Можно ли перенести расширительный бак открытого типа с горячего контура в холодный?

Как правильно установить расширительный бак 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.

Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа

В отопительной структуре расширительный бак можно по праву назвать незаменимым элементом. Работа бака обеспечивает полноценное движение теплоносителя без непредвиденных утечек и разрыва труб.

Это явление происходит в процессе нагревания жидкости, её естественного расширения и, как следствие, повышения давления в системе. Излишки теплоносителя как раз и компенсирует расширительный бак.

Расширительный бак открытого типа для систем отопления

Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.

Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.

Для полноценной работы домашних систем, расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива, не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.

Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:

• «забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
• выводит воздух, который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
• особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.

Принцип действия

Рабочий процесс подразделяется на четыре простых этапа:

• наполненность бачка на две третьих при нормальном состоянии;
• увеличение поступающей жидкости в бак и возрастание уровня заполнения при нагревании теплоносителя;
• уход жидкости из бачка при снижении температуры;
• стабилизация уровня теплоносителя в баке до изначальной позиции.

Конструкция

Форма расширительного бачка существует в трёх вариантах: цилиндрической, круглой или прямоугольной. На верхней части корпуса располагается крышка для осмотра.

Фото 1. Устройство расширительного бачка открытого типа для систем отопления. Указаны составные части.

Сам корпус изготовлен из листовой стали, но при самодельном варианте возможны и другие материалы, к примеру, пластик или нержавейка.

Справка. Бак покрывают антикоррозийным слоем, чтобы предотвратить преждевременное разрушение (в первую очередь, это касается железных ёмкостей).

Система открытого бачка включает несколько различных патрубков:

• для соединения расширительной трубы, через которую вода наполняет бак;
• при стыке переливной, для выливания излишков;
• при соединении циркуляционной трубы, по которой теплоноситель заходит в систему отопления;
• для подключения контрольной трубы, предназначенной для ликвидации воздуха и регулировки наполненности труб;
• запасного, необходимого при ремонте для сброса теплоносителя (воды).

Объём

Правильно рассчитанный объём бачка влияет на длительность эксплуатации совместной системы и бесперебойное функционирование отдельных элементов.

Маленький резервуар приведёт к поломке предохранительного клапана, из-за частого срабатывания, а слишком большой потребует дополнительных финансов при покупке и обогревании лишнего объёма воды.

Влиятельным фактором будет и наличие свободного пространства.

Внешний вид

Открытый бак — металлический резервуар, у которого верхняя часть просто закрывается крышкой, с дополнительным отверстием для долива воды. Корпус бака бывает круглым или прямоугольным. Последний вариант более практичен и надёжен при установке и креплении, но круглый имеет преимущество в виде герметичных бесшовных стенок.

Важно! Прямоугольный бак требует дополнительного усиления стенок при внушительном объёме воды (самодельный вариант). Это утяжеляет весь расширительный механизм, который нужно поднимать на самую верхнюю точку отопительной системы, к примеру, на чердак.

Достоинства:

• Стандартная форма. В большинстве случаев — прямоугольник, который можно установить и подключить к общему механизму самостоятельно.
• Простая конструкция без чрезмерного количества управляющих элементов, что позволяет легко контролировать бесперебойную работу резервуара.
• Минимальное количество соединительных элементов, что придаёт корпусу прочность и надёжность в процессе работы.
• Среднерыночная цена, благодаря вышеизложенным фактам.

Где лучше устанавливать расширительный бак. На подаче или обратке?

Так уж устроено, что частные дома практически повсеместно обделяют поставками центрального отопления. Но зимы суровые и простым заклеиванием и запениванием щелей в доме тепло не сохранить. Поэтому очень важно свой дом оборудовать собственной системой отопления. Однако не все знают, как проходит выбор и установка расширительного бака. Ведь даже при подключении такой, казалось бы, посредственной и простой, детали есть свои нюансы.

Говорить о различных видах расширительных баков мы в этой статье не будем, так как их всего 2: открытый и закрытый. Первый тип, открытый, в наше время можно встретить в основном в старых домах. А второй тип между собой отличается только объемом, да внешним видом. Здесь будет обозреваться закрытый тип расширительных мембранных баков и то, как именно следует его устанавливать в системе домашнего отопления.

Подключение расширительного бака на подачу

Что же означает «установка бака на подачу»? Очень даже просто — это такой тип установки расширительного бачка, при котором циркуляционный насос выкачивает давление из расширительного бочонка. То есть бак устанавливается на всасывающей стороне насоса. Рассмотрим ниже, как это отобразится на работоспособности системы домашнего отопления в целом.

После сборки такой отопительной цепи, при которой насос качает из расширительного бака, мы наполняем ее водой. Пусть, для примера, будет закачано воды на 1 бар статического давления. Когда будет включен насос, он начнет создавать динамическое давление. Это легко можно увидеть, посмотрев на показания манометров, установленных в разных углах системы.

И так, насос включен. Он создает давление в 1,5 атмосферных давления. На ближайшем к нему манометре отображаются показания давления равные 1,4 бар. Пока жидкость в системе добирается до последующих измерительных приборов, давление опускается все ниже и ниже.

Когда жидкость совершает практически полный круг обращения по системе и доходит до установленного расширительного бачка — можно увидеть, что динамическое давление системы отопления будет равняться статическому. И на участке между насосом и бачком давление опустится еще ниже, снижая нагрузку на систему.

Монтаж расширительного бака в системе на обратку

Как мы определились, установка расширительного бака на подачу делает так, чтобы динамическое давление системы отопления на подходе к баку выравнивалось со статическим давлением. Подключение же бака на обработку даст нам совершенно другую картину.

Для удобства представьте, что система выглядит точно также, имеет те же размеры и параметры. Единственное отличие — бак установлен на выходе напора насоса. Это приводит к тому, что насос давит, в первую очередь, внутрь расширительного бака.

Система вновь наполняется жидкостью, которая создает давление 1 бар. Что следует после включения насоса? Он также создает давление 1,5 бар. Следом давление перераспределяется в расширительный бак. В данной точке, как и в случае с установкой бака на подачу, давление динамическое становиться равно давлению статическому. Но вот уже после того, как нагнетание покинет пределы расширительного бака, при изучении показаний манометров будет видно, что динамическое давление системы ниже, чем статическое!

Однако, несмотря на кажущиеся удобство второго метода установки, при неправильном расчете длинны системы отопления и наполнении её статическим давлением, давление может упасть ниже, чем атмосферное давление. Это приводит к тому, что вода начинает вскипать при более низких температурах, что приводит к крайне быстрому изнашиванию насоса, из-за чего его лопасти разрушаются в течении короткого времени.

Что следует помнить при монтаже расширительного бака

⦁ Установка мембранного бака должна производиться в помещении отопленном выше 0.

⦁ Бак необходимо подключить так, чтобы не был перекрыт доступ к его запору и сливу.

⦁ Система, в которой редуктор давления устанавливается после водомера, обеспечивает постоянное начальное давление в баке.

⦁ Расширительный бак устанавливается так, чтобы клапан предохранения устанавливался перед проточной арматурой.

Выводы и советы по установке расширительного бака

Из этой статьи становиться понятно, что универсальным способом установки расширительного бака — является подключение его на подачу, перед всасывающей стороной насоса. Это всегда обеспечит систему отопления стабильной работоспособностью и износоустойчивостью, а, следовательно, и уменьшит затраты как энергии, так и времени, и денег. При этом на подачю или на обратку работает насос — неважно.

В случае, если в отопительной системе имеется 2 или более циркуляционных насосов, то расширительный бак следует смонтировать как можно ближе к всасывающей стороне всех насосов. Когда отопительная система вашего помещения имеет большие размеры, можно установить несколько расширительных баков, при установке ориентируюсь на указание выше — как можно ближе к всасывающей стороне насоса.

Схема и правила установки расширительного бака в системе отопления

При запуске внутридомовой тепловой сети из холодного состояния, вода, циркулирующая по бойлеру котла, начинает нагреваться, при этом подъем температуры сопровождается расширением объема.

Для того чтобы не создавалось чрезмерное давление внутри корпуса, которое может вызвать разрыв труб и котла, «лишнюю воду» сбрасывают.

Для этой цели нужно установить расширительный бак в системе отопления закрытого типа, который будет выполнять роль демпфера давления в магистрали.

Устройство и виды расширительного бака

Расширительные баки выпускаются открытого и закрытого типа. Первые имеют доступ к атмосфере, а вторые — нет. Открытые расширители устанавливаются в схемы, работающих по принципу естественной циркуляции. Лишняя вода просто вытекает на улицу либо в канализацию, а подпитку контура после охлаждения, проводят в ручном режиме через подпиточный кран.

Закрытые системы расширительных баков наиболее применимы в системах отопления. Конструктивно они состоят из 2-х камер: водяной и воздушной. Компенсация лишнего давления производится таким способом: избыток теплоносителя наполняет водяной сектор, создавая давление на эластичную мембрану, установленную между камерами. При этом воздух или специальный газовый наполнитель, имеющийся в воздушном секторе, сжимается. В противоположность воде, он может подвергаться сильному сжатию, при этом увеличение давления в сосуде не происходит.

В торговой сети реализуются два типа, которые хорошо интегрируются в группу безопасности для отопления с расширительным баком:

• С мембраной тарельчатого типа;
• с грушевидной мембраной.

Принцип действия оборудования для закрытой системы

При нагреве сетевой воды в отопительном замкнутом контуре она расширяется, при этом соответственно растет давление в каждой точке сети, в том числе и в расширительном баке. Из-за этого начинает растягиваться мембрана, при этом сжимая воздух. В том момент, когда температура теплоносителя достигает максимального значения, давление в сети стабилизируется и система начинает функционировать с рабочими параметрами.

После отключения отопительного котла, начинает снижаться температура в сети, и объем воды. Напор на мембрану падает и ранее принятый объем воды выталкивается воздухом в сеть, таким образом, происходит ее подпитка. Необходимо отметить, что результативная работа расширителя в схеме теплоснабжения возможна при профессиональном расчете и настройке.

Установка расширительного бака в закрытой отопительной сети

Монтаж расширительного бака отопления закрытого типа выполняют так, чтобы ниппель воздушной камеры устройства смотрел вниз. Крепление бака-расширителя в закрытых отопительных системах с настенным двухконтурным котлом выполняется с использованием специальных фитингов – «американки». Перед его установкой необходимо установить кран, для проведения ремонта и технического обслуживания.

Перед запуском котлоагрегата проверяют работоспособность бачка, для чего закрывают вход рабочего агента в него. Затем открывают систему, пока давление на манометре не достигнет единицы. После чего открывают вентиль на резервуар, и контролируют показание давления по манометру. Если бак-расширитель функционирует исправно, давление поднимется на 0.2 атм, поскольку из него в систему поступит дополнительная жидкость. Расширительный сосуд закрепляется к стенке. Для того чтобы подключать его, к корпусу прикреплены специальные монтажные планки, с отверстиями для крепежа, положение корпуса устанавливают по уровню.

Расчет объема бака

Наиболее доступный метод расчета бачка в системе теплоснабжения:

Умножают на 0.08 объем теплоносителя в системе. Его определяют путем умножения 15 литров на 1 кВт тепловой нагрузки. Для системы 15 кВт, для жилого домовладения 150 м2 потребуется расширительный бак емкостью:

15 кВт Х 15 л Х 0.08 = 18 литров.

Можно также установить минимальный объем по формулам:

Объем расчетного сосуда V = (Vсум x Eрас)/Dм, где:

• Vсум – общий объём сети.
• Ерас — коэффициент, учитывающий тепловое расширения среды
• Dм – эффективность бака-расширителя.

Например, для объекта с 300 м2, высотой системы отопления 5 м и тепловой мощностью 44 кВт, объем гидроаккумулирующей емкости составит:

• Vос = 30 x 15 = 450 л.
• P м = 2.5 бар
• P о = 0.5 бар

D = (2.5 – 0.5)/(2.5 + 1) = 0.57

Vрб = 450 x 0.04/0.57 = 31.57 литров

Также можно выполнить расчет с помощью применения онлайн калькуляторов:

например для жилого дома – 150 м2, начальным давлением в сети – 1.5 бар, максимальным давлением – 3.0 бар, программа определяет объем бака – 17 литров.

Подбор модели

После того как будет установлен необходимый минимальный объем расширительного бачка, по каталогам производителей в интернете или магазине сантехнике выбирают нужную модель.

Баки выпускаются стандартных размеров, очень редко, расчетный объем в точности совпадает со стандартным типоразмером. По этой причине, полученный результат округляют в большую сторону.

Например, если нужно выбирать расширитель из модельного ряда «ROZ-NAVI», для примера онлайн калькулятора :

При расчетном показателе – 18 литров выбирают модификацию ROZ-NAVI 35.

Для больших тепловых объектов, расчетные объемы гидроаккумулятор имеют показатели, когда они не проходят в стандартные двери. В таком случае одну емкость можно заменить на несколько менее объемных, выполнив их соединение последовательно. При этом важно, чтобы их общий объем равняться или был выше расчетного.

Способы подключения

Монтажная схема гидроаккумулирующей емкости зависит от вида отопительной системы: открытая или закрытая и модификация бака. Очень важно правильно установить емкость, чтобы она могла надежно компенсировать удельное расширение теплоносителя. Во внутридомовой системе отопления могут быть установлены не один, а несколько баков.

При установке расширителя в открытой системе в чердачном помещении придерживаются таких правил:

1. Бак размещают над котлом по прямому стояку подающей магистрали.
2. Корпус бака требуется тщательно теплоизолировать.
3. Должен быть выполнен монтажный перелив в канализацию.

Самым универсальным вариантом установки гидроаккумулирующего бака закрытой системе отопления — включение его на подачу, перед всасывающим патрубком центробежного насоса. Такая схема обеспечивает внутридомовую систему теплоснабжения устойчивым режимом работы.

В закрытых системах отопления, использующих незамерзающий антифриз, объем бака увеличивают на 15% от общего объема, поскольку он имеет высокий коэффициент теплового расширения.

Первый запуск

Для того чтобы правильно выполнить подключение расширительного бака нужно тщательно изучить заводскую инструкцию, в которой прописываются предельные параметры работы по давлению и температуре среды, схема и инструкция подключения.

После выполнения монтажных работ до заполнения емкости рабочей средой, в нее через воздушный ниппель насосом накачивают воздух, и контролирую показания по манометру. Иногда фирма-производители реализуют сосуды, уже заполненные воздухом либо аналогичной средой с рабочими параметрами.

Первоначальное давление должно быть на 0.2 бар больше статических показателей в сети, это выполняется, чтобы снизить риск создания вакуумной среды.

После этого открывают подпиточный вентиль и набирают систему вместе с сосудом до начального давления свыше 0.3 бар от первоначального давления в воздушном секторе. В техдокументации котла обозначено самое низкое давление контурной воды, ниже которого агрегат не сможет включиться.

Далее, запускают котел в работу и нагревают теплоноситель до допустимой рабочей температуры. В процессе нагрева удаляют воздух из сети, и контролируют давление. Останавливают электронасос и открывают подпиточный кран и доводят давление в горячей системе до рабочего показателя.

Техника безопасности при установке

Исходя от конструкции гидроаккумулирующего бака и используемых материалов, фирмы устанавливают некоторые ограничение в работе систем теплоснабжения.

Обычно, это касается коррозионной активности жидкой среды в системе. К примеру, ограничивается процент содержание этиленгликоля.

Условия использования таких устройств прописаны в заводских инструкциях, к общим требованиям безопасности относятся:

1. Эксплуатация бачка при давлениях, выше допустимого размера.
2. В точке монтажа емкости к системе теплоснабжения, необходимо размещение группы безопасности, срабатывающей при превышении давления в сети.
3. В автономных системах отопления применяют сборники с предельным давлением не менее 3.0 бар.

Расширительный бак своими руками

Все виды работ, связанные с установкой, подсоединением и наладкой расширительного бачка, не относятся к особо сложным и могут выполняться домашними мастерами самостоятельно.

Тем более, для них этот опыт будет полезным, потому что в процессе эксплуатации расширителя потребуется знать, как в нем корректировать показатель давление. Кроме того расценки на такие работы довольно высокие.

Для того чтобы выполнить гидроаккумулирующую емкость небольшого объекта отопления, подойдет сосуд 10-12 литров, в зависимости от полученного расчетного результата по объему.

Можно расширитель выполнить из листовой стали. Выполняют разметку стального листа, предварительно выполнив карту раскроя из бумаги. Такой метод поможет вырезать детали с меньшими потерями металла. При стыковке листов, в обязательном порядке, учитывают толщину круга шлиф машинки, которая сможет «съесть» пару миллиметров. Все операции выполняют скрупулезно с дальнейшей зачисткой кромок.

Корпус сосуда складывается из 5 или 6 прямоугольников, исходя из необходимости изготовления крышки. При надобности можно верхнюю часть крышки поделить на 2 детали таким образом, приварить одну часть к основанию, а вторую — на завесы.

Вырезанные детали устанавливают под 90 градусов и приваривают. Метод сварки: газосварка хорошо подходит для 2-х мм стали, а 4 мм нужно соединять электросваркой.

В днище корпуса выполняют отверстие для патрубка подающего теплоносителя. В конструкцию емкости устанавливают врезки для подпитки системы и аварийного дренажа, выше максимального допустимого уровня заполнения сборника, с тем, чтобы избежать перелива воды.

После выполнения сварочных работ и обвязки с трубами отопления, емкость утепляют, чтобы вода не замерзла.

Сквозь просвет в крышке вода из сборника испаряется и в систему отопления поступает воздух. Это может привести к перегреву труб и низкой скорости циркуляции в системе отопления.

Для того, чтобы разрешить данную проблему, специалисты советуют залить в бак незначительное количество масла. Жировая пленка защитит теплоноситель от проникновения воздуха.

Таким образом, подводя итог можно подчеркнуть, что расширительный бак в системе отопления частных домов — обязательное защитное устройство, для стабилизации давления в сети во время запуска ее из холодного состояния.

Чтобы обеспечить надежную защиту, потребуется выполнить расчет необходимого объема емкости, и сделать выбор модели по каталогам в интернете или в торговой сети.

Проектирование открытой системы отопления: основные требования к схеме, комплектующим и монтажу

Самостоятельное проектирование, подбор компонентов и монтаж отопительной системы является одним из самых сложных мероприятий. Чаще всего стараются изначально уменьшить сложность выполнения этих этапов. Для этого отдают предпочтение открытой системе отопления. Расширительные баки, схемы, насосы – как правильно определить оптимальные параметры для этих компонентов теплоснабжения?

Особенности обустройства открытого отопления

Классическая система отопления открытого типа для частного дома отличается от закрытой показателем давления. Оно равно атмосферному. Поэтому для обустройства этого типа теплоснабжения требуется значительно меньше комплектующих, точных расчетов. Но это не значит, что схема открытого отопления может составляться непрофессионально.

Для автоматической стабилизации давления теплоносителя в трубах в системе предусмотрен открытый расширительный бак для открытого отопления. Именно конструкция этого компонента отличает схему открытого теплоснабжения от закрытого. Движение теплоносителя может осуществляться двумя способами:

• За счет теплового расширения горячей воды. Для этого необходим разгонный стояк. По такой схеме проектируется открытая система отопления с естественной циркуляцией;
• Установка насосного оборудования. Оно позволяет увеличить скорость движения теплоносителя. Насос в открытой системе отопления необходим, если общая протяженность магистралей превышает 25 м.

Кроме этого необходимо уменьшить показатель трения воды при ее прохождении через трубы. Для этого диаметр последних должен составлять не менее 30 мм. В противном случае будет возрастать гидравлическое сопротивление, что уменьшит естественную циркуляцию.

Определяющим компонентом в схеме является котел для открытой системы отопления. Важно не только правильно подобрать конструкцию и принцип работы прибора, но и соблюсти все правила установки.

Несмотря на то что себестоимость схемы открытой системы отопления с насосом будет значительно ниже, чем у аналогичной закрытой системы – монтаж первой отличается сложностью. Это обязательно нужно учитывать при проектировании теплоснабжения.

Выбор схемы открытого теплоснабжения

На первом этапе проектирования важно правильно подобрать схему открытой системы отопления с насосом. Она зависит от параметров дома, требуемого теплового режима работы теплоснабжения и финансовых возможностей.

Рассмотрим основные параметры, которые напрямую будут влиять на выбор и дальнейший расчет открытой системы отопления:

• Общая площадь отапливаемых помещений. Если эта характеристика меньше 60 м² – можно устанавливать гравитационную систему;
• Этажность дома и высота потолков. Для гравитационной системы обязательным условием является наличие разгонного стока. Без него может появиться воздух в открытой системе отопления и ухудшится циркуляция;
• Расчетный тепловой режим работы. Для низкотемпературного применяется открытая система отопления с циркуляционным насосом. В противном случае небольшое расширение воды не создаст необходимую циркуляцию.

Только после тщательного анализа этих показателей, а также расчета тепловых потерь в доме можно решить – поставить отопление открытого типа с насосом или без него.

Лучше всего вычислять тепловые потери здания с помощью специализированных программ. Их демо-версии распространяются бесплатно.

Гравитационная отопительная система

Главным отличием гравитационной от остальных является полное отсутствие каких-либо механизмов для принудительного движения жидкости по трубам. Т.е. это процесс осуществляется только за счет температурного расширения горячей воды.

Для корректной работы теплоснабжения в обязательном порядке устанавливается разгонный стояк. Он монтируется непосредственно после котла и располагается вертикально. Его высота должна быть не менее 3,5 м. Если это условие не выполнить – то нагретая жидкость, идущая от котла для открытой системы отопления, не будет иметь достаточной скорости.

Помимо этого фактора необходимо учитывать такую специфику организации открытой системы отопления с естественной циркуляцией:

• Обязательный уклон труб. Подающая магистраль от стояка должна быть наклонена в сторону отопительных приборов. Обратная – к котлу. Уровень наклона – 1 см на каждый метр;
• Котел располагается в самой низкой точке схемы;
• Для нормальной работы нужны расширительные баки открытого типа для систем отопления. Они также монтируются для схем с принудительной циркуляцией.

Устанавливать электрокотел для открытой системы отопления гравитационного типа не рекомендуется. Так же, как и газовый аналог. Это объясняется высокой вероятностью появления воздушных пробок, которые могут привести к перегреву теплообменника.

Для увеличения эффективности работы в открытой схеме отопления с естественной циркуляцией диаметр трубы разгонного стояка должен быть на 1 размер меньше, чем сечение основной магистрали.

Принудительная циркуляция в отоплении

В последнее время владельцы частных домов и дач модернизируют отопительную систему, устанавливая всего лишь один компонент – насос. Он предназначен для улучшения циркуляции теплоносителя.

В целом обустройство открытой системы отопления с циркуляционным насосом ничем не отличается от вышеописанного. Важно правильно выбрать место установки насоса. Он монтируется на обратной трубе перед ее входом в котел отопления. Оптимальное расстояние должно составлять 1,5 м.

Для этой схемы открытого отопления необходимо учитывать следующие моменты:

• Насос устанавливается на байпасе. Это необходимо для обеспечения циркуляции воды в случае его поломки или отключения электричества;
• Обязательно монтируется обратный клапан. Он предотвратит появление эффекта обратной циркуляции;
• Во время монтажа учитывается направление движения теплоносителя.

Преимущество использования схемы отопления открытого типа с насосом заключается в уменьшении инертности системы. Из-за увеличения циркуляции батареи и радиаторы будут нагреваться быстрее.

Для открытой схемы отопления с циркуляционным насосом следует рассчитать его параметры – напор и производительность.

Комплектация открытой системы отопления

Помимо насоса в открытой системе отопления следует подобрать и другие компоненты. От правильности выбора будет зависеть работоспособность и эффективность всей схемы теплоснабжения.

Для правильного расчета открытой системы отопления в первую очередь вычисляется ее номинальная мощность. Если теплоизоляция здания хорошая – можно взять соотношение, что на 10 м² площади потребуется 1 кВт тепловой энергии. Для более точного расчета рекомендуется воспользоваться специальными программами. С их помощью можно составить корректную схему открытого теплоснабжения, вычислить оптимальные характеристики ее компонентов.

Для минимальной комплектации отопительной системы понадобятся такие элементы:

• Котел;
• Расширительный бак;
• Трубопроводы;
• Радиаторы и батареи.

Требования к последним двум невысокие. Чаще всего для обустройства теплоснабжения применяют полимерные трубы. Но специалисты рекомендуют для разгонного стояка использовать стальную трубу. Это объясняется высокой температурой в этой части системы отопления открытого типа для частного дома.

Практически все модели полимерных труб рассчитаны на температурное воздействие не выше +90°. Это следует учитывать при комплектации системы.

Выбор котла для открытого отопления

В первую очередь необходимо предупредить, что установка газовых и электрокотлов для открытой системы отопления запрещена. Нередко в системе образуются воздушные пробки, которые негативно повлияют на работу оборудования и могут привести к аварийным ситуациям. Поэтому единственной альтернативой остаются твердотопливные модели или котлы, работающие на дизельном топливе.

Установка котла должна выполняться согласно всем требованиям. Он располагается в отдельном помещении, где нельзя хранить топливо. Котельная должна иметь принудительную циркуляцию воздуха. Для оптимизации работы оборудования рекомендуется установка сэндвич-дымоходов.

Помимо этих факторов существуют специфические требования для нормальной адаптации котла открытой системы теплоснабжения:

• Нельзя устанавливать котлы длительного горения. Они рассчитаны для низкотемпературного режима работы системы. В таком случае расширение теплоносителя будет недостаточно для циркуляции;
• Если в системе не установлена насосная группа – необходим отдельный монтаж обратного клапана;
• Котел в системе теплоснабжения открытого типа для частного дома должен располагаться в самой низкой точке схемы.

Если в комплектацию оборудования не входит температурный датчик – его следует установить отдельно. Для точности измерения он монтируется на подающей трубе непосредственно после котла.

Для удаления воздуха в открытой системе отопления установка воздухоотводчика не поможет решить проблему. Он работает только если давление в системе превышает атмосферное.

Модели расширительных баков для открытой системы

Для компенсации теплового расширения теплоносителя и своевременного контроля его уровня необходим монтаж расширительного бака для открытого отопления. Он располагается в самой высокой точке системы и может выполнять сразу несколько функций.

Сначала выполняется расчет оптимального объема расширительного бака открытого типа для систем отопления. Он должен составлять как минимум 5% от количества теплоносителя в системе. В стандартной конструкции есть 3 патрубка, которые выполняют следующие функции:

• Входящий патрубок. С его помощью происходит подключение расширительного бака к открытой системе отопления. Обычно его диаметр на 1 размер меньше, чем у разгонного стояка, к которому выполняется монтаж. Поэтому необходим переходник;
• Труба циркуляции. Через нее горячая вода поступает дальше по магистрали;
• Сигнальный патрубок. Необходим для оповещения о критическом снижении уровня теплоносителя. При открытии крана из него не идет вода – следует дополнить систему.

Дополнительно можно модернизировать расширительный бак для открытого теплоснабжения. В некоторых случаях он может выполнять функцию узла подпитки. Для этого необходим дополнительный патрубок, который подключается к водопроводу. При критическом снижении объема горячей воды можно оперативно дополнить систему, открыв запорную арматуру.

Существует несколько схем монтажа расширительного бака. Для теплоснабжения открытого типа с насосом он может монтироваться на дальнем стояке. Такой вариант применяется редко, так как эффективность подобной схемы крайне низка. Чаще всего расширительный бак устанавливается на ближнем стояке для своевременного контроля состояния отопления.

Запрещено использовать полимерные материалы для изготовления расширительного бака. Для этого лучше всего подойдет сталь.

Монтаж открытого отопления своими руками

После корректного расчета открытой системы теплоснабжения и подбора всех компонентов можно приступать к монтажу. Предварительно рекомендуется составить схему расположения всех элементов с их техническими характеристиками.

Сначала определяемся со схемой разводки труб. Она может быть следующих типов:

• Однотрубная. В ней приборы подключаются к системе последовательно. Достоинства – простой монтаж, минимум расходных материалов. Недостатки – быстрое остывание теплоносителя;
• Двухтрубная. Для отвода остывшей воды монтируется обратная магистраль. Таким образом можно оптимизировать тепловое распределение по всей системе.

В любом случае необходим монтаж расширительного бака открытого типа для систем теплоснабжения. Для разветвления трубопроводов устанавливаются тройники. Коллекторные схемы для открытой системы отопления с насосом не применяются.

Работы лучше всего осуществлять в летний период. Установка трубопроводов требует особого внимания, так как в обязательном порядке необходимо соблюдать угол наклона. При недостаточном значении этого параметра возможно значительное ухудшение циркуляции горячей воды.

В видеоматериале можно ознакомиться со спецификой работы отопления при естественной и принудительной циркуляции:

Открытая отопительная система

В данной системе поддерживается атмосферное давление, так как она напрямую сообщается с атмосферой через расширительный бак открытого типа. Такой бак располагается в самой высокой точке системы – обычно на чердаке.

Желательно, чтобы от котла к расширительному баку шел прямой вертикальный стояк. Делается это для того, чтобы через этот бак выходили пузырьки воздуха. Наибольшее количество воздуха образуется в воде после нагрева, поэтому лучше, чтобы сразу воздух выходил наружу через вертикальный стояк и расширительный бак.

Открытую отопительную систему делают тогда, когда нет денег на закрытую систему. Ведь открытая система может обойтись без целого ряда узлов:

• Манометр – попросту не нужен, так как давление в системе всегда будет атмосферное + давление столба воды.
• Группа безопасности – также не нужна, так как давление в системе не может повысится – ведь она открытая. Вода попросту наполнит расширительный бак.
• Закрытый расширительный бачок – также не используется, так как его роль исполняет открытый расширительный бак.

Но зато воду надо периодически подливать, иначе она просто испариться. Ведь вода в системе горячая! И она будет усиленно испаряться, как из чайника. Так что доливу воды надо уделить особенное внимание. А лучше поставить систему автоматического долива. Но в целом такая система обходится дешевле, чем закрытая система с циркуляционным насосом.

Открытая отопительная система может работать КАК НА ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ, ТАК И НА ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ.

Для этого надо соблюсти ряд правил:

• Циркуляционный насос должен ставится ДО котла на обратке. Иначе насос своим напором просто сделает «фонтан» в открытом расширительном баке.
• Циркуляционный насос должен идти через байпас. При перекрытии байпаса будет работать насос, при открытии байпаса и выключении насоса будет работать самотек.
• Трубы должны быть большого диаметра, с соблюдением уклонов, в общем по всем правилам ОТОПЛЕНИЯ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ.
• Горизонтальные части отопительного трубопровода должны иметь обязательный уклон — примерно 3 см на метр трубы.
• Минимум углов, редукционных переходов, вентилей. Краны желательно использовать только шаровые. Это уменьшит гидравлическое сопротивление в системе. (если открытая система проектируется на естественную циркуляцию).

В открытой отопительной системе лучше осуществляется самотек за счет разности плотности горячей воды и холодной воды. Поэтому такую систему используют в основном для гравитационной системы отопления.

Открытая отопительная система с естественной циркуляцией имеет ряд особенностей:

• Много растворенного воздуха в системе, что может привести к коррозии внутренних металлических элементов в системе.
• Большая инертность системы. После включения нагрева дом нагревается медленно. Прогревать систему надо постепенно, иначе вода попросту закипит в котле, в то время как в радиаторах она будет еще холодная.
• Дом прогревается равномерно
• Большая разница температур между подачей и обраткой
• Расход топлива больше (низкий КПД), чем в закрытой системе с циркуляционным насосом
• Независимость от электричества
• Система простая, в ней практически нечему ломаться. Достаточно простой монтаж.
• Эстетически не слишком хорошая, т.к. используются трубы большого диаметра, а порой и в качестве радиаторов используются трубы повышенного диаметра
• Система достаточно громоздка
• Нельзя в системе использовать антифриз
• Вода из системы постепенно испаряется, поэтому ее надо периодически доливать. Желательно установить автоматический долив.
• Котел надо устанавливать в самой низкой точке системы. Лучше всего – в подвале, либо в каком нибудь углублении.
• Расширительный бак устанавливается в самой высокой точке системы. Если установить его на чердаке – его надо утеплить.
• Бесшумная работа, из за отсутствия циркуляционного насоса

Но тем не менее эту систему с успехом использовали и используют при монтаже отопления в небольших частных домах высотой в 1 или 2 этажа.

Опишем всю систему по порядку:

Отопительный котел

В открытой системе можно использовать любой котел:

• Газовый
• Дизельный
• Твердотопливный
• Электрический

Трубы отопления

Как мы и писали они должны быть большого диаметра. Подробнее про подбор диаметра труб отопления читайте ЗДЕСЬ. Горизонтальные участки должны иметь обязательный уклон – 3-4 см на метр трубопровода. Система должна быть как можно проще, чтобы гидравлическое сопротивление было меньше. Использовать меньше угольников, тройников, редукционных переходов и пр.

Расширительный бак

Располагается на чердаке. Поскольку обычно чердак – это неотапливаемое помещение, то бак надо утеплить, иначе зимой вода в нем может замерзнуть. Бак компенсирует температурные колебания уровня воды. К тому же иногда в системе может закипеть вода (бывает если слишком быстро начать топить котел), а пузырьки значительно увеличивает объем. Для этого и служит излишний объем в расширительном баке.

Желательно предусмотреть возможность дренажа излишней воды из бака при переполнении. Для этого воду можно вывести либо в канализацию, либо просто на улицу.

Следует иметь в виду, что вода из открытой системы испаряется. Поэтому необходима подпитка системы водой. Делать это можно вручную, периодически залезая на чердак и подливая воду, а можно сделать расширительный бак по подобию унитаза – с автоматической доливкой воды.

Но так делают редко. Обычно просто используют емкость.

Сверху бак лучше закрыть крышкой, чтобы меньше испарялась вода.

Циркуляционный насос

Должен располагаться так, чтобы была возможность естественной циркуляции, при аварийном отключении электричества.

Насос стоит на отводе от основной подающей трубы. В норме шаровой кран 1 на подающей трубе перекрыт, и работает циркуляционный насос, нагнетая воду в систему отопления.

Но когда происходит аварийное отключение электричества, то насос перестает работать. В этом случае открывают Кран Шаровой 1 и вода начинает циркулировать по системе самотеком, разумеется более медленно.

Но для перекрытия шарового крана 1 необходим человек! Поэтому обычно вместо него ставят обратный клапан с расширением. В таком обратном клапане гидравлическое сопротивление намного меньше, чем в классическом.

Отопительные приборы

В системах с естественной циркуляцией можно использовать только радиаторы, а также толстые трубы в качестве радиаторов (у них меньше гидравлическое сопротивление).

А вот конвекторы увы использовать нельзя – через них естественная циркуляция попросту не пойдет.

Резюмируя вышесказанное – открытая система – это прошлый век. Медленный прогрев, большая инертность системы, большое количество растворимого воздуха, громоздкость труб, низкий КПД делают ее непривлекательной для современных отопительных систем. Так что ее используют в крайних случаях – например в местности, где часто отключают электричество.

Самые популярные сейчас это закрытые системы с принудительной циркуляцией теплоносителя двухтрубные или коллекторно-лучевые.