Открытая система отопления: расширительные баки, схемы, насосы

Способы подключения

Гидравлически правильно подключать бак в точке, находящейся на обратной магистрали перед котлом и циркуляционным насосом (если смотреть по направлению течения воды). Бак можно врезать и на подаче, но при 1 условии: насос должен располагаться на подающей линии и все так же стоять впереди компенсирующей емкости.

Момент второй: при перегреве твердотопливного котла бачок, подключенный к подаче, начнет заполняться паром. Воздух и пар – это сжимаемые среды, в этом случае резиновая «груша» перестанет компенсировать расширение воды.

Правильное подключение расширительного бака к системе отопления всегда осуществляется через отсекающий шаровой кран с американкой. Тогда резервуар можно в любой момент вывести из эксплуатации и быстро поменять, не дожидаясь остывания теплоносителя. Если же установить на подводке тройник и второй кран, как изображено на схеме подключения, то емкость можно предварительно опорожнить:

Статьи

Мембранные баки широко применяются в системах холодного и горячего водоснабжения. Вместе с повысительными насосами и водонагревателями. Если мембранный бак установлен в системе холодного водоснабжения его называют — гидроаккумулятор. Если мембранный бак установлен в системе горячего водоснабжения — расширительный бак.

Какие функции выполняют мембранные баки

Гидроаккумулятор накапливает воду под давлением и гасит гидроудары. Расширительный бак, принимает избыточный объём воды, образовавшийся в результате её нагрева в водонагревателе.

Конструкция мембранных баков

Конструкция мембранных баков проста: стальной сосуд, разделен резиновой мембраной на воздушную и водяную полость. Мембрана пригодна для использования с питьевой водой. Сама питьевая вода не соприкасается непосредственно с металлической стенкой внутри бака: либо она находится внутри мембраны, либо внутренняя металлическая поверхность бака покрыта специальной эмалью.

Принцип работы мембранного бака

Принцип работы прост: вода под давлением поступает в водяную полость бака, сжимая воздух в воздушной полости, через резиновую мембрану. Сжатый воздух, когда это нужно, выталкивает воду обратно в систему.

Как рассчитать необходимый объём мембранного бака

Мембранные баки выпускаются широким типорядом от 0,25 до 5000 литров. С максимальным рабочим давлением на корпус 10, 16, а специальные на 25 бар. Объём гидроаккумулятора для системы холодного водоснабжения, рассчитывается исходя из условия ограничения максимального количества включений насоса в час. Если не стоит задача накапливать заданный запас воды под давлением. При расчёте объёма гидроаккумулятора в системах горячего водоснабжения учитывается объем, мощность водонагревателя (бойлера), минимальная и максимальная температура воды в водонагревателе, давление воды на линии подачи, давление срабатывания предохранительного клапана, для проточных мембранных баков — пиковый расход.

Где монтируются мембранные баки

В системах холодного водоснабжения гидроаккумуляторы могут монтироваться как на всасывающей, так и напорной стороне насоса, рядом с насосом: приямке, кессоне, либо поодаль от него, например, в техническом помещении дома. Расширительный бак в системе горячего водоснабжения монтируется рядом с бойлером косвенного нагрева, электрическим водонагревателем, только со стороны поступления холодной воды к водоподогревателю, а не на выходе из него (см. инструкцию по эксплуатацию водонагревателя).

Как правильно настроить давление в мембранном баке

Для того чтобы система корректно работала необходимо накачать в бак правильное начальное давление P и согласовать его с давлением включения насоса в системе холодного водоснабжения. В повысительных установках, когда бак расположен с напорной стороны Р = Р вкл. — 0,5 бар (Р вкл. — давления включения насоса). В повысительных установках, когда бак расположен со стороны всасывания Р = Р н. — 0,5…1 бар (Р н. — давление на вводе).

В системах горячего водоснабжения начальное давление P = P н — 0,2 …1 бар (Р н — давление после редуктора). При этом нужно учитывать, что чем дальше гидробак расположен от редуктора давления в системе, тем ниже в нём должно быть выставлено предварительное давление. Если редуктор давления в системе отсутствует, то начальное давление в расширительном баке Р = Р мин. — 0,5 бара (Р мин. — минимальное давление подачи воды в систему). Выставленное таким образом начальное давление в гидроаккумуляторе, обеспечит постоянный начальный запас воды в баке, нужный для защиты мембраны от преждевременного износа.

Как обслуживаются мембранные баки

Мембранные баки неприхотливы в эксплуатации. Они требуют минимальное техническое обслуживание: контроль давления в воздушной камере, проверка целостности мембраны, внешний осмотр бака на предмет коррозии. При необходимости в мембранный бак подкачивается воздух, производится замена мембраны, замена фланца, чистка входного патрубка, покраска, сколов краски внешней поверхности. Если есть дефекты, которые невозможно устранить, гидробак меняется полностью.

Крепления для стены

Стандартные наборы для крепления расширительных баков к стене выдерживают вес до 50 кг. Они включают кронштейн или скобу, стальные хомуты, пластиковые дюбеля и стальные шурупы. Если нет возможности приобрести готовый комплект, детали для монтажа покупают и по отдельности.

Определившись с местом расположения, и убедившись, что стена выдержит вес устройства, приступают к крепежу. Для начала отмечают карандашом будущие отверстия для кронштейна. Затем берут сверло (8 мм) и сверлят углубления для дюбелей. Дюбеля забивают в отверстия и крепят скобу с помощью шурупов. В специальные отверстия кронштейна продевают стальные хомуты и фиксируют бак.

Виды — Открытые баки

Открытые расширительные баки характеризуются тем, что устанавливать их необходимо исключительно в самой высокой точке отопительной системы. Таким местом может быть, к примеру, чердак. Но вот препятствие расширению теплоносителя – это не единственная функция такого вида устройств, поскольку они также препятствуют закипанию воды в трубах и восполняют ее запасы в тех случаях, когда по какой-либо причине произошла утечка.

Бак может быть использован как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

Если циркуляция естественная, то бак необходимо подсоединять к магистрали, по причине чего он «по совместительству» будет еще и воздухосборником.
Если же теплоноситель движется по системе принудительно, то бак подсоединяется уже к обратной трубе, дабы вода в системе не закипала.

В целом, открытый бак представляет собой резервуар, из которого выходят четыре трубки:

Расширительная.
Циркуляционная.
Переливная.
Сигнальная.

К отопительной системе ведет расширительная трубка, которая располагается вверху емкости. Также есть переливная трубка, необходимая в тех случаях, когда емкость переполняется и нужно увести воду в канализацию. Снизу, соответственно, есть сигнальная трубка, оснащенная запором, а циркуляционная нужна для того, чтобы теплоноситель в баке не замерзал, да и общая температура чтоб поддерживалась перманентно. При желании можно принять еще одну дополнительную меру, которая «подстраховывала» бы циркуляционную трубу – утеплить бак термоизолирующим материалом.

Важно! На сегодняшний день подобные баки практически не используются в отопительных системах ввиду большого количества недостатков. Среди таких недостатков хотелось бы выделить следующие:

Среди таких недостатков хотелось бы выделить следующие:

Такие системы не приспособлены к высокому давлению.
Их конструкция весьма громоздка и габаритна.
По причине того что система открытая, в трубопровод наряду с водой попадает еще и воздух, оказывающий самое негативное влияние на поверхность труб – в скором времени на них образуется коррозия. Это же касается и прочих металлических элементов.
Такие баки следует устанавливать только в самой высокой точке, а это, согласитесь, дополнительные расходы.

Расчет необходимого объема мембранного бака

Необходимый объем мембранного бака рассчитывается по несложной формуле. Его величина составляет десять процентов от общего количества теплоносителя, циркулирующего по системе, в том случае, если в этом качестве выступает вода. Общий объем теплоносителя можно определить по показаниям водяного счетчика при заполнении системы отопления.

Более точную цифру получаем суммированием объема всех труб, емкости котла и батарей. Считается, что на один киловатт мощности котельного оборудования требуется пятнадцать литров теплоносителя, то есть общий объем жидкости определяется умножением паспортной мощности котла на пятнадцать. Это значение будет лежать в пределах допустимой погрешности.

Например, если для работы обогревательного оборудования необходимо триста литров воды, то объем мембранного бака должен составлять тридцать литров. Этот параметр увеличивается на пятьдесят процентов при использовании в качестве теплоносителя незамерзающей жидкости, то есть в данном случае величина необходимого объема будет составлять сорок пять литров. Кроме того, надо учитывать возможность утечек и увеличить расчетное значение еще приблизительно на три процента. При правильном определении величины мембранного бака клапан аварийного сброса давления не срабатывает.

Особенности бака открытой системы отопления

Дело в том, что объем теплоносителя при увеличении температуры увеличивается и если не предусмотреть дополнительную емкость куда бы избыточный объем мог бы уместится, то в системе отопления давление может возрасти на столько, что произойдет прорыв. Для устранения избыточного давления системы применяют расширительный бак.

Ко всему сказанному расширительный бак открытой системы отопления отличается от баков, предназначенных для закрытых систем. В закрытых системах используются баки, не сообщающиеся с атмосферой. В открытой системе применение такого бака невозможно, так как избыточное давление в баке будет создавать большое сопротивление циркуляции теплоносителя. Поэтому для открытых систем отопления применяют открытые баки.

Отсюда возникает большой недостаток открытых систем отопления — это испарение теплоносителя из бака. Как следствие периодически необходимо контролировать уровень теплоносителя в баке и в случае необходимости восполнять потери

Кроме того, для открытых систем отопления важно не только, чтобы бак мог сообщаться с атмосферой, но и правильный расчет объема бака и грамотная установка, и подключение к системе отопления

Комплектация открытой системы отопления

Минимальная комплектация 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.

Выбор котла для открытого отопления

Виды котлов 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.

Модели расширительных баков для открытой системы

Схема установки и конструкция расширительного бака

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.

Способы установки расширительного бака

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.

Функции, назначение, виды

Место установки — в приямке или в доме

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары, мы выяснили. Но есть и другие:

Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включится только тогда, когда ее останется совсем немного.
Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Виды

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

для холодной воды;
для горячей воды;
для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

Два вида гидроаккумуляторов

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Принцип работы гироаккумулятора с мембраной в виде груши

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху, и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Строение гидроаккумулятора большого размера

Возможные неисправности

Стоит рассказать о проблемах, которые возникают в процессе использования гидроаккумулятора

Следует сразу отметить, что в случае обнаружения любого рода неисправностей такого важного элемента для систем водоснабжения их нужно без промедления устранять. Делать это вы можете как собственными силами, так и путем привлечения профессиональных исполнителей – в соответствии со спецификой ситуации

Стоит выделить проблемы с мембраной, которые характеризуются следующими проявлениями:

частота включений насоса превышена;
через ниппель проходит вода;
прерывистая подача живительной влаги;
выход жидкости из-под воздушного клапана.

Замена мембраны происходит после полного отключения бака

Решение здесь прозаично: оно заключается в замене старой мембраны на новую. Учитывайте, что замена детали происходит после отключения бака от системы и полного слива находящейся в нем воды. Выполняя перечисленные выше операции, внимательно присмотритесь к сливному крану: в случае, если из него выходит воздух, можно уверенно констатировать пробитие мембраны.

К распространенным «симптомам» неисправности гидроаккумулятора относится постоянное падение водяного напора. Возможных причин данной напасти две, а именно:

выход из строя ниппеля;
отсутствующее или недостаточное давление сжатого воздуха в баке.

Устранить подобные неполадки и осуществить ремонт можно посредством замены ниппеля на новый или же путем подкачки давления до требуемого уровня. Процесс напрямую связан с причиной, вызвавшей некорректную работу устройства. Еще один признак неисправности гидроаккумулятора – это протекание воды из-под фланца. Ремонт здесь состоит в поджатии креплений; если же он нецелесообразен, то рациональнее приобрести новый фланец.

Существует проблема низкого напора воды. Практика показывает, что данная неприятность является следствием неправильно подобранного или некорректно работающего насоса, а не поломок гидроаккумулятора.
В первом случае невысокое давление в системе обуславливается дефицитом мощности подающего воду оборудования, а во втором – его поломками большей или меньшей степени тяжести. Производить ли ремонт насоса собственными силами, то здесь все зависит от ваших навыков и от того, хватит ли у вас времени и сил для решения такой задачи. Если вы не уверены в своих силах – обращайтесь к профильным специалистам.

В завершение остается добавить, что для снижения вероятности выхода гидроаккумулятора из строя уделяйте внимание профилактике устройства. Как минимум раз в шесть месяцев проводите тщательную ревизию бака – проверяя его на наличие повреждений и определяя степень износа составных частей устройства

Не забывайте осуществлять мониторинг уровня давления в гидроаккумуляторе: данный шаг помогает на ранней стадии выявлять неполадки в работе прибора, делая ремонт простым и не требующим существенных финансовых затрат.

Гидроаккумулятор (греч. hydor — ‘вода,’, лат accumulator — ‘собиратель’), гидробак для водоснабжения — вспомогательный агрегат в системе водопровода, защищающий систему от гидроударов.

Функции гидроаккумулятора:

уравновешивает нагрузки и силу насоса, смягчая скачки давления на этапах включения — отключения оборудования;
гасит гидравлические удары. Поэтому устройство гидроаккумулятора для систем водоснабжения предусматривает резьбу не меньше одного дюйма;
сокращает число включений насоса;
компенсирует утечки;
создаёт запас воды в аварийных или нештатных ситуациях.

Марка	Стоимость, рубли
Объем, л	8	12	18	24	35	50	80	100	150	200	300	500
Wester	790	860	900	1 000	1 650	1 900	2 500	3 500	5 200	9 500	11 500	18 100
Объем, л	8	12	18	25	33	60	80	100	140	200	300	500
Reflex	1 520	1 600	1 980	2 300	3 070	4 900	5 900	6 700	9 060	10 860	15 000	23 000
Объем, л	8	12	18	25	35	50	80	105	150	200	250	500
Zilmet CAL-PRO	1 170	1 230	1 300	1 630	2 100	3 100	4 200	6 100	7 600	9 480	12 200	22 200

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