Для чего нужен мембранный бак

Мембранный бак: как работает конструкция расширительного типа — устройство, принцип работы расширителя

Из-за систематической смены температурного режима в отопительной системе объем теплоносителя принимает различные значения. Что нередко приводит к возникновению аварийных ситуаций. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо наладить стабильную работу установки, поддерживая нужные характеристики в пределах нормы. Для этого требуется детально изучить устройство и принцип работы мембранного расширительного бака для отопления.

Назначение

Большинство веществ, используемых для передачи тепловой энергии, представляют собой нейтральную слабосжимающуюся жидкостную среду. Именно поэтому при ее задействовании требуется наличие приборов стабилизации — бачков-расширителей с мембраной. Такие агрегаты принимают часть жидкости, когда она увеличивается в объеме при нагревании, а также возвращают ее обратно в контур в момент снижения температуры.

Когда температурный режим теплоносителя повышается, возрастает давление воды в системе. Из-за невозможности носителя тепла сжиматься и герметичности установки в целом нередко выходят из строя трубы и котлы.

В этой ситуации ошибочно думать, что проблему можно решить исключительно с помощью монтажа специального клапана, позволяющего вытеснить излишки наполняющего вещества в период нагрева. Охлаждаясь, жидкость уменьшится в объеме и ее место займет воздух. Воздушная прослойка начнет препятствовать циркуляции жидкой среды. Дабы устранить эту неприятность, придется систематически спускать излишки и дополнять контур новым теплоносителем, а также нагревать его. Что, само по себе, обойдется недешево.

Чтобы избежать подобных сложностей, следует поставить мембранную расширительную емкость, представляющую собой специальный резервуар, подведенный к системе посредством трубы. Лишнее давление в нем будет нейтрализоваться за счет динамики объемных показателей и сеть сможет работать стабильно.

Преимущества и недостатки

Бачок-расширитель вбирает в себя определенное количество воды при увеличении ее объема, затем возвращает. В качестве выраженных плюсов таких устройств следует отметить:

• возможность применения для любой жидкости, циркулирующей в комплексах водоснабжения и отопления, даже с чрезмерным содержанием кальция;
• отсутствие потребности в подкачке большого количества воздуха (если сравнивать с баками, работающими без мембраны);
• простота и сравнительная дешевизна монтажа конструкций;
• существенная экономия в процессе эксплуатации.

Нельзя умолчать и об имеющихся минусах резервуаров-расширителей. К таковым относятся:

• повышенная вероятность возникновения ржавчины в агрегатах;
• увеличенные теплопотери из-за передачи тепла гидроаккумулятору;
• внушительные габариты, требующие достаточно места для установки.

Конструктивные особенности

В жилых и производственных помещениях сети отопления монтируются согласно открытым и закрытым схемам. Первый вариант больше подходит для централизованных систем, что позволяет осуществлять забор жидкости для горячей подачи напрямую. В таком случае бачок устанавливают в верхней зоне контура. Емкость дает возможность контролировать процесс скачков давления, выводя воздушные пробки из труб.

Второй тип монтажа подразумевает применение резервуаров с мембраной. Они отличаются сравнительной простотой конструкции. Состоят из бака-расширителя и мембраны-пластины, которая, в свою очередь, может быть:

• Баллонной. Значит, носитель тепла размещается внутри баллона из резины, а с наружной стороны находится азот или воздух. Этот элемент при поломке несложно заменить, покупать новый прибор целиком не придется.
• Диафрагменной. Выполненной в виде несъемной перегородки из металлического или полимерного материала. Такая деталь отличается компактной емкостью и может нейтрализовать лишь малые скачки давления в сети. При выходе из строя осуществить замену невозможно, вследствие чего предстоит приобретать другой бачок. Разумеется, стоимость данной мембраны несколько ниже вышеприведенного варианта.

Как работает мембранный расширительный бак

Для любой системы параметры теплоносителя устанавливаются в соответствии с рекомендациями, прописанными в инструкции по эксплуатации агрегата. Непосредственно тип мембраны-пластины на функциональные особенности прибора не влияет. Однако, если она принадлежит к баллонной разновидности, резервуар способен вместить большее количество несущей тепло жидкостной среды.

1,5 м3/ч Для технической воды

1,5 м3/ч Для технической воды

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

Принцип функционирования бачка-расширителя у различных конструкций не имеет отличий. Когда число атмосфер возрастает из-за увеличения объема жидкости при нагревании, мембрана растягивается. Следом происходит сжатие газа, который находится снаружи, что дает возможность остаткам жидкостной среды проникнуть внутрь. Ну а после того, как снижается давление из-за понижения температуры, активируется обратный процесс.

Стабильность работы обеспечивается в автоматическом режиме. Чтобы функционировала правильно, необходимо подобрать подходящую емкость и выполнить предварительные расчеты перед установкой. Нужных параметров не удастся достичь, если резервуар окажется больше или меньше требуемого объема. Подобное несоответствие может привести к возникновению аварийной ситуации.

Правила выбора изделия

Определяясь с моделью, обращать внимание следует не только на объемные характеристики. Не менее важно, чтобы прибор соответствовал и ряду других требований:

• мембрана-пластина обязана выдерживать высокие температуры и скачки показателей атмосфер;
• агрегат не должен отклоняться от установленных санитарно-гигиенических норм;
• особенности монтажа также нужно учитывать при покупке.

Выбирая устройство (расширительный бак мембранного типа), несложно заметить, что сегодня на рынке представлено множество разновидностей бачков, изготавливаемых как в России, так и за рубежом. Основные различия заключаются в ценовом диапазоне товаров.

Останавливаться на самой дешевой модели определенно не лучшее решение. Ведь минимум затрат при приобретении может обернуться впоследствии множеством проблем из-за низких качественных характеристик материалов, используемых в производстве. В этом отношении стоит отдать предпочтение отечественным компаниям-изготовителям. Выпускаемая ими продукция ничуть не уступает в качестве импортным дорогостоящим изделиям, а по карману бьет значительно меньше. Не забывайте, что именитая марка еще не гарантирует надежности и продолжительного срока службы прибора.

Ведущим параметром, на который следует опираться при выборе бачка, выступает его объем. Многие эксперты советуют покупать расширитель вместимостью 10% от общего количества носителя тепла в отопительной сети. Коэффициент расширения при максимальном температурном режиме обязан оставаться в пределах 0,8. Поэтому все требуемые расчеты предстоит проводить с предельной точностью. И учитывать при этом необходимо:

• предел давления в системе;
• объемные характеристики носителя тепла;
• изначальное число атмосфер в резервуаре;
• соответствующий тепловой коэффициент.

Определяясь с габаритами устройства, обязательно изучите наличие всех узлов. Для этого достаточно внимательно рассмотреть проектные документы. При отсутствии (утере) нужной документации, следует рассчитать требуемые параметры приблизительно. Просто знайте, что на 1 кВт предусмотрено 15 литров жидкости. В многоэтажках коэффициент обычно вычисляется посредством учета состава жидкостной среды, которая нередко включает в себя гликоли, благоприятно влияющие на ее качество.

Кроме того, определить данное значение вполне реально по температуре носителя тепла. Максимальное давление сети выявляют с помощью предела, установленного для узлов. Делается это посредством настройки специальных запорных элементов. Начальное число атмосфер должно быть минимальным. На ряде моделей его регулируют, нагнетая или спуская воздух. Непосредственно в резервуаре контроль осуществляется с помощью манометра.

Использование бака-расширителя с мембраной имеет собственные ограничения. На возможность его применения в той или иной ситуации в основном влияют методы производства, задействованные заводом-изготовителем, а также материалы. В некоторых ситуациях к составу носителя тепла предъявляются особые требования. Так, может быть указано обязательное снижение количества этиленгликоля или антифриза.

Выбирая подходящее изделие, обратите внимание на российскую компанию-производителя «Вода Отчества». Выпускаемая организацией продукция соответствует наивысшим качественным характеристикам и способна прослужить владельцам продолжительный срок. Надежность и высокое качество товаров подтверждают многолетний опыт работы предприятия и множество положительных отзывов от благодарных покупателей.

Разновидности мембранных расширителей

Для компенсации объема теплоносителя в сети в момент изменения температурного режима применяют два типа емкостей: открытые и закрытые. Первый вид пользуется большой популярностью среди потребителей, но обладает рядом недостатков:

• для монтажа требуются существенные затраты, так как, устанавливаются такие приборы в верхней зоне системы, чтобы задать нужные показатели атмосфер;
• нужно осуществлять постоянный контроль уровня жидкостной среды;
• имеется вероятность появления ржавчины вследствие продолжительного контакта воды с воздухом.

Вторая разновидность резервуаров-расширителей лишена подобных минусов. В их схеме предусмотрено наличие специальной мембраны (баллонной или диафрагменной).

Как мембранный расширительный бак используется в системе отопления?

Объём теплоносителя изменяется в зависимости от смены температурных режимов, что может привести к опасным последствиям. Для безопасной и длительной эксплуатации теплоносителя необходимо поддержание его стабильных характеристик. Для этого может использоваться мембранный расширительный бак.

Назначение и особенности конструкции

В отопительных системах теплоносителями выступают жидкости, находящиеся в процессе слабого сжимания. Для безопасной работы отопительной системы необходимо использовать стабилизирующее устройство – мембранный расширительный гидробак, который способен принимать определённое количество жидкости в процессе увеличения давления и объёма, а потом возвращать её в циркуляционный контур при понижении данных показателей.

Мембранные расширительные баки обладают рядом преимуществ перед другими устройствами того же назначения, а именно:

• пригодны для любой воды, даже если в её состав входит большое количество кальция;
• безопасно применять для питьевой воды;
• обладают большим вытесняемым полезным объёмом, чем напорный бак без мембраны;
• нужна минимальная подкачка воздуха;
• экономично и быстро монтируются;
• низкие расходы при эксплуатации.

Однако у данных устройств тоже есть недостатки, а именно:

• большие размеры расширительного бака делают процесс установки довольно проблематичным;
• из-за отдачи теплоносителем своего тепла экспанзомату повышаются теплопотери;
• повышается риск образования ржавчины.

Чтобы избежать неконтролируемой потери тепла специалисты советуют утеплять устройство.

Отличия от гидроаккумулятора

Конструкция герметичных расширительных баков схожа с конструкцией гидроаккумуляторов, однако, предназначение у этих приборов разное. Расширительный бак компенсирует расширение воды, происходящее из-за нагревания в системе отопления. Гидроаккумулятор аккумулирует объём воды под давлением в системе водоснабжения, имеющей напорный насос, чтобы уменьшить частоту включения данного насоса и сгладить гидроудары. Кроме того, чаще внутри гидроаккумулятора находится груша, сделанная из пищевой резины. Именно она накачивается водой, в результате вода не контактирует с корпусом бака. Расширительный бак для систем отопления изготовлен с мембраной, выполненной из технической резины. Она делит корпус на два отсека, а теплоноситель имеет контакт с корпусом.

Устройство и принцип работы

Мембранный бак – это герметично закрытая металлическая ёмкость, разделённая на два отсека (камеры) эластичной мембраной. Одна из таких камер – это пневмокамера, которая содержит газ или воздух, находящийся под давлением. Во вторую камеру – гидрокамеру, поступает теплоноситель.

Работа устройства осуществляется следующим образом:

• давление воздуха, находящееся в состоянии равновесия, в пневмокамере компенсирует давление жидкости в отопительной системе, объём теплоносителя и гидрокамеры сведены к минимуму;
• когда давление жидкости повышается в системе, в том числе и при нагревании, происходит увеличение давления и в гидрокамере, куда поступает излишество теплоносителя;
• из-за эластичности мембраны уменьшается объём пневмокамеры, что сопровождается повышением давления газа;
• при повышении давления в пневмокамере компенсируется увеличение давления в гидрокамере, и система возвращается в состояние равновесия.

При снижении давления теплоносителя в системе происходят противоположные действия. Газ (воздух), сжатый в пневмокамере, расширяется и вытесняет жидкость из гидрокамеры в систему до восстановления разницы давлений. Конструкция позволяет исключить возможность контакта теплоносителя и воздуха, снижая вероятность возникновения ржавчины не только в баке, но и в остальных деталях отопительной системы – трубопроводе, котле. Герметичные расширительные баки оснащены клапанами безопасности, позволяющими ограничить максимальное давление в отопительной системе на допустимом уровне. Это характеризует бак и как устройство защиты для системы отопления.

Виды и критерии выбора

Чтобы компенсировать объём теплоносителя в системе во время изменения температуры, используют расширительные баки двух видов: открытые и закрытые (герметичные).

Открытые расширительные баки широко распространены, но имеют следующие недостатки:

• большие затраты на установку, так как монтируют такие баки в верхней точке системы для создания необходимого уровня увеличенного давления;
• необходимо постоянно контролировать уровень жидкости;
• есть риск возникновения ржавчины в системе из-за длительного контакта нагревающегося теплоносителя с воздухом.

Герметичные расширительные баки не имеют таких недостатков. Для отопительных систем выпускаются баки, которые отличаются в использовании мембраны. Мембраны делятся на баллонные и диафрагменные виды. Баллонная мембрана – это установленная внутри бака ёмкость, сделанная из резины высокого качества, способной выдержать значимые температурные колебания. Фланцевое крепление такой мембраны позволит заменить её быстро и просто.

Мембраны баллонного типа имеют такие преимущества, как:

• широкий диапазон рабочих давлений, дающих возможность применить герметичный расширительный бак;
• возможность смены мембраны, что помогает сделать ремонт данного устройства дешевле и быстрее;
• простое задание минимального давления для любых систем.

Диафрагменная мембрана – это несъёмная перегородка, которая, чаще всего, выполнена из эластичного полимера или тонкого металла. Эта мембрана отличается малой собственной ёмкостью и способностью компенсировать небольшие перепады давления в системе. При выходе из строя такого бака потребуется его полная замена. Одной из привилегий данного устройства является низкая цена. Кроме того, бак, имеющий диафрагменную мембрану, просто сконструирован и надёжен в эксплуатации.

Правильно выбрать расширительный бак – это значит обеспечить безопасность эксплуатации отопительной системы, поэтому выбирая расширительный бак, стоит обратить внимание на такие основные характеристики:

• материал мембраны, её устойчивость к высоким абсолютным значениям температур, давлений и перепадам этих показателей;
• материал и покрытие корпуса, устойчивость к возникновению ржавчины;
• соответствие санитарно-гигиеническим нормам;
• исполнение (способ монтажа).

Ограничения

На использование мембранных расширительных баков производители накладывают определённые ограничения, которые зависят от конструкции и материалов, применяемых при изготовлении устройства. Производителями предъявляются чёткие требования к свойствам и составу жидкости в отопительной системе. Содержание, к примеру, этиленгликоля в растворе антифриза ограничивают. Использование мембранного расширительного бака при превышающих допустимые нормы давлениях запрещено. Обязательна установка группы безопасности, контролирующей и ограничивающей давление в баке. В отопительных системах квартир автономного отопления и частных домов используется оборудование, рабочее давление которого составляет не менее 3 бар.

Расчёт объёма

Объём – это главная характеристика, по которой выбирается расширительный бак. Многие источники советуют выбирать объём расширительного бака в пределах 10% общего объёма теплоносителя в отопительной системе. Этот способ определения вместимости устройства основан на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве +100 градусов не превышают 0,08. Такой метод расчётов не учитывает давление в системе, поэтому может дать неточности. Есть более точный метод расчёта объёма мембранного расширительного бака. Здесь используется соотношение:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax)), где

• С – объём теплоносителя в системе;
• Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя;
• Pмin – начальное давление в баке;
• Pmax – допустимое давление в системе.

Объём теплоносителя в отопительной системе определяют, учитывая все её узлы. Данный параметр получают из проектной документации на отопление. Если такой возможности нет, можно воспользоваться ориентировочным расчётом, который основан на том, что объём теплоносителя в системах отопления связан с мощностью отопления – на каждый кВт приходится 15 л жидкости. Коэффициент теплового расширения жидкости определяют с помощью её состава – чаще всего, в отопительных системах квартир и домов не исключено добавление в воду гликолей для улучшения её характеристик. Этот коэффициент может зависеть и от температуры теплоносителя. Можно найти необходимые величины в таблицах объёма воды в трубе.

Максимальное давление в отопительной системе определяют с помощью минимальной из величин, которые допускаются для разных узлов. Переходной клапан настраивается именно на неё. Первоначальное давление в отопительной системе при охлаждённом теплоносителе соответствует настроечному (минимальному) давлению. Для многих устройств возможно точное его регулирование распространёнными средствами (стравливание воздуха из бака или его накачивание насосом). Давление в баке контролируется во время установки на него манометра. Расчётные данные дадут увеличение объёма теплоносителя в системе в процессе его нагревания. Для выбора бака коэффициент заполнения округляют в большую сторону. Коэффициент зависит от максимального и начального давления и может быть найден с помощью таблиц, предоставляемых производителями или в специальной литературе.

Установка

Установить мембранный расширительный бак несложно, но лучше доверить это специалисту. Прежде всего, должна использоваться инструкция к устройству. При установке данного устройства в отопительную систему важно тщательно проверить герметичность соединений. Расширительный бак нельзя открывать или разбирать. Его просто присоединяют к трубопроводу, находящемуся к котлу ближе всего. Чтобы предотвратить увеличение давления, устанавливают предохранительные устройства.

При установке бака стоит учитывать следующие правила:

• бак устанавливают до разветвления;
• температура в комнате должна быть постоянно выше 0;
• нужно перепроверить перед установкой все расчёты;
• бак объёмом больше 30 л не крепится на стены, а ставится на ножки;
• для контроля давления на выходе бака устанавливают манометр, на входе – обратный клапан (если насоса нет);

• устройство должно находиться в месте комфортном для ТО и настройки;
• присоединяя бак к стене, на кронштейне нужно выдерживать высоту, которая будет удобна для доступа к запорной арматуре и к воздушному пространству;
• подводная труба и кран не должны перегружать своим весом расширительный бак, подводку нужно укрепить отдельно;
• к мембранному баку, расположенному на полу, нельзя прокладывать подводку по полу поперёк прохода;
• между стеной и ёмкостью должно быть расстояние для осуществления осмотра.

Расширительный бачок малой вместительности можно подвесить к стене, если будет хватать её несущей способности. Многие рекомендуют устанавливать бак так, чтобы труба была присоединена к баку наверху, а воздушная камера оставалась внизу. Таким образом, легче удаляется воздух из-под мембраны, его вытеснит вода. Однако специалисты по монтажу рекомендуют установку присоединительным патрубком вниз и никак иначе. А в некоторых моделях штуцер изначально находится в нижней части боковой стенки, и поставить сосуд иначе просто не получится. Такой способ установки обусловлен тем, что когда-нибудь в мембране появятся трещины. При установке патрубком вниз воздух проникает в теплоноситель медленнее, и устройство прослужит дольше. В противоположном случае воздух быстро протекает в камеру с теплоносителем, и бак потребует срочной замены.

Неисправности

Одной из самых распространённых поломок мембранного расширительного бака считают разрыв мембраны из-за превышения допустимого давления и неравномерных нагрузок. Для запрессованных мембран используют более прочные материалы, так как их нельзя поменять, поэтому сменные мембраны рвутся довольно часто. Из-за разрыва мембраны расширительный бак выйдет из строя, потому что вода попадёт на внутреннюю поверхность, и бак заржавеет, что недопустимо. Поэтому материал, из которого сделана мембрана, сильно влияет на надёжность и качество расширительного бака. Нужно быть внимательным при выборе нужной модели, установке и обслуживании устройства. Прежде всего, его необходимо правильно настроить.

Мембранные баки для систем отопления ХВС и ГВС

Главным предназначением мембранных расширительных баков является предотвращения всей системы водоснабжения или отопления от разрушения. Выход из строя системы гвс может возникнуть из-за избыточного давления образующегося в закрытой системе в следствии перепада температур. Что бы этого не произошло, существует такой прибор как мембранный бак. Все дело в принципе его работы, а точнее в установленной в нём мембране позволяющей это давление регулировать. Ко всему прочему мембранный бак, установленный по всем правилам и соответствующий размеру системы, обеспечивает нужный напор воды и может служить определённым хранилищем таковой. Регулируя давление в трубопроводной системе, он позволяет экономить электроэнергию, так как циркуляционный насос обязательный атрибут системы не будет включаться очень часто, что в свою очередь позволит прослужить ему значительно дольше.

Расширительные (мембранные) баки не просто так отличаются друг от друга цветом. Как известно они бывают красного и синего цвета и связано это с их функционалом. Первые предназначаются для отопительных систем и соответственно вторые для систем водоснабжения. Принципиальной разницы в их работе нет, однако мембраны баков могут отличаться. Так материалом мембраны в отопительной системе может использоваться промышленная резина, а в системе водоснабжения только резина пищевая.

Принцип работы данного оборудования довольно прост и заключается в поступлении в бак воды, которая увеличивается в объёме в результате повышения температуры. Мембрана, делящая бак на две равные части водную и воздушную срабатывает при включении насоса. Соответственно при увеличенном объёме поступающей в бак жидкости воздушная часть бака уменьшается, что и позволяет регулировать давление в системе.

Мембранные баки могут отличаться и возможностью их обслуживания. Существуют обслуживаемые и не обслуживаемые расширительные баки. В обслуживаемых мембранных баках есть возможность заменить вышедшую из строя диафрагму разделяющую бак на две части. Стоит такое оборудование дороже, чем необслуживаемых, но и сроки эксплуатации таких баков значительно выше.

В качестве материала используемого для изготовления мембран используются в основном этилен-пропиленовый синтетический каучук. Встречаются гидроаккумуляторы и с бутиловыми мембранами, обладающими более устойчивой диффузионной стойкостью и, как правило, долговечней этилен-пропиленовых. Из натуральных, раньше использовался такой материал как каучук, но на сегодняшний день его практически не используют.

Мембранный бак для водоснабжения: функции и применение

Как работает расширительный бак VALTEC В расширительном мембранном баке находится диафрагма, которая разделяет его на две части, одна из которых содержит азот, находящийся под начальным избыточным давлением, а в другую часть поступают излишки теплоносителя из системы.
Первоначально весь объем расширительного бака полностью занят азотом; при нагреве теплоносителя его объем увеличивается, что приводит к сжатию азота. Давление азотной подушки увеличивается и выравнивается с давлением в системе отопления на данном статическом уровне. Когда температура теплоносителя и, соответственно, его объем уменьшается, давление азотной подушки возвращает теплоноситель обратно в систему, не давая давлению в системе снизиться ниже настроечного уровня.

Внутренняя поверхность корпуса мембранного расширительного бака в условиях эксплуатации зачастую является зоной возможного выпадения конденсата. При наличии в газовой подушке кислорода неизбежно начнется интенсивная коррозия металла корпуса бака. Именно поэтому производителями закачивается в бак нейтральный азот, а не атмосферный воздух, содержащий водяные пары и кислород. Подкачивая в газовую полость воздух, пользователь невольно сокращает срок службы мембранного бака.

Место подключения расширительного мембранного бака VALTEC к системе отопления
Давление в точке подключения мембранного бака к системе всегда равно статическому давлению в данной точке при данных температурных параметрах.

Доказать приведенное выше высказывание очень просто. Если допустить, что давление в точке подключения бака изменяется, то придется признать, что объем теплоносителя в баке тоже изменился. А этого быть не может, т.к. взяться лишнему теплоносителю в замкнутой системе неоткуда, да и бесследно исчезнуть он тоже никак не мог. Надо отметить, что это правило распространяется только на систему с одним расширительным баком.

Таким образом, от места расположения расширительного бака зависят параметры работы всех остальных элементов системы отопления, требуемое начальное давление в расширительном баке и сам объем бака.

При выборе места присоединения расширительного бака следует помнить, что чем выше давление в системе отопления, тем меньше вероятность ее завоздушивания.

Если мембранный бак присоединяется к системе непосредственно после циркуляционного насоса, следует проверить, чтобы перед насосом сохранялся антикавитационный запас по давлению.

На рис. 1 приведено несколько вариантов присоединения мембранного бака к системе отопления со следующими высотными параметрами:

• превышение верхней точки системы над нижней (H) – 10 м;
• теплогенератор и предохранительный клапан расположены на 2 м выше нижней точки системы (h1);
• расширительный бак помещен на 1 м выше точки его подключения к системе (h2);
• статическое давление на уровне нижней точки системы – 15 м вод. ст.

Рис. 1. Варианты подключения мембранного бака к системе отопления

У выносных флажков на рис. 1 обозначены расчетные значения рабочего давления в характерных точках каждой системы (в м вод. ст).

Значение настройки предохранительного клапана принято 33 м вод. ст., напор насоса – 6 м вод. ст., емкость системы – 200 л. Разница максимальной и минимальной температур теплоносителя – 80 ºС.

В табл. 1 приведены расчетные характеристики мембранных баков для схем с их разным подключением.

Таблица 1. Расчетные данные по системам рисунка 1

Схема на рис. 1	Расчетное предварительное давление в баке, м вод. ст.	Расчетная емкость бака, л	Марка выбранного бака VALTEC
а	13	14,9	VRV18
b	13	14,9	VRV18
c	11	14,2	VRV18
d	11	14,2	VRV18
e	3	11,5	VRV12
f	3	11,5	VRV12

• точка подпитки должна находиться как можно ближе к точке подключения бака;
• при заполнении системы теплоносителем не допускается использование для выпуска воздуха автоматических воздухоотводчиков (они должны быть закрыты). Выпуск воздуха из системы должно осуществляться через предусмотренные для этого штуцеры с кранами (рис. 2а) или комбинированные краны с дренажом и ручным воздухоотводчиком (рис. 2б);
• по возможности следует использовать мембранные баки, имеющие верхний патрубок для присоединения воздухоотводчика к жидкостной полости.

Рис. 2. Варианты организации выпуска воздуха из системы с мембранным баком

Зачем нужен расширительный бачок

Монтаж подобного устройства позволяет одновременно решить две несущие задачи технического характера, такие как:

• способствует меньшему количеству используемых циклов (выключение и включение) насоса, что позволяет увеличить срок его эксплуатации;
• позволяет защитить устройство от возможных гидравлических ударов, которые могут указать на завоздушенность устройства или наличие перепадов в электрической сети. Эти моменты могут сделать работу устройства нестабильной;
• способствует созданию резервного объема жидкости, который будет находиться под определенным давлением внутри системы, обеспечивая оптимальный уровень подачи воды в любой точке дома. В среднем объем бака составляет порядка 30 литров, что дает возможность обеспечить жидкостью одну точку на протяжении нескольких минут.

Требования к установке

Монтировать агрегат вполне реально даже собственноручно. Совершенно необязательно вызывать для этого специалиста. Главное — в точности соблюдать правила монтажа и выполнять все согласно конструкции расширительного мембранного бака.

Расширитель объемом 30 литров и более не следует крепить к несущим стенам. Как правило, большие баки устанавливают прямо на полу на специальных подножках. Во время монтажа необходимо следить, чтобы:

• окружность переходника равнялась ¾, а обратка имела соответствующую резьбу;
• в процессе установки элементы конструкции не препятствовали выполнению работ;
• на резервуар не задавалась излишняя нагрузка;
• в вашем распоряжении были паронитовые термоустойчивые прокладки;
• емкость была оборудована особым запорным механизмом, позволяющим осуществлять регулировку давления газа.

Виды бачков расширения

Используемые бачки расширения являются основной комплектующей устройств водоснабжения, отопительных систем и приборов пожаротушения. Разновидностей всего несколько:

1. Мембранный бачок (закрытого типа). Представляет собой металлическую капсулу-емкость, которая имеет форму шара или капсулы. Внутри нее пространство разделено при помощи мембраны, для производства которой используется термическая резина. В результате чего образуется две камеры – воздушная и жидкостная. Воздушный клапан следует установить в воздушной камере. Он позволит удалить некоторое количество воздуха в тот момент, когда уровень давления будет существенно повышен. Так жидкость заполняет весь бачок.
2. Бачок открытого типа. Выглядит как емкость, на дне которой находится специальное устройство, напрямую подключаемое к отопительному устройству (его трубе). К характерным особенностям можно отнести соотношение общего объема жидкости в отопительной системе и того, который находится в расширительном бачке. Объем будет напрямую зависеть от температурного режима внутри системы. Рекомендуется устанавливать бачок в верхней точке отопительного устройства (чердачное помещение). Для уменьшения тепловых потерь возможно использование теплоизолятора. Бачок открытого типа назвать герметичным нельзя, от чего выглядит он не совсем привлекательно, достаточно громоздко, что не позволяет проводить установку в жилых помещениях.

Разновидности мембранных расширителей

Для компенсации объема теплоносителя в сети в момент изменения температурного режима применяют два типа емкостей: открытые и закрытые. Первый вид пользуется большой популярностью среди потребителей, но обладает рядом недостатков:

• для монтажа требуются существенные затраты, так как, устанавливаются такие приборы в верхней зоне системы, чтобы задать нужные показатели атмосфер;
• нужно осуществлять постоянный контроль уровня жидкостной среды;
• имеется вероятность появления ржавчины вследствие продолжительного контакта воды с воздухом.

Вторая разновидность резервуаров-расширителей лишена подобных минусов. В их схеме предусмотрено наличие специальной мембраны (баллонной или диафрагменной).

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

Особенности конструкции

Для начала стоит упомянуть о том, что все аппараты подобного типа имеют существенные конструктивные различия, поэтому путать их между собой не стоит. А вот принцип функционирования мембранного бачка одинаков, в не зависимости от его конструктивных особенностей. Внутри устройства обязательно будет находиться грушевидная прорезиненная мембрана (может иметь цилиндрическую форму). Может встречаться как в виде груши, основание которой будет прикреплено к патрубку входа воды, так и в виде диафрагмы (условно деля имеющееся пространство на две равные части).

Основные отличия между емкостями заключается в том, что мембранные заполняются теплоносителями, которые контактируют со стенками резервуара. А вот для тех бачков, которые используются для водоснабжения, теплоноситель никогда не будет соприкасаться со стенками. Особенно дорогостоящие модели даже оснащены автоматическими устройствами, которые будут регулярно проводить промывку груши. Столько необычное устройство является неотъемлемой частью оборудования, которое отвечают за поставку питьевой воды. Также к отличительным особенностям можно отнести и материал, который используется для изготовления бачков для воды:

• они могут быть изготовлены из привычной пищевой резины;
• способные выдержать давление большее, нежели в устройствах, которые предназначены для отопления.

Лучше остальных адаптированы под высокие температуры груш. Принцип функционирования достаточно прост – под воздействием внешних факторов емкость будет наполняться водой, что приведет к растяжению мембраны до установленных пределов. Другая сторона груши не допустит того, чтобы воздух попал во втору половину, которая будет находиться под определенным давлением. Для того, чтобы в бачке присутствовало оптимальное давление, дополнительно устанавливается золотник. В момент, когда прекращается воздействие внешних факторов давление трубопровода снижается (теплоноситель остывает), мембрана начинает потихоньку выталкивать жидкость обратно.

Для защиты от гидроудара

Такая нагрузка представляет собой резкий скачок скорости движения водяного потока, который возникает при неожиданном перекрытии трубопровода. Изменение числа атмосфер, в свою очередь, способно причинить вред трубам. Бак-расширитель в такой ситуации действует как демпфер: мембрана-перегородка растягивается, что приводит к увеличению объема соответствующего отсека резервуара, и давление понижается.

Как устройство работает

Для установки качественных устройств водоснабжения предусматривается наличие и использование расширительных бачков закрытого типа (мембранного). Внешне напоминает полностью герметичную емкость, в которой находится воздушный и водяной порожек, который разделен между собой мембраной. В камере находится воздух, который поддерживается под определенным давлением, который способен дать оптимальный подпор жидкости.

Функции и устройство

Расширительный бачок закрытого типа используется для поддержания оптимального давления внутри системы, способствующий подаче воды. Для частного водоснабжения рекомендуется использовать бачки закрытого типа. Представляют собой емкости полностью герметичного типа, внутри которых устанавливается ограничительная мембрана. Она условно делит резервуар на две части – водную и воздушную. При помощи электрического насоса наполняется жидкостью первая, при этом объем жидкости в емкости будет зависеть от внутреннего давления.

В тот момент, когда показатель достигнет установленной отметки, насосы автоматически отключатся. Включение произойдет тогда, когда давление станет ниже установленной отметки. В этот же момент жидкость начнет поступать из камеры емкости бака. Цикличность выключений и включений настраивается автоматически, это позволяет продлить срок службы устройства. Установленный манометр позволит проверить уровень давления в любое время. Монтаж производится на поверхности оборудования. Он также настраивается исходя из предпочитаемого диапазона рабочего давления.

Мембранный бак одновременно будет выполнять такие важные функции:

• защита от преждевременного износа и возможной механической поломки;
• определенное количество жидкости будет сохранено под рабочим давлением;
• помогает избежать возможного гидравлического удара, который может быть вызван скачком напряжения в сети или завоздушенностью системы;
• способствует поддержанию оптимального уровня давление при аварийном прекращении работы насоса.

Если уровень водопотребления не существенен, то включения насоса можно избежать. При этом уровень потребления будет перекрываться только тем объемом, который находится в бачке. Использование подобных устройств имеет ряд существенных преимуществ. Примером может служить низкий процент вероятности загрязнения воды, которая находится внутри устройства. Они практичны, легко устанавливаются и полностью герметичны, что позволяет избежать попадания мусора извне. При этом не следует избегать соблюдения самых обычных правил безопасности. Возможна и самостоятельная установка, но рекомендуется отдать предпочтение подобной работе профессионалу.

Эксплуатация и обслуживание

Перед пуском в эксплуатацию необходимо выполнить настройки. Для этого воду полностью сливают и манометром замеряют давление. Если оно не соответствует требуемому, с помощью автомобильного насоса его приводят к нужным показателям. Разница в максимальном и минимальном давлении должна находиться в пределах 1,5 бар.

Обслуживание проводится с целью проверить показатель давления в отсеке для воздуха или газа. Новые емкости не требуют детального осмотра. В старых системах корпус может дать трещину или нарушится целостность мембраны, которую придется заменить.

Цены на мембранный расширительный бак для водоснабжения зависят от материалов изготовления, марки производителя, а также потенциального объема воды, который может храниться внутри. В комплект могут входить детали для монтажа, манометр и реле сухого хода.

Как правильно установить

Исходя из способов установки, устройство может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Что касательно технических отличий, то в большинстве моделей они отсутствуют. Это надо учитывать в момент выбора способа установки одного из мембранных бачков для водоснабжения. Сам процесс установки особых сложностей вызвать не должен, поэтому все необходимые работы можно выполнить самостоятельно, не привлекая третьих лиц. Но при этом должен быть хотя бы минимальный опыт в монтаже сетей водопровода.

Основные правила, которых следует придерживаться:

• во избежание увеличения гидравлического сопротивления, между устройством насоса и баком не должны монтироваться дополнительные устройства;
• сам корпус нуждается в качественном заземлении, что поможет избежать электрокоррозии в дальнейшем;
• сечение используемого патрубка должно равняться или быть больше подсоединяемого трубопровода;
• подключение рекомендуется проводить при помощи американок – фитингов быстроразъемных, которые используются для подключения к трубопроводам. Они дадут возможность отключить устройство от всех сетей в случае крайней необходимости;
• монтаж должен проводиться в таком месте, где было бы удобно осуществлять ремонтные и другие типы профилактических работ. Необходимо учитывать размеры комнаты, в которой будет проводиться установка.

Установка такого устройства, как расширительный бак мембранного типа, позволит значительно повысить эффективность всего устройства водоснабжения. Немаловажную роль здесь будет играть выбранный тип установки основного оборудования и соблюдения всех технологий и требований. Если, по каким либо причинам, вы сомневаетесь в своих способностях, стоит доверить все необходимые работы специалистам, которые смогут произвести верные расчеты и уделить внимание всем нюансам касательно технологических особенностей и места установки расширительного бачка. Экономии здесь не место, так как сертифицированные и действительно качественные продукты будут стоить дорого, но и прослужат хорошую службу, избежав дорогостоящих ремонтных работ.

Преимущества использования закрытых приборов

1. Небольшие габариты емкости, легкие монтаж и обслуживание бака.
2. Герметичность (исключено испарение, допустима замена воды антифризом).
3. Нет опасности недолива (перелива), замораживания.
4. Ускоренный нагрев, автоматическое регулирование.
5. Регулирование скачков давления.
6. Незначительное колебание температуры на участках соединения котла.
7. Исключены тепловые потери.
8. Добавление, снижение температуры помещения.
9. Установка в свободном для подхода месте.
10. Узкий диаметр труб – дешевле стоимость.

Главный плюс — универсальность: возможно включение в систему бойлера, конвекторного обогревателя, теплого пола, радиаторов разных конфигураций.

Распространенные неисправности

Как правило, большинство проблем не связаны с самой емкостью. Не так часто отмечаются случаи, когда сам бачок трескается и начинает течь без явных причин. Однако даже с учетом простой конструкции проблемной частью вполне может оказаться именно крышка расширительного бачка системы охлаждения двигателя.

Выйти из строя может клапан, встроенный в крышку. Также недостаточное уплотнение может возникать по причине деформации резинового кольца. В результате подобных неисправностей крышка может начать пропускать антифриз, система завоздушивается и т.д.

Если клапан в крышке начинает работать некорректно, тогда в подобном случае неизбежны отклонения в работе системы охлаждения ДВС. Кроме образования воздушных пробок, такая ситуация в ряде случаев приводит к критическому росту давления и разрыву расширительного бачка. В подобной ситуации бачок нужно менять на новый. Не рекомендуется предпринимать попытки восстановить поврежденную емкость путем запаивания трещин.

Если говорить о крышке, ее повреждения и дефекты, а также нарушения в работе клапанов по причине засорения или выработки являются поводом для замены крышки. В отдельных случаях крышку чистят, пытаясь восстановить функциональность, однако такой метод срабатывает не всегда. С учетом невысокой стоимости элемент лучше сразу заменить.

Монтаж гидробака открытого типа

Устройство открытого типа используется все реже, так как требует постоянного вмешательства пользователя в свою работу. Открытый расширительный бак — это негерметичная емкость, которая служит для образования давления в водопроводе, аккумулирования воды, а также служит в качестве расширительной камеры.

К баку подключают: кран для слива, патрубки для рециркуляционной и подающей трубы, контрольную и переливную трубу

Бак устанавливают выше самой верхней сантехнической точки, например, на чердаке, вода в систему поступает самотеком. Каждый метр, на который поднимается устройство, увеличивает давление в водопроводе на 0,1 атмосфер.

Чтобы автоматизировать процесс обеспечения водой, бак оснащают поплавковым переключателем и устанавливают автоматическое реле, которое будет включать и отключать насос.

Емкость монтируют в непромерзаемом помещении, накрывают крышкой от пыли и мусора, укутывают стенки минеральной ватой или другим утеплителем

Такой способ организации водоснабжения требует регулярного контроля пользователя, иначе вода при отрицательных температурах может замерзнуть (если помещение не отапливается). Жидкость будет испаряться, поэтому придется постоянно доливать ее.

Кроме того, такая емкость громоздкая и не эстетичная, для нее обязательно нужно иметь в доме чердачное помещение. Но главный недостаток устройства — бак не приспособлен работать в условиях высокого напора воды в системе.

Замена мембраны

Заменить мембрану после поломки бака, скорее всего, придется. В таком случае, придется выполнить определенные типы работ:

• отсоединяем бак;
• при помощи ниппеля произвести сброс давления;
• производим демонтаж фланца, в том месте, где идет соединение трубопровода;
• убираем саму мембрану;
• делаем проверку на наличие загрязнений во внутренней поверхности бака. Если есть грязь или ржавчина, то делаем основательную промывку, отчистку;
• так же стоит помнить, что сама мембрана крайне чувствительная к маслам. По этой причине, их нельзя использовать в виде антикоррозийных средств, именно на внутренней части бака.

Возможные поломки

При длительном использовании мембрана может лопнуть

Во время эксплуатации оборудования владельцам рекомендуется каждые полгода осматривать корпус на протечки и повреждения. Также необходимо измерять давление в газовой камере. Проверка состояния мембраны осуществляется 1 раз в 2 года. При длительном отсутствии эксплуатации из бачка сливают воду.

• Падение давления в газовом отсеке – необходимо подкачать через ниппель воздух с помощью насоса.
• Повреждение корпуса – механическое воздействие или коррозия могут вызвать появление трещины. Восстановить герметичность емкости можно в сервисном центре.
• Течь из воздушного клапана – из-за высоких нагрузок и горячей воды резина может потрескаться. Лучше вовремя выполнить замену испорченной детали.

Выполнить ремонт оборудования можно своими силами. Для замены мембраны потребуется слить воду, демонтировать емкость и сбросить давление. Затем откручивают болты фланца, удерживающие резиновую деталь. Старую мембрану вынимают, заменяют новой. Все процедуры проводят в обратной последовательности.

Расчет объема

Есть очень простая методика определения объема расширительного бачка для отопления: высчитывается 10% от объема теплоносителя в системе. Его вы должны были высчитать при разработке проекта. Если этих данных нет, можно объем определить опытным путем — слить теплоноситель, а потом залить новый, измерив его при этом (пустить через счетчик). Второй путь — высчитать. Определить объем труб в системе, добавить объем радиаторов. Это и будет объем системы отопления. Вот от этой цифры находим 10%.

Форма может быть разной

Второй способ определить объем расширительного бака для отопления — высчитать его по формуле. Тут тоже потребуется объем системы (обозначен буквой C), но еще нужны будут другие данные:

• максимальное давление Pмакс, при котором может работать система (обычно берут максимальное давление котла);
• начальное давление Pмин — с которого система начинает работу (это давление в расширительном баке, указано в паспорте);
• коэффициент расширения теплоносителя E (для воды 0,04 или 0,05, для антифризов указано на этикетке, но обычно в пределах 0,1-0,13);

Имея все эти значения высчитываем точный объем расширительного бака для системы отопления по формуле:

Формула расчете объема расширительного бака для отопления

Расчеты не очень сложные, но стоит ли с ними возиться? Если система открытого типа ответ однозначен — нет. Стоимость емкости от объема зависит не очень сильно, плюс ко всему его можно сделать самостоятельно.

Расширительные баки для отопления закрытого типа стоит посчитать. Их цена от объема зависит сильно. Но, в данном случае, лучше все-таки брать с запасом, так как недостаточный объем приводит к быстрому износу системы или даже к выходу ее из строя.

Если в котле есть расширительный бак, но его емкости для вашей системы недостаточно, ставят второй. В сумме они должны давать необходимый объем (установка ничем не отличается).

К чему приведет недостаточный объем расширительного бачка

При нагревании теплоноситель расширяется, его излишки оказываются в расширительном баке для отопления. Если весь излишек не помещается, он стравливается через клапан аварийного сброса давления. То есть теплоноситель уходит в канализацию.

Принцип работы в графическом изображении

Потом, когда температура понижается, объем теплоносителя уменьшается. Но так как его в системе уже меньше чем было, давление в системе падает. Если недостаток объема незначительный, такое понижение может быть некритичным, но если его слишком мало, котел может не работать. У этого оборудования есть нижний предел давления, при котором оно работоспособно. При достижении нижнего предела оборудование блокируется. Если вы в это время находитесь дома, сможете исправить ситуацию, добавив теплоносителя. Если же вас нет, система может разморозиться. Кстати, работа на пределе тоже ни к чему хорошему не приводит — оборудование быстро выходит из строя. Потому лучше слегка перестраховаться и взять чуть больший объем.