Виды, функции и конструктивные особенности расширительных баков

Расширительный бак системы отопления

Из школьной программы физики всем известно, что вода при нагревании увеличивает свой объем. В системе отопления именно вода играет роль теплоносителя. Внутри системы она имеет высокую температуру, которая при некоторых условиях может понижаться или повышаться. Изменение объема требует присутствия в самой отопительной системе специальных емкостей. Это расширительный бак, или экспансомат (технически правильное название).

Существует два фактора, которые определяют необходимость установки расширительных баков. Это

замкнутость системы;
уровень определенной вместимости теплоносителя.

Возможность увеличения объема воды в замкнутой системе способна привести к образованию гидравлического давления внутри самой системы. А это чревато разрывом слабых частей и узлов отопления. Чтобы этого не произошло, и устанавливается расширительный бак системы отопления.

Функции бака

Есть точный расчет, согласно которому повышение температуры воды на 10 градусов увеличивает ее объем на 0,3%. То есть, доведенная до кипения вода — а это +100 С — дает ее расширение на 3%.

Кажется, что величина небольшая, но для объема воды в одну тонну или в несколько тонн — что зависит от размеров отопительной системы — это достаточно высокий показатель. Такой объем воды может существенно повлиять на качество работы всей отопительной системы. И здесь без расширительных баков не обойтись.

Какие же функции выполняет этот агрегат?

Удаляет излишки воды при ее нагревании.

Пополняет систему водой при снижении температуры или при утечке.

Контролирует гидростатическое давление внутри отопительной системы.

Удаляет из системы отопления и собирает воздух и перенасыщенные пары, которые образуются внутри отопительного котла.

Устройство в разрезе

Откуда появляется воздух? Опять обратимся к физике. В 1 л воды растворено 40 мг воздуха. При повышении температуры растворимость воды сильно снижается, и воздух начинает выделяться из ее массы.

При высоких температурах выделение воздуха достигает практически 90%. А это достаточно большой объем. Выделенный воздух из воды перемещается с потоками теплоносителя вверх к расширительному баку, где собирается и выводится в атмосферу.

Как и у любого прибора, у расширительных баков есть свои недостатки, к которым относятся:

Большие размеры экспансомата. Иногда установить их в котельные проблематично из-за небольшой площади этого помещения. Отсюда и сложности в монтаже.
Теплоноситель, проходя через бак, отдает ему свое тепло. И, если его не утеплить, теплопотери возрастают.
Вероятность коррозии труб и радиаторов также увеличивается с установкой экспансомата.

Виды расширительных баков

По конструктивным особенностям расширительные баки разделяют на закрытые и открытые.

Открытые

Это прямоугольные или цилиндрические емкости, которые обычно устанавливают в самой верхней точке отопительной системы. Идеальным местом для их монтажа является чердак. Изготавливают такие устройства из металлического листа способом сварки. Часто после установки их утепляют современными теплоизоляционными материалами.

Такой расширительный бак снабжен двумя патрубками: входным и выходным. Первый подсоединяется к системе водопровода для пополнения необходимым объемом воды. Второй связан с канализацией для сбора излишков теплоносителя.

Открытый тип устройства

В конструкции этого вида есть один неприятный недостаток — уровень воды придется периодически контролировать визуально, потому что площадь испарения открытого бака достаточно большая. Чтобы восполнять объем воды, придется открывать входной патрубок с помощью вентиля.

К тому же, место установки нужно будет утеплить, да и сам монтаж сложен — ведь поднимать тяжелый бак придется в чердачное помещение.

Испарения из открытой части также создают некоторые затруднения, связанные с проведением антикоррозионных мероприятий — а это тоже затраты. Приплюсуем и тот факт, что открытый расширительный бак работает при пониженном давлении, а регулировать такую систему затруднительно.

Закрытые

Такого вида металлическая емкость имеет шарообразную или овальную форму, разделенную внутри на две части. Одна предназначена для воды, другая для воздуха. Между собой они разграничены прочной мембраной, в которую и поступает вода из отопительной системы. Это своего рода мешок, который может расширяться и сужаться. Поступившая в мембрану вода расширяет ее, и окружающий воздух вытесняется из бака через специальный клапан.

Устройства закрытого типа

Этот мембранный мешок изготавливается из термостойкой резины. Как только давление в системе начинает падать, мешок под действием силы сжатия сужается и выдавливает теплоноситель обратно в систему отопления. Воздух в сам бак поступает извне через тот же клапан.

Существует несколько вариантов конструкций закрытых расширительных устройств, где вместо воздуха используется азот под большим давлением или вода.

Но в целом есть две основные модели закрытых экспансоматов:

С диафрагменной несменной мембраной. Это очень прочная конструкция, изготовленная по технологии холодной штамповки. Кроме того, она имеет антикоррозийную защиту внешней и внутренней поверхности бака. Внутрь конструкции устанавливается мембрана, которая прижимается к верхней поверхности посредством нагнетенного под давлением воздуха. Вода, попадая в мембрану, расширяет ее, сужая воздушное пространство.

Фланцевая конструкция. Ее особенность заключается в том, что мембрана крепится к входящему патрубку с помощью фланцевого соединения. Это дает возможность, во-первых, менять мембрану по мере ее износа, а, во-вторых, теплоносителю не соприкасаться с поверхностями бака — что исключает необходимость проведения антикоррозионных мероприятий.

Закрытые расширительные баки обычно устанавливают около отопительных котлов. Можно около бойлера, если запланирована двухконтурная схема отопления со снабжением дома горячей водой. Эту конструкцию используют и в загородных домах в зависимости от мощности отопительного котла.

Что лучше — закрытый или открытый вид?

Расширительные баки, используемые в закрытых системах отопления

В конструкции закрытого типа нет испарения теплоносителя — значит, постоянный контроль над ней не нужен. По той же причине не происходит коррозии других элементов системы отопления. Это ведет к увеличению срока эксплуатации.

Вода из закрытых баков не выливается — что часто случается с открытыми аналогами и может повредить отделку стен и пола. К тому же, закрытый экспансомат можно устанавливать в любом месте дома, независимо от расположения котла или других элементов отопления.

Подпитывать отопление, где установлен закрытый вариант, нет необходимости. Система полностью герметична. Да и воздушные пробки не образуются, что является немаловажным фактором.