Мембранні баки для опалення розрахунок, встановлення, принцип роботи

Для будь-якої закритої системи опалення необхідно передбачити пристрій компенсації розширення теплоносія. Це необхідно для збереження цілісності труб, радіаторів та теплообмінника котла. Крім стандартного повітровідвідника обов'язково монтуються мембранні баки для систем опалення: установка, розрахунок, принцип роботи яких безпосередньо впливають на ефективність нагрівання житлового будинку.

Призначення та особливості мембранних баків для опалення

Спочатку необхідно дізнатися про функціональні якості цього пристрою. При нагріванні води в трубах відбувається природне розширення та підвищення тиску. Якщо значення перевищує нормовану величину, необхідний механізм стабілізації. Саме для цього призначені мембранні баки для систем опалення, які можуть відрізнятися за технічними і конструктивними характеристиками.

Вони є герметичну ємність, розділену на 2 області - водяну і повітряну камери. Між ними розташовується еластична мембрана. Для підключення водяний передбачений відповідний патрубок, а повітряній камері розташовується система нагнітання тиску. Принцип роботи розширювального мембранного бака для системи опалення полягає у збільшенні корисного об'єму внаслідок усунення еластичної мембрани у бік повітряної камери. Для цього необхідно підключити водяний патрубок до опалювальної труби, а в повітряній камері створити тиск, величина якого не повинна перевищувати номінальний для системи опалення.

Установка мембранного бака в системі опалення має такі переваги:

Автоматична стабілізація критичного розширення теплоносія;
Відсутність втрат водиза рахунок випаровування;
Можливість встановлення як системи з дистильованою водою, так і з антифризом;
Простий монтаж та заміна мембрани при перевищенні терміну її експлуатації.

Але як правильно підібрати мембранний бак для опалення, принцип роботи якого є настільки простим? Для цього спочатку необхідно ознайомитись з його різновидами.

Мембранний бак для опалення за принципом роботи схожий на аналогічний для системи водопостачання. Але конструкція останнього не розрахована на високу температуру. Виробники маркують їх синім кольором, а опалювальні – червоним.

Види мембранних баків

На перший погляд, конструкція пристрою досить проста. Однак для різних систем нагрівання зі специфічними технічними характеристиками слід підбирати правильну модель розширювального мембранного бака для опалення. Розглянемо найпопулярніші моделі, які можна встановлювати як у побутовій, так і в промисловій системі.

Фіксований бак

Їх особливістю є те, що мембранний бак для опалення за інструкцією не є розбірною. тобто. еластична мембрана не може бути демонтована та замінена на нову. Незважаючи на такий, здавалося б недолік, ці моделі мають одну істотну перевагу – доступну вартість. Саме тому вони встановлюються для невеликих систем опалення із відносно стабільним тиском у трубах. Найчастіше розрахунок мембранного бака для опалення має на увазі постійний показник тиску в повітряній камері, який виробник вказує додатково. Але якщо є можливість перевищення критичного показника розширення теплоносія – необхідно встановлювати інший тип конструкції.

Фланцеві зі змінною мембраною

Для встановлення новоїмембрани у конструкції передбачено фланець, на якій вона монтується. Таким чином, можна регулювати об'єм мембранного бака для опалення, встановлювати еластичні примочки з різними показниками пружності. Подібні моделі монтуються для систем опалення з великою ймовірністю перевищення тиску у трубах. В першу чергу це стосується твердопаливних котлів, де неможливе оперативне регулювання рівня нагрівання води. Баки можуть виготовлятися горизонтального та вертикального типу. Для заміни мембрани необхідно зняти фланець, демонтувати стару та на її місце встановити нову. Найбільш популярним виробником подібних моделей є компанія Wester, мембранний бак для опалення, який можна зустріти і в приватному будинку, і в системі нагріву виробничого цеху.

Корисний об'єм мембранного опалювального бака залежить від форми. Для великих систем краще вибирати циліндричні конструкції, а плоскі моделі будуть оптимальні для опалення з малою протяжністю труб.

Розрахунок мембранного бака

Однак вибір конструкції не є єдиним параметром мембранних мембран для системи опалення. Важливою величиною є об'єм в одній камері, а саме коефіцієнт її заповнення. Правильний розрахунок мембранного бака для опалення неможливий без наступних параметрів:

Загальний обсяг теплоносія у системі – С. Як відомо зі шкільного курсу фізики при підвищенні температури на кожні 10 градусів рідина збільшується на 0,3%. Саме це насамперед вплине обсяг заповнення бака;
Максимальне та мінімальне значення тиску в системі. Найчастіше критичне значення вбирається у 5 атм;
Коефіцієнт заповнення (Кзап). Вона безпосередньо залежить від показників тиску у трубах. У таблиці можназнайти необхідне значення певного мембранного бака. В інструкції виробник вказує номінальну величину коефіцієнта заповнення.

Також слід враховувати коефіцієнт розширення води Е, який дорівнює 0,034 при 85°С. Далі розрахунок виконується за такою формулою. Припустимо, що загальний об'єм системи опалення становить 410 л, мінімальний тиск дорівнює 1 атм, а максимальний – 3,5 атм. Коефіцієнт заповнення тоді дорівнюватиме 0,55, а корисний обсяг бака дорівнює.

Це оптимальна розрахункова величина об'єму бака для опалення. У разі потреби вона може бути змінена у бік збільшення, але не більше ніж на 15%.

Точний розрахунок об'єму мембранного бака для опалення рекомендується робити лише після ознайомлення з інструкцією виробника. У ній наведено всі необхідні дані для обчислень, а також можливі похибки та відхилення.

Етапи встановлення бака

Для кваліфікованої установки мембранного бака у систему опалення необхідно, щоб приміщення відповідало експлуатаційним умовам. Температура в ньому не повинна опускатися нижче 0 градусів за стабільного показника вологості. Потрібно визначити місце монтажу, оскільки системі властиві перепади тиску під час її запуску. Тому не рекомендується встановлення розширювальних мембранних баків для опалення одразу після котла на вихідній трубі.

Наступним критерієм є відсутність завихрення потоків води, які можуть симулювати перевищення тиску. Найкраще монтувати мембранні баки для систем опалення на зворотній трубі перед циркуляційним насосом. Технологія установки полягає у виконанні наступних етапів:

Врізання в трубопровід. Зазвичай діаметр патрубка розширювального бакаскладає 3/4. Тому у зворотній трубі потрібно встановити відповідний канал з різьбленням;
Установки не повинні перешкоджати предметам або елементам системи. Зовнішнє механічне навантаження на бак виключається;
Як прокладки найкраще використовувати паронітові моделі, так як вони добре витримують тиск і високі температури;
Мембранний розширювальний бак обов'язково комплектується повітряним клапаном. Він необхідний для стабілізації та регулювання тиску повітряної камери.

Щоразу при запуску закритої системи опалення на мембрану впливатиме підвищений показник тиску. Тому рекомендується не рідше 1 разу на 2 роки перевіряти стан та у разі потреби виконувати її заміну.

Це типова схема установки, яка не враховує особливостей конкретної системи опалення та її складових елементів. Під час монтажу слід уникати частих помилок, які можуть спричинити неправильне функціонування баків мембрани для систем опалення. Насамперед – встановлення максимального значення тиску в повітряній камері. Вона має бути меншою за розрахунковий критичний на 10-15%. В іншому випадку мембрана не розширюватиметься у бік камери, що призведе до пориву труб і виходу з ладу радіаторів опалення. Щоб уникнути цього, необхідно встановити манометр, що рекомендує компанія Wester, чиї мембранні баки для опалення характеризуються високою надійністю.

Для встановлення мембранного бака в систему опалення необхідно переконатися у відсутності такого в опалювальному котлі. Якщо його обсягу буде недостатньо за розрахунками – можна монтувати додатковий бак.

Поради щодо вибору мембранного бака

Насамперед необхідно визначитися з конструкцією мембранногорозширювального бака, призначеного для опалення. Якщо не очікуються критичні стрибки тиску, загальний об'єм теплоносія малий – можна вибрати недорогу модель фіксованого типу. У всіх інших випадках необхідні мембранні баки для систем опалення розбірного типу, так як набагато дешевше поміняти еластичну мембрану, ніж всю конструкцію. Крім цього, при виборі слід враховувати такі фактори:

Товщина металу. Вона має становити не менше 1 мм;
Захисне внутрішнє та зовнішнє покриття. Так як всі мембранні баки, розраховані для систем опалення, виготовляються з металу - корозійні процеси не повинні вплинути на їх цілісність;
Зменшення теплових втрат завдяки додатковому ізоляційному шару. Відносно великий об'єм водяної камери може негативно зашкодити зниженню температури води в трубах. Якщо в конструкції не передбачено теплоізоляційний шар - його можна зробити самостійно, використовуючи спінений поліетилен або аналогічний матеріал;
Звертати увагу на конструкцію. За інструкцією мембранний бак для опалення може бути горизонтальним або вертикальним. Встановлення в іншому положенні заборонено.

І найголовніше – слід купувати моделі лише перевірених виробників. До них можна віднести розширювальні баки для опалення компанії Wester. Поряд із нею хорошими показниками якості характеризується продукція компаній Zilmet (Італія), Aquasystem (Італія) та Sprut (Китай). Їхня середня вартість становить від 2 до 5 тис. рублів залежно від обсягу.

Незважаючи на хороші експлуатаційні якості, додатково до розширювальних мембранних баків системи опалення встановлюється спускний запобіжний клапан. Якщо значення тиску в трубах перевищитькритичне навіть для розширювального бака – клапан видалить надлишки води.