Что такое расширительный бачок. Для чего нужен расширительный бачок.

Однако они остаются в самой высокой точке контура, к которому подключена труба. При таком типе установки необходимо установить специальные клапаны для выпуска газов.

Расширительный бак системы отопления: устройство, расчет и подбор лучшего варианта

Правильно подобранный и правильно установленный расширительный бак предотвращает повреждение системы отопления и поддерживает давление на необходимом уровне. Он служит резервом для воды, которая расширяется при нагревании. В зависимости от типа системы, установленный расширительный бак может быть открытым или закрытым.

Мы объясняем, как выбрать резервный бак в зависимости от контура отопления. В нашей статье мы описываем конструктивные особенности и специальные характеристики расширительной установки. Даны рекомендации, соблюдение которых обеспечит правильное функционирование любого типа отопительного контура.

Расширительные бачки открытого типа

Конструктивной особенностью открытых расширителей является контакт теплоносителя с атмосферой. Циркуляция в системах с этим типом расширителя является конвективной. При нагревании объем жидкости увеличивается, а ее избыток поглощается резервуаром.

Когда температура понижается, жидкость стекает обратно под действием силы тяжести.

Поскольку в резервуаре нет давления, устройству не требуется прочная металлическая конструкция:

• Для корпуса можно использовать любой металл,
• Можно использовать готовые емкости из термостойкого пластика,
• Форма резервуара не имеет решающего значения.

В загородных домах это оборудование можно собрать из подручных средств. В качестве резервуара можно использовать пластиковый контейнер или бочку, оснащенную входом и выходом для перелива.

Открытые экспандеры могут быть выполнены в виде прямоугольного резервуара с негерметичной крышкой.

Он напоминает обычный металлический бак с отверстием в верхней части для обслуживания и заливки жидкостей. Защита от засорения обеспечивается негерметичной крышкой. Точки крепления предусмотрены на нижнем или боковом уровне.

Открытые и закрытые расширительные баки предназначены для содержания запаса воды, которая расширяется при нагревании.

При расширении система беспрепятственно направляет излишки теплоносителя в бак. Это предотвращает избыточное давление в контурах, которое может повредить компоненты и арматуру.

Более простые открытые резервуары не имеют штуцера, через который излишки воды можно сбрасывать либо в канализацию, либо на улицу. Время от времени его необходимо опорожнять.

Недостатком открытых резервуаров является то, что весь объем теплоносителя испаряется во время нагрева. По этой причине открытые контуры необходимо время от времени обновлять.

Открытые системы отопления используются в невысоких зданиях, где объем теплоносителя и длина отопительных труб относительно невелики.

Требования к установке несложные:

• расширитель должен быть установлен в самой высокой точке подающей трубы,
• питание подключается к резервуару через розетку,
• Для отвода излишков жидкости имеется переливной патрубок, расположенный выше расчетного уровня.

Для обеспечения гравитационной циркуляции рекомендуется использовать трубы с большим сечением.

Как правило, бак следует устанавливать в отапливаемом помещении с утепленным чердаком, а если это невозможно, то бак следует утеплить. Наличие теплоизоляции предотвращает замерзание жидкости и потерю производительности системы.

Расширительные бачки закрытого типа

Конструктивной особенностью закрытых версий резервуара является полная герметичность, что позволяет поддерживать необходимое для циркуляции давление в любой точке системы.

Внутренняя часть бака разделена мембраной на воздушную часть и жидкую часть. Каждая камера полностью герметична — азотная смесь из воздушной части не смешивается с теплоносителем, заполняющим жидкую часть.

Принцип работы закрытого расширительного бака заключается в том, что нагретая жидкость из системы нагнетается во влажную часть бака и начинает давить на герметичную мембрану. Мембрана деформируется и воздействует на воздушный участок, сжимая его.

Закрытый расширительный бак для систем отопления технически известен как Expansomat. Он представляет собой закрытую капсулу, герметично соединенную с нагревательным контуром.

Закрытый расширительный бак защищает отопительный контур не только от давления передаваемой среды, но и от кислорода воздуха.

Объем расширительного сосуда выбирается таким образом, чтобы объем его камеры был достаточным для максимального расширения теплоносителя при нагревании.

Для систем отопления расширители поставляются в красном цвете. Белые и серые экспансоматы встречаются на рынке реже. Для отопления следует приобретать только устройства с мембраной, которая может контактировать с горячей водой.

Закрытые расширительные баки обязательно используются с напольными газовыми котлами, теплогенераторами на жидком и твердом топливе.

Если система отопления на природном газе переоборудована в насосную систему отопления, открытый расширительный бак обычно заменяется расширительным баком, чтобы избежать испарения теплоносителя

Владельцам небольших домов и квартир, отапливаемых настенным газовым котлом, нет необходимости устанавливать расширительный бак. Он включен в состав обогревателя

Если в системе отопления помимо настенного котла используются другие отопительные приборы, то для обеспечения расширения хладагента в дальнейших контурах устанавливается расширительный бак.

Это уменьшает объем воздушной камеры резервуара и сжимает газ внутри. Такая ситуация способствует повышению давления в системе. Как только давление возвращается к норме, хладагент вытесняется из жидкостной камеры.

Однако, если давление резко возрастает при достижении критического объема жидкости в резервуаре, срабатывает предохранительный клапан. В результате из бака сливается чрезмерное количество охлаждающей жидкости.

Закрытая конструкция полностью герметична; внизу имеется фланец с впускным кулачком, а вверху — горловина для заправки газом.

В зависимости от своей формы все закрытые расширители для установки в системе отопления делятся на такие типы:

1. Сферическая — тип мембраны с резиновой прокладкой. Когда жидкость попадает внутрь, она расширяется и поглощает весь избыточный объем. Сам резервуар имеет форму сферической капсулы.
2. Овал — это еще один тип мембранных балансов давления. Поршень расширителя традиционно разделен на газовую и жидкостную камеры гибкой мембраной, но корпус немного вытянут по вертикали.

Также можно увеличить давление в расширительном баке. Для этого необходим автомобильный насос с манометром. Присоедините его к ниппелю и надуйте до нужного значения.

Его назначение

Для чего нужен блок расширения? Дело в том, что любая жидкость увеличивает свой объем при нагревании. Например, объем воды, нагретой до 100 °C, увеличивается на 4,5 %, антифриза и битума — на 6 %. Для предотвращения выхода хладагента (охлаждающей жидкости) из системы при нагревании необходим расширительный бак, который является своего рода буфером или уравновешивающим элементом.

До середины прошлого века под капотом не было расширительных бачков, поскольку в качестве охлаждающей жидкости использовалась обычная вода, а верхний бак холодильника служил компенсатором, который не заполнялся «до краев». С появлением охлаждающих жидкостей (антифризов) на основе этиленгликоля, коэффициент объемного расширения которых выше, чем у воды, появились дополнительные расширительные баки, чтобы предотвратить увеличение размеров холодильника.

Таким образом, расширительный бак (RC) предназначен для компенсации объемного расширения хладагента при повышении температуры. Расширительный сосуд устанавливается в моторном отсеке таким образом, чтобы уровень жидкости находился примерно посередине сосуда.

Жидкость в радиаторе и в бачке находится на одном уровне по принципу сообщающихся сосудов. Поскольку радиатор расположен над радиатором, в качестве заливной горловины используется крышка расширительного бачка, описанного ниже.

Устройство и работа

Расширительный бак состоит из полипропиленового корпуса, крышки и двух патрубков для подключения труб жидкостной системы. Нижний шланг соединяет устройство с линией охлаждения, а верхний используется для удаления паров и пузырьков воздуха из системы. Современные модели часто оснащаются поплавками уровня охлаждающей жидкости.

В этом варианте расширительный бак имеет дополнительную горловину в верхней части для установки датчика. На боковой стороне резервуара есть несколько отметок, начиная от нижнего минимума и заканчивая верхним максимумом. Уровень охлаждающей жидкости должен находиться в этом зазоре.

Как работает устройство? Для начала немного теории. В таблице приведены температурные режимы работы современных двигателей. Как вы видите, двигатели работают в критических температурных условиях.

Чтобы повысить температурный предел, теплоноситель подается под давлением (выше атмосферного), что повышает температуру кипения. Для этого система герметично закрывается, и в ней поддерживается избыточное давление. В различных двигателях это значение колеблется в пределах от 0,1 до 0,5 бар (кг/см²).

В то же время высокое отрицательное давление (более 0,03-0,1 кг/см²) в свободной зоне расширителя недопустимо, так как в противном случае в систему будет засасываться воздух и образовываться воздушные карманы, затрудняющие циркуляцию охлаждающей жидкости и вызывающие перегрев двигателя. За поддержание давления охлаждающей жидкости на необходимом уровне отвечает специальный регулятор, расположенный на крышке заливной горловины.

Крышка бачка — два в одном

Поэтому крышка маслозаливной горловины выполняет не только защитную функцию, но и служит регулятором давления. Как уже упоминалось, давление внутри бака должно быть в пределах от 1,1 до 1,5 кг/см². Как этого можно достичь?

Для этого к крышке прикреплены два клапана: предохранительный и вакуумный. Первый состоит из эластичной мембраны с пружиной, которая прижимается снаружи и активируется, когда давление превышает силу пружины. Второй состоит из упругой шайбы с маленькой пружиной, установленной в большой пружине.

При рабочей температуре теплоносителя оба клапана закрыты, а давление в баке не превышает расчетное. Поскольку расширительный бак герметично закрыт, давление увеличивается при повышении температуры, поэтому предохранительный клапан открывается и позволяет части паров воздуха выйти, возвращая клапан в прежнее положение.

Отсутствие защитного механизма приведет к утечкам охлаждающей жидкости, повреждению соединений и даже растрескиванию радиаторов и отопительных приборов.

После выключения двигателя жидкость в системе остывает и уменьшается в объеме, создавая отрицательное давление в баке. Результатом может быть проникновение воздуха через швы, что приводит к образованию воздушных пузырей при последующем запуске. А это может привести к перегреву и повреждению двигателя.

Именно здесь вступает в игру другой маленький клапан — вакуумный клапан. При отрицательном давлении он открывается и выравнивает давление в резервуаре до атмосферного.

При расширении система беспрепятственно направляет излишки теплоносителя в бак. Это предотвращает избыточное давление в контурах, которое может повредить компоненты и арматуру.

Конструкция и особенности расширительных бачков

Используемые сегодня расширительные баки в основном имеют схожую конструкцию и отличаются простотой. Это бак с максимальной емкостью 3-5 литров, форма которого оптимизирована для установки на нижней стороне капота автомобиля. В настоящее время наиболее распространены баки из белого полупрозрачного пластика, но на рынке также встречаются изделия из металла (обычно для старых отечественных автомобилей ВАЗ, ГАЗ и некоторых грузовиков). Резервуар состоит из нескольких элементов:

• Заливная горловина, закрытая крышкой с паровоздушным клапаном,
• Фитинг для подключения шланга от радиатора двигателя,
• Дополнительное подключение шланга от термостата,
• Дополнительно — штуцер для подключения шланга отопителя салона,
• Дополнительно — горловина для установки датчика уровня охлаждающей жидкости.

Поэтому каждый бак имеет заливную горловину с крышкой и штуцер для шланга от основного радиатора двигателя. Этот шланг называется шлангом отвода паров, поскольку горячая охлаждающая жидкость и пары отводятся из радиатора. В этой конфигурации соединение находится в самой нижней точке резервуара. Это самое простое решение, но утечка охлаждающей жидкости компенсируется радиатором, что в некоторых случаях снижает эффективность системы охлаждения.

Многие бачки охлаждающей жидкости также имеют шланг, подключенный к термостату, поэтому выпускной шланг подключается к порту в верхней части бачка (на одной из боковых стенок); такое же положение применяется к шлангу, подключенному к радиатору. Шланг, ведущий к термостату, подсоединяется к нижней части резервуара. Такая конструкция обеспечивает лучшее заполнение системы охлаждения рабочей жидкостью из бака, и система в целом работает более эффективно и надежно.

Рубашка нагревательного и расширительного баков со встроенными клапанами на одном валу

Почти все современные расширительные баки оснащены датчиком уровня, встроенным в специально разработанную заливную горловину. Наиболее распространенным является датчик простой конструкции, который предупреждает о критическом падении уровня охлаждающей жидкости, но, в отличие от датчика уровня топлива, не показывает фактическое количество охлаждающей жидкости в системе. Датчик подключается к соответствующему индикатору на приборной панели автомобиля.

Крышка расширительного бака с отдельными клапанами

Крышка расширительного бака, как и крышка основного холодильника, имеет встроенные клапаны: паровой клапан (клапан высокого давления) для сброса давления при перегреве хладагента и воздушный клапан для выравнивания давления в системе при ее охлаждении. Это обычные пружинные клапаны, которые срабатывают при достижении определенного давления в резервуаре — если давление повышается, паровой клапан разгерметизируется, если давление падает, воздушный клапан разгерметизируется. Клапаны могут быть установлены по отдельности или объединены в один блок.

Бачок устанавливается в нижней части капота рядом с радиатором и соединяется с радиатором и другими компонентами через резиновые шланги различного сечения. Бачок немного приподнят над радиатором (обычно его средняя линия совпадает с верхним уровнем радиатора), чтобы жидкость свободно (под действием силы тяжести) перетекала из бачка в радиатор и/или корпус термостата. Резервуар и радиатор образуют систему сосудов, сообщающихся друг с другом, так что уровень жидкости в резервуаре может использоваться для управления уровнем жидкости в радиаторе. Для контроля на корпусе резервуара можно установить шкалу или отдельные индикаторы min и max.

Вопросы правильного подбора и замены расширительного бачка

Во время эксплуатации автомобиля расширительный бачок подвергается воздействию высоких температур, сильных перепадов давления и агрессивных сред (антифриз, выхлопные газы, топливо, масло и т.д.), что может привести к повреждению бачка и крышки заливной горловины. Наиболее распространенные проблемы с пластиковыми резервуарами — это трещины в корпусе и трещины из-за чрезмерного повышения давления. В любом случае, бак следует заменить, а ремонт выполнить как можно скорее.

Заменять следует только бак того типа и каталожного номера, который установлен производителем автомобиля — только так можно обеспечить правильное функционирование всей системы. Если крышка уже не в порядке (что обычно подтверждается взрывом бака из-за дефекта парового клапана), необходимо приобрести и ее. Если старая крышка работает нормально, ее можно установить в новый резервуар. Старый индикатор уровня жидкости обычно также без проблем помещается в новый резервуар.

Замена расширительного бачка должна производиться в соответствии с инструкцией по ремонту автомобиля. Обычно необходимо слить антифриз, отсоединить все шланги от старого бачка, снять бачок (с помощью хомута, иногда закрепленного дополнительными винтами) и установить новую деталь в обратном порядке. Вам также может понадобиться заменить старые зажимы, поэтому купите их немедленно. Если старая пробка еще на месте, ее следует проверить и при необходимости очистить.

После установки следует долить новый антифриз и опломбировать пробку. Если новый бак правильно выбран, заменен и подключен, вся система сразу же заработает правильно и обеспечит эффективное охлаждение устройства.

Недостатком открытых резервуаров является то, что весь объем теплоносителя испаряется во время нагрева. По этой причине открытые контуры необходимо время от времени обновлять.

Где поставить в системе

В закрытой системе расширительный бак устанавливается после котла и перед насосом для создания потока в обратном направлении. Таким образом, система работает более надежно. Место установки зависит от расположения циркуляционного насоса.

Схема установки расширительного бака для отопления

Он подключается к системе через тройник: Вы вставляете тройник в трубу, поворачиваете вертикальный выход n вверх и прикручиваете к нему бак. Если стена мешает установить резервуар, необходимо сделать угловой элемент, но так, чтобы резервуар был обращен вверх. Теперь можно считать, что расширительный бак установлен.

Пример установки с краном

Однако для облегчения контроля рекомендуется после бака установить еще один кран, причем кран устанавливается на его свободном выходе. Это позволяет проверить мембранный бак без необходимости опорожнения всей системы — бак отключен. Закройте клапан и слейте воду из бака. Проверьте давление в прерванной трубе (в котле). Он должен быть равен нулю. После этого можно выполнять все дальнейшие работы по регулировке.

При установке в соответствии с утвержденными правилами нет четких ограничений по выбору места установки. Однако во многих системах бак расположен рядом с насосом.

Зачем нужен, как работает и как подобрать расширительный бак для водяного отопления.

Современные частные дома в нашей стране, расположенные в широтах с перепадами температур более 50 градусов в год, требуют грамотного и качественного отопления. В прошлом обычной печи часто было достаточно для одной или двух спален в сельском доме. Сегодня, когда дома становятся все больше, а количество отдельных комнат в небольшом доме редко бывает меньше трех-четырех, современная концепция комфортного проживания требует наличия водяного отопления.

Типы и особенности расширительных баков

Этот способ отопления дома, в отличие от печного отопления, позволяет обеспечить одинаково комфортную температуру во всех помещениях. Жидкостное отопление требует наличия теплогенерирующей системы — котла и теплоносителя, который циркулирует в воздуховодах между котлом и радиаторами в каждом отапливаемом помещении. Когда котел выключен, теплоноситель не нагревается и за короткое время опускается до комнатной температуры. Это приводит к периодическому изменению температуры теплоносителя. Как известно из физики, любое тело расширяется при повышении температуры. При нагревании теплоноситель увеличивает свой объем. Однако в замкнутом контуре ему некуда выходить, и давление возрастает. Частые изменения давления «расшатывают» систему и быстрее приводят к утечкам в важных компонентах. Решение: расширительный бак в системе отопления.

Расширительный сосуд — это, по сути, емкость, в которой жидкость может увеличивать или уменьшать свой объем. Его установка позволяет избежать повышения и понижения давления теплоносителя при изменении его температуры. Установка расширительного бака необходима при монтаже любой системы жидкостного отопления в доме. Однако типы расширительных баков различаются в зависимости от типа проектируемой системы. Фактически, существует два варианта жидкостного отопления помещений: открытый и закрытый.

Открытые или закрытые системы

Система отопления открытого пространства — это система, которая не является полностью герметичной и имеет открытый верх. Давление жидкости зависит от положения бака и уровня охлаждающей жидкости в нем. Для лучшего понимания открытую систему можно сравнить с кастрюлей с водой, которая на две трети заполнена без крышки на конфорке. Стенки и дно нашей кастрюли непроницаемы для жидкости и предотвращают ее вытекание при открытой крышке.

Когда наша кастрюля нагревается, вода в ней занимает не две трети, а примерно три четверти ее объема, но оставшейся высоты стенок все еще достаточно, чтобы вода не переливалась через край. В открытой системе роль верхней части нашего воображаемого резервуара точно такая же, как и в открытом резервуаре. Этот резервуар имеет водонепроницаемую крышку (обычно снабженную колпачком). Он расположен выше, обычно на чердаке или в самой высокой комнате здания.

Если котел не оборудован системой принудительной циркуляции, открытый расширительный бак должен быть установлен в самой высокой точке сразу после котла. В этом случае теплоноситель, который по законам физики максимально нагревается котлом, устремляется вверх и достигает расширительного бака, откуда уже течет по трубам к радиаторам и возвращается в котел с постепенной потерей тепла. Эта конструкция имеет два входных и выходных патрубка и открытый верх (с крышкой, не допускающей протечек). При принудительной циркуляции бак может быть размещен в любом месте системы циркуляции (по принципу, что он находится выше всех остальных компонентов). В этом случае достаточно подсоединить к резервуару снизу порт, чтобы жидкость могла сливаться в объеме, достаточном для расширения при нагревании. Но такие системы встречаются редко.

Самодельные сети отопления для гаражей и складов часто строятся из газовых баллонов, предварительно разогретых на безопасном расстоянии от жилых помещений.

Дополнительная информация

Расширитель помогает поглотить гидроудар, вызванный воздушными карманами и внезапным закрытием фитингов. Резервуары могут выполнять эту функцию, если они установлены в обратном потоке теплоносителя непосредственно перед котлом. Не считайте, что заводское давление идеально подходит для практических целей. Его необходимо отрегулировать через регулирующий клапан.

Важно: Любой манометр, измеряющий давление в расширителе, регистрирует только избыточное значение; для получения абсолютного значения необходимо добавить 1 бар.

Бак с избыточной перекачкой работает плохо, поскольку воздух выталкивает охлаждающую жидкость. Если все настроено правильно, но предохранители продолжают спорадически выпускать воду, проблема, скорее всего, заключается в слишком маленьком расширительном бачке. Поэтому стоит выбирать баки, вмещающие 10% или более от общего количества теплоносителя, циркулирующего в системе. Поскольку бак не имеет соединений для манометров, их следует подсоединить к ниппелю. Он должен быть установлен на противоположной стороне контура, заполненного теплоносителем.

Поскольку манометры в автомобиле и на мотоцикле измеряют давление в МПа, необходимо сравнить их показания с давлением в системе отопления (выраженным в барах или кгс/куб. см). Один бар равен 100 кПа. При использовании автомобильного манометра рекомендуется подождать 10 минут после выключения котла, чтобы остановить циркуляцию. Если накопительный бак установлен в самом котле, рекомендуется закрыть не только запорную арматуру, но и подачу и обратку теплоносителя. Если вы будете следовать этим рекомендациям, ваша жизнь станет намного проще.

О том, как управлять работой расширительного бака, вы можете узнать из следующего видео.

Расширительные баки используются и в других системах автомобилей, тракторов и спецтехники: в гидроусилителе руля и в различных гидравлических системах различного назначения. Эти баки в целом аналогичны бакам системы охлаждения по принципу работы и конструкции и отличаются следующим образом.

Расширительный бак для отопления закрытого типа

Основным преимуществом буферного бака для закрытой системы отопления являются его компактные размеры и возможность установки в любом месте контура.

При установке в соответствии с утвержденными правилами нет четких ограничений по выбору места установки. Однако во многих системах бак расположен рядом с насосом.

Из-за герметичности резервуара давление в контурах может повышаться до высоких значений. Для защиты конструкции важно сформировать «команду безопасности».

Он состоит из следующих элементов:

1. Предохранительный клапан с предварительно установленным верхним пределом давления.
2. Вентиляция с поддержкой автоматизации.
3. Манометр или манометр с термометром для задач контроля и измерения.

Однако необходимость организации «команды безопасности» не является недостатком, поскольку обусловлена специфической функцией системы.

К недостаткам закрытых резервуаров относятся их высокая стоимость и необходимость приобретать их самостоятельно.

Однако усовершенствованные модели поставляются с уже установленным баком. Это относится к настенным устройствам.

Устройство и принцип работы

Чтобы определить, какой расширительный бак необходим для отопления, следует рассмотреть конструкцию и работу закрытой системы отопления. Конструкция такого резервуара довольно проста. Он может немного отличаться в зависимости от модели, но режим работы остается неизменным. Герметично закрытая жидкость разделяется на 2 камеры с помощью специального гибкого сепаратора. Одна часть подключается к контуру системы через гидрант и называется водяной частью. Вторая часть (воздух) используется для организации оптимального давления.

В конструкции резервуара предусмотрены следующие элементы:

1. Корпус танка.
2. Корпус корпуса резервуара.
3. Корпус резервуара, корпус бака.
4. Диафрагма.
5. Водяная камера и воздушная камера.

В большинстве случаев кожух представляет собой сборную штампованную цилиндрическую конструкцию (на рынке представлены и другие варианты).

Внутренняя часть стен покрыта защитным слоем от коррозии и слоем эмали. Цвет корпуса — красный, так как на рынке есть также баки для горячей воды, которые имеют синий цвет, указывающий на невозможность использования горячей воды.

Бак оснащен резьбовым соединением для подключения к отопительному контуру. Ведущие производители поставляют фитинги и американскую накидную гайку для легкой установки резервуара.

На противоположной стороне корпуса находится ниппель или клапан с велосипедным затвором. Он используется для создания давления в воздушной камере.

Следующим важным компонентом является мембрана, которая разделяет внутренний объем бака на две отдельные части. В некоторых случаях дополнительный бак оснащается мембраной, которая активируется в случае выхода из строя основной мембраны. Этот принцип требует наличия мембранного расширительного бака.

Для этой детали используются резиновые материалы с минимальной скоростью диффузии. Долгое время его роль выполнял каучук, но из-за своей недолговечности он утратил свою популярность. В современных установках этилен-пропиленовые или бутиленовые элементы обычно устанавливаются стационарно.