Розширювальний бак
Як працює розширювальний бак? Розширювальний бак починає працювати, коли нагріта в системі опалення рідина збільшується в об'ємі та шукає додатковий простір. Річ у тім, що з нагріванні котла рідина збільшується обсягом приблизно 0,3% на кожні 10 °З. Виходить, що з підвищення температури на 70 °З початковий обсяг води збільшується приблизно 3%. Якщо вода не потрапить у бак, можуть потекти труби та лопнути котел.
Які існують типи розширювальних баків? Існує два типи розширювальних баків - відкритий та мембранний. Перший тип використовується при відкритій системі опалення, другий при закритій.
Де встановлюють розширювальний бак? Відкритий розширювальний бак встановлюють у верхній точці системи, мембранний - поруч із котлом.
У чому переваги використання мембранного бака? Використання мембранного бака має такі переваги: — трубу бака не потрібно проводити на горище, оскільки бак мають поруч із котлом; — термін експлуатації котла та радіатора продовжується, оскільки відсутній контакт води з повітрям; - є можливість створити додатковий тиск, завдяки чому знижується ризик утворення повітряних пробок у верхніх радіаторах.
На що звернути увагу при виборі мембранного бака? У системі опалення розширення води, а значить, і навантаження мембрани йде повільно і протягом усього часу роботи системи змінюється незначно. А ось температура рідини під час експлуатації системи може сягати 90 °С. Саме тому при виборі розширювального бака слід звернути особливу увагу на мембранний матеріал, який не повинен руйнуватися під впливом високої температури. Щоправда,Універсального матеріалу для мембрани ще не винайшли. Тому при виборі бака необхідно звернути увагу на такі характеристики мембрани: робочий діапазон температур; - динамічність роботи; - довговічність; - стійкість до впливу води; - санітарно-гігієнічні вимоги. Також слід звернути увагу на матеріал, з якого виготовлений корпус бака. Чим він міцніший, тим довше прослужить.
Важливо правильно підібрати об'єм бака — він повинен бути таким, щоб навіть при сильному нагріванні системи тиск у ній не перевищував максимально допустимого значення.
Які існують типи мембранних баків? Існує три основні типи мембранних баків: — баки з фіксованою мембраною; - фланцеві баки зі змінною мембраною; - безнапірні баки.
Як влаштований бак із фіксованою мембраною? Бак із фіксованою (запресованою) мембраною, як правило, встановлюють у невеликих опалювальних системах. Діафрагмова мембрана такого бака жорстко закріплена на його периметрі перерізу. В одній камері бака знаходиться теплоносій, в іншій – повітря. При цьому у початковому положенні весь об'єм бака заповнений повітрям. Зовнішня поверхня пристрою покрита емаллю, а внутрішня – епоксидною водостійкою фарбою.
Як працює бак з фіксованою мембраною? Під тиском повітря мембрана притиснута до внутрішньої поверхні бака. При підвищенні температури в системі збільшується об'єм рідини, зростає тиск і вода надходить у розширювальний бак, віджимаючи мембрану. При цьому повітря в протилежній камері стискається.
Які недоліки бака з фіксованою мембраною? Основний недолік такого бака - неможливість заміни мембрани у разі її підвищеної вологопроникності або розриву.
Як уникнути розриву мембрани? Варто відзначити, що при нормальній роботі максимальне розширення рідини в опалювальній системі відбувається тільки в момент її пуску. Потім тиск змінюється плавно, без різких стрибків. Саме тому мембранний бак може прослужити досить довго за умови правильної експлуатації системи опалення. Головне, що потрібно робити, - це перевіряти наявність тиску повітря в баку перед початком опалювального сезону. Для цього потрібний стаціонарний манометр.
У розширювальному баку газ може стиснутись лише до певного значення, яке характеризує міцність системи. Для цього встановлюють запобіжний клапан, що відрегульований до певної величини тиску, як правило, 3,5-4 бар.
Що є баками зі змінною мембраною? Фланцеві баки зі змінною мембраною мають форму груші або кулі. Вони виготовлені з еластичного матеріалу і широко використовуються в системах опалення та водопостачання. Рідина в такому баку знаходиться всередині мембрани і не торкається металевої поверхні бака, тому внутрішня поверхня пристрою не вимагає водозахисного покриття. Частини бака, що контактують з водою, виконані з нержавіючої сталі або матеріалів зі спеціальним покриттям.
Як закріплюється змінна мембрана? Змінна мембрана може закріплюватися як горизонтально, і вертикально. Найбільш поширене горизонтальне розташування, при якому мембрана заповнюється рідиною симетрично, завдяки чому додаткові навантаження, що розтягують, відсутні, і виключається ризик розриву мембрани. При пошкодженні заміна проводиться через фланець, який закріплений болтами. Вертикальне розташування виправдане при великих розмірах бака. Мембрана прикріплюється заднім кінцемдо ніпелю за допомогою різьблення.
Що є безнапірний бак? Безнапірний бак є частиною автоматичної розширювальної системи, керованої компресором. Такі системи розраховані на опалення приміщень великої площі. Річ у тім, що з забезпечення теплом великих об'єктів, котрим розрахункові обсяги баків становлять кілька . тисяч літрів, гостро постає проблема розміщення обладнання. Саме тому для таких приміщень використовується спеціальна установка підтримання тиску – безнапірний розширювальний бак та вузол регулювання тиску (насос).
Коли температура в системі збільшується, відкривається клапан. Він забирає із системи надлишки теплоносія та відправляє їх у бак. При зниженні температури вода з бака закачується у систему за допомогою насосів. Виходить, що таке встановлення підтримує оптимальний тиск у системі.
Як розрахувати потрібний об'єм відкритого розширювального бака? Об'єм відкритого розширювального бака розраховують за формулою: Vpб = 0,05 x Vсист, де Vpб - об'єм розширювального бака (л), Vсист - повний об'єм системи опалення, тобто об'єм всіх труб, радіаторів та нагрівального котла.
Як розрахувати потрібний об'єм мембранного розширювального бака? Для цього слід визначити надлишковий об'єм теплоносія при нагріванні та коефіцієнт заповнення бака. Співвідношення цих величин - необхідний обсяг розширювального бака.
Необхідно скористатися формулою: Vбака = Vpac/f, де Vбака - фактичний обсяг розширювального бака (л), Vpac - надлишковий об'єм теплоносія при нагріванні (л), f-коефіцієнт заповнення бака.
Щоб визначити надмірний об'єм теплоносія при нагріванні, слід помножити величину повного об'єму системи на об'ємний коефіцієнтрозширення теплоносія: Vpac = Vсист x ß, де Vpac - надлишковий об'єм теплоносія при нагріванні (л), Vсист - повний об'єм системи опалення, ß - коефіцієнт об'ємного розширення теплоносія. Оскільки остання величина залежить від температури, слід дізнатися про максимальну температуру теплоносія.
Як розрахувати коефіцієнт заповнення розширювального бака?
Коефіцієнт заповнення бака - це величина, що показує, який відсоток обсягу бака може займати теплоносій.
Ця величина розраховується за формулою: f = (Pmax - Pгаз) / (Pmax + 1), де Pmax - це максимальний тиск теплоносія, який може прийматися рівним тиску спрацьовування запобіжного клапана; Pгазу - попередньо тиск газу в баку, який фактично дорівнює попередньому тиску теплоносія.
Pгазу визначається за формулою: Pгаз = Pг + 0,3, де Pг - це гідростатичний тиск системи опалення, тобто тиск, викликаний різницею між верхнім і нижнім елементом системи опалення.
Pг визначається за формулою: Pг = 0,1 + ρ + hг, де hг (м) - відстань по вертикалі від найнижчої до найвищої точки системи опалення, ρ (г/см3) - щільність теплоносія (для води - 1).
Коефіцієнт заповнення бака повинен бути не менше 50%.
Якщо розширювальний бак встановлений після циркуляційного насоса, попередній тиск газу визначається так: Pгаз = Pг + 0,3 + Pнасос,