобный просчет приводит к тому, что мембрана не расширяется и не пропускает излишки теплоносителя в резервуар. Итогом станет прорыв трубы и отказ системы отопления. От подобного развития событий страхует установленный на гидроаккумулятор качественный манометр. Если после проведения расчетов окажется, что объема имеющегося бака недостаточно, потребуется приобрести дополнительную небольшую емкость.

Расширительный бак в системе отопления очень важен, поскольку именно от него зависит, насколько корректно будет работать система. Устанавливать его несложно, но необходимо осуществить весь процесс максимально тщательно, так как даже небольшая оплошность может спровоцировать аварийную ситуацию. В закрытой отопительной системе на мембрану постоянно действует высокое давление, на протяжении всего отопительного сезона это устройство испытывает серьезные нагрузки. Поэтому не реже чем раз в 2 года следует проверять ее состояние и при необходимости производить замену этой детали и/или самого бака-расширителя.