Как утеплить расширительный бачок на чердаке

Какие функции выполняет расширительный бак в водоснабжении

Мембранный бак для водоснабжения – многофункциональный прибор, ни одна автономная система, за исключением использующих дорогостоящие погружные электронасосы с частотным управлением, не может обойтись без его использования. Чтобы ответить на вопрос, для чего нужен бак в системе, следует рассмотреть его конструктивное устройство и принцип работы.

Все мембранные баки состоят из двух основных частей, включающих в себя металлический бачок и внутреннюю эластичную мембрану с запрессованным в крышку корпуса входным штуцером. При работе электронасоса на закрытые краны вода поступает во внутреннюю эластичную оболочку и происходит ее растяжение (расширение), в определенный момент водоподача прекращается и гидробак остается в наполненном состоянии.

Когда краны открывают, вода из гидроаккумулятора поступает в систему с определенным давлением за счет сжатия эластичной мембраны до момента повторного запуска насоса, который снова качает воду для наполнения бака. Процессом включения-отключения электронасоса управляет реле давления, для его настройки на пороги срабатывания используют встроенный в систему манометр.

Рис. 2 Конструктивное устройство горизонтального бака

Расширительный бак для водоснабжения в качестве гидроаккумулятора

Из принципа работы гидробака понятно, что он накапливает (аккумулирует) некоторый объем воды в своем внутреннем эластичном баллоне или части корпуса. Благодаря этому в системе определенное время поддерживается нужное давление, а также создается некоторый запас воды, полезный в аварийных ситуациях при кратковременном отключении электричества, повреждениях водопровода, отказе электронасоса.

Некоторые домовладельцы устанавливают гидробаки большого объема внутри дома – это позволяет делать значительные запасы водных ресурсов.

Гидробак для стабилизации напора в системе

Так как наполненная водой емкость гидробака отдает водные ресурсы в течение длительного времени, зависящем от его объема и потребления, ровное давление в водопроводе поддерживается длительной период времени. При отсутствии накопительной емкости трубопровод освобождался бы от водных ресурсов быстрее – это вызывало бы быстрое падение давления в системе и частое включение электронасоса.

Рис. 3 Принцип работы гидроаккумулятора

Расширительный бак для защиты от гидроударов

Защита от гидроударов – один из ответов на вопрос, зачем нужен гидробак. Принцип компенсации им гидроударов в системе заключается в следующем: при отключении – включении электронасоса происходит резкая остановка или движение водных потоков. При этом в силу инерционности вода оказывает физическое воздействие на оболочку трубопровода, запорную и регулирующую арматуру, передавая им свою кинетическую энергию. Узлы и детали водопроводной системы начинают смещаться, в результате чего происходит ослабление резьбовых и компрессионных соединений, крепежа трубопровода, появляется сбои в работе автоматики.

Эластичная накопительная емкость для системы водоснабжения в виде оболочки внутри гидробака при движении и остановке водного потока растягивается или сжимается в первую очередь – это позволяет предотвратить физическое воздействие на другие узлы водопровода.

Гидроаккумулятор для увеличения срока службы насосного оборудования

Принцип работы автоматики включения и отключения электронасоса состоит в реакции реле на заполнение емкости гидробака водой – как только внутренняя резиновая оболочка начинает растягиваться и оказывать сопротивление давлению водных масс, в определенный момент срабатывает реле давления и отключает электронасос. Понятно, что чем дольше заполняется водой внутренняя оболочка гидробака, тем большее время насос находится во включенном состоянии.

Аналогично при водозаборе вода из бака уходит медленнее и соответственно реле на включение электронасоса срабатывает через значительный промежуток времени.

Рис. 4 Гидробаки для отопительных систем – популярные бренды

Расширительные баки в различных системах отопления

В любом здании, будь оно административным или жилым, система отопления может быть представлена одним из следующих вариантов: централизованная, автономная открытого/закрытого типа.

Рассмотрим детальнее особенности конструкции расширительного бачка для наиболее распространенных систем, а также выполняемые им функции.

Централизованная система. Расширительный бак – герметичная емкость, наверху которой расположен вентиль, предназначенный для выпускания лишнего воздуха.

Бак монтируется в самой высокой точке верхнего разлива отопительной системы. Во время ее эксплуатации воздух стремится именно туда, вытесняемый источником тепла, движущимся вниз. Запуск системы осуществляется в подвале путем открытия задвижки контуров и стравливания воздуха из бака.

Автономная система открытого типа. В данной системе все устроено достаточно просто. Расширительный бак – негерметичная конструкция, закрываемая крышкой, чтобы внутрь не попала пыль и т.д.  Движение теплоносителя по открытой системе отопления возможно благодаря конвекции. При этом источник тепла вступает в контакт с воздухом непосредственно в расширительном бачке, который, в свою очередь, выполняет 2 функции: компенсирует расширение теплоносителя и одновременно является высшей точкой контура, в которую поступает стравленный воздух.

Автономная система открытого типа

Автономная система закрытого типа. В такой системе бачок представлен емкостью, разделенной на две части специальной резиновой мембраной. В одной части бака находится воздух. В другой – жидкость из системы. Такая конструкция предотвращает накопление в системе отопления воздуха (обогащенного кислородом), разрушающего трубы и радиаторы.

Теплоноситель циркулирует по отопительной системе под действием циркуляционного насоса. Контур отопления в данном случае не имеет никакого контакта с окружающей средой, а бак – всего лишь емкость с резервным объемом, благодаря которому теплоноситель в состоянии расширяться в процессе эксплуатации отопительной системы.

Автономная система закрытого типа

Расширительный бак для отопления открытого типа: характеристика устройства

Открытый расширительный бак для отопления имеет простую конструкцию в виде прямоугольной или цилиндрической емкости, оснащенной крышкой, которая предотвращает попадание частиц грязи в систему. Расширитель должен иметь патрубок, к которому будет подводиться труба от системы отопления. Емкость также должна быть оснащена сливным краном, который понадобиться для отведения жидкости в канализацию, в случае накопления ее в больших объемах.

Для безопасной эксплуатации расширительный бак должен иметь переливную трубу для отведения лишней воды в сливную сеть в случае переполнения бака. Также к нему должна быть подведена труба водоснабжения для пополнения системы отопления водой.

Расширительные баки для отопления открытого типа могут быть изготовлены из любого материала. Это может быть листовая сталь, нержавейка или пластик. Главным условием является то, что он должен быть термостойким, поскольку теплоноситель нагревается до высоких температур.

Строение расширительного бака мембранного типа: 1 – металлический корпус, 2 – патрубок, 3 – мембрана между двумя камерами бака, 4 – камера, заполняемая теплоносителем, 5 – воздушная камера, 6 – ниппель

Принцип работы расширительного бачка системы отопления

Принцип работы бака заключается в следующем. Разогретая до значительной температуры жидкость начинает увеличиваться в объеме, тем самым способствуя повышению давления в системе. Излишки жидкости выдавливаются в расширительный бак, где она будет находиться до момента остывания, после чего самотеком возвратится обратно с систему отопления. Данный процесс выполняется циклично.

Расширительный бак для системы отопления открытого типа оснащен несколькими патрубками:

• для соединения расширительной трубы, через которую поступает теплоноситель;
• для циркуляционной трубы, что отводит воду из системы;
• контрольной трубы, предназначенной для регулировки наполненности системы и
• ликвидации из нее воздуха;
• переливной трубы, для удаления излишков жидкости.

Также конструкцией предусматривается запасной патрубок с краном, через который вода сбрасывается при ремонте системы.

Принцип работы расширительного бака системы отопления

В случае достижения жидкостью максимального уровня, вода будет поступать через переливную трубу в канализацию, в случае подключения к ней. Если на переливе установлен патрубок с краном, необходимо периодически проверять уровень воды в баке простым открытием запорной арматуры. При установке расширительного бака для отопления, его можно оснастить реле верхнего и нижнего уровней, которые могут подавать звуковой или световой сигнал, когда жидкость доходит до максимального уровня в точке перелива, или минимального.

Поскольку расширительный бак не является герметичным, часть жидкости, прибывая в контакте с воздухом, испаряется, что требует ее компенсации для нормальной работы системы. Это происходит при непосредственном участии человека, который должен контролировать объем воды в системе и, при необходимости, пополнять его.

Достоинства и недостатки открытого расширителя

Главными преимуществами расширительного бака системы отопления открытого типа является простота конструкции и полная автономность устройства, работа которого не зависит от работоспособности системы. Все процессы в нем происходят согласно естественному круговороту, без использования насосного и прочего оборудования. Также радует доступная цена расширительного бака для отопления открытого типа, которая стартует от 1500 руб.

К недостаткам такой емкости можно отнести:

• необходимость теплоизоляции бака для снижения потерь тепла;
• монтаж дополнительных трубопроводов, что портит эстетичный вид;

Расширительный бак имеет довольно простую конструкцию

• не герметичность резервуара;
• необходимость периодического пополнения воды в системе в результате испарения жидкости. Поскольку вода непосредственно контактирует с воздухом, это может стать причиной возникновения коррозии стальной емкости, что приведет к уменьшению теплоотдачи, появлению шума и снижению периода ее эксплуатации.

В частном доме расширительный бак отопления открытого типа устанавливается в чердачном помещении, лестничном проеме или специально оборудованном боксе, который устанавливается на крыше дома. При достаточной высоте здания его можно расположить внутри жилого помещения в санузле или хозкомнате.

Расширительную емкость устанавливают рядом с котлом отопления

Особенности установки

Установка расширительного бака в системе отопления зависит от типа последней. Как уже было сказано выше, отопление может быть реализовано закрытым и открытым способами.

Ниже рассмотрим, как выполнить своими руками подключение бачка в обоих случаях.

Схема открытой отопительной системы

Открытая система

Открытое отопление, по сути, представляет собой один большой сосуд со специфичными конвекционными потоками внутри.

Монтаж расширительного бака отопления в этом случае, как собственно и всех остальных отопительных приборов, должен обеспечивать:

• Быстрый подъем нагретого котлом теплоносителя в верхнюю точку отопительной конструкции, а также ее естественная циркуляция через отопительные приборы.
• Свободное и беспрепятственное движение воздушных пузырьков вверх.

По этим причинам установка данного устройства осуществляется в верхней точке конструкции. Чаще всего в частных домах эти емкости располагаются на чердаке либо вверху разгонного коллектора (в однотрубной системе).

Надо сказать, что сам бачок для открытой системы так же отличается конструкцией:

• Не требует запорной арматуры;
• Не нуждается в резиновой мембране и даже крышке.

В данном случае расширительный бачок — это простая емкость, в которую, при необходимости можно долить ведро воды взамен испарившейся. Как правило, цена такого устройства равняется паре электродов и стоимости квадратного метра листа стали толщиной в несколько миллиметров.

Схема закрытой отопительной системы

Закрытая система

Если конструкция реализована по закрытой схеме, то монтаж расширительного бака системы отопления имеет ряд особенностей, с которыми ознакомимся ниже:

• Наиболее оптимальным местом для подключения устройства является участок, в том месте, где течение теплоносителя ближе всего к ламинарному и отсутствуют завихрения. Поэтому очевидным решением является его установка перед циркуляционным насосом для отопления. Что касается высоты расположения, то она не имеет значения, так как задача устройства, как уже было сказано выше, заключается в компенсации теплового расширения и гашении гидроударов.
• Большое значение имеет расположение бачка в пространстве. В идеале жидкость должна поступать в емкость сверху, что позволит полностью удалить воздух из отсека с жидкостью.
• Объем устройства должен составлять не менее десятой части от объема всей жидкости в системе. Рассчитать объем воды можно отталкиваясь от мощности котла – на один киловатт берется 15 литров жидкости.

Обратите внимание! Зачастую котлы отопления снабжены расширительными бачками и даже циркуляционными насосами. Поэтому прежде чем отправиться за покупкой устройств, следует убедиться, что они нужны

Подключенный к пластиковым трубам расширительный бак

В качестве примера рассмотрим, как выполняется монтаж мембранной емкости.

Итак, инструкция выглядит следующим образом:

• Если подключение осуществляется к действующему отоплению, то в первую очередь надо выключить все оборудование и слить воду с батарей. Чтобы жидкость лучше стекала, следует открыть краны Маевского.
• Если используются пластиковые батареи отопления, то монтаж следует осуществлять через разъемный монтажный элемент, называемый «американкой». Первая его часть прикручивается к бачку, а вторая припаивается к трубе. Затем обе части соединяются.

«Американка» для подключения бака

• Затем нужно разрезать трубу отопления и установить тройник. к которому подключается труба от бака.
• Пока в батареях отсутствует вода, надо демонтировать фильтр грубой очистки и промыть его.
• После установки всех элементов на свои места нужно открыть краны и заполнить радиаторы водой. При этом давление должно подняться до 1,2-1,3 кПа.
• В завершение работы следует стравить воздух и закрыть краны Маевского.

Совет! Перед расширительным баком желательно установить кран. Это позволит выполнять ремонт устройства, не спуская воду с батарей.

После осуществления всех вышеописанных действий можно включить котел.

Надежные методы утепления бачка

Современным способом утепления расширительного бачка является напыление жидкого пенополиуретана (ППУ). Подобную услугу предоставляют многие специализированные организации. Для экономии средств ее же можно выполнить самостоятельно.

В продаже имеются комплекты на разную площадь для одноразовой работы. На подготовительном этапе производится:

• очистка бака от старых лакокрасочных покрытий, загрязнений, ржавчины и пыли;
• обезжиривание;
• просушка.

После этого на поверхности равномерно наносится жидкий состав. Его толщина зависит от климатической зоны. Для условий российских зим достаточным будет слой в 10 см.

Такое покрытие обеспечивает хорошие изоляционные показатели и дополнительную защиту от коррозии. Однако при повреждении бака его придется наносить снова.

Существует несколько вариантов изоляции бака на этапе создания отопительной системы. Некоторые специалисты рекомендуют подсоединять циркуляционную трубу. Она будет обеспечивать движение жидкости, что минимизирует вероятность замерзания. Другие – проложить термокабель для обогрева.

Установленный на чердаке открытый расширительный бак требует организации качественного утепления. Можно выбрать простой, но менее эффективный способ или вложить немного больше сил, средств и времени для создания надежного обогрева. Удачного вам выбора.

Расчет объёма расширительного бака отопления

Определить объём расширительного бака можно несколькими способами. Во-первых, свои услуги предлагают многочисленные проектировочные бюро и отдельные специалисты. Они для расчётов используют специальное программное обеспечение, которое позволяет учесть все факторы, влияющие на стабильную работу системы отопления. Это всё, конечно, замечательно, но дорого.

Во-вторых, можно самостоятельно выполнить расчет расширительного бака по формулам. Здесь нужно быть особенно внимательным, так как малейшая ошибка может существенно исказить итоговые значения. Учитывается всё: объём системы отопления, вид теплоносителя и его физические характеристики, давление.

В-третьих, можно воспользоваться он-лайн калькуляторами для выполнения расчётов. Правда, в этом случае, лучше перепроверить результаты на нескольких ресурсах, дабы исключить вероятность некорректной работы страницы.

В-четвёртых, можно прикинуть на глаз – удельную ёмкость системы отопления приравнять к 15 л/кВт. Это ориентировочные цифры. Такой способ годится только на стадии технико-экономического обоснования. Уже непосредственно перед покупкой обязательно проводят более точные расчёты.

Способ #1 — расчёт по формулам

Основная формула для расчёта выглядит следующим образом:

где С – общий объём теплоносителя в отопительной системе, л;Pa min – настроечное (первоначальное) абсолютное давление в расширительном баке, бар;Pa max – максимальное (предельное) абсолютное давление, которое возможно в расширительном баке, бар.

При расчёте общего объёма отопительной системы учитываются все трубы и радиаторы, тёплые полы и котёл, а также другие элементы. Примерные значения указаны в таблице:

Примечание:* без учёта объёма аккумулирующих жидкостей;** усреднённая величина.

В таблице приведены значения коэффициента βt – показателя температурного расширения теплоносителя, которые соответствуют максимальной разнице температур в работающей и неработающей системе.

Теперь рассчитываем Pa min и Pa max по формулам:

По первой формуле рассчитывается абсолютное настроечное давление (h2 подставляется со знаком «минус» при расположении бака ниже точки врезки). По второй формуле определяется абсолютное максимально возможное давление в расширительном баке.

Способ #2 — онлайн калькулятор для расчёта

Для расчёта объёма расширительного бака можно воспользоваться он-лайн калькулятором. Их существует много (http://www.ktto.com.ua/calculation/brh, http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_rasshiritelnogo_baka_online и другие). Разберём механизм работы на примере калькулятора, предложенного на сайте http://teplo-as.ru/text/podbor/bak.

* — лучше брать максимально точную цифру. Если данных нет, тогда 1 кВт мощности равен 15 л;** — должно равняться статическому давлению системы отопления (0,5 бар = 5 м);*** — это давление, при котором срабатывает клапан безопасности.

Эта методика значительно упрощена и годится только для расчёта индивидуальных систем отопления. Поэтапно разберём схему на конкретном примере:

1. определяем тип теплоносителя: в данном случае это вода. Коэффициент её температурного расширения составляет 0,034 при температуре 85С;
2. рассчитываем объём теплоносителя в системе. Например, для котла мощностью 40 кВт объём воды составит 600 литров (15 литров на 1 Квт мощности). Можно, и это будет более точная цифра, суммировать объём теплоносителя в котле, трубах и радиаторах (если такие данные есть);
3. максимально допустимое давление в системе задаётся пороговым значением, при котором срабатывает клапан безопасности;
4. давление зарядки (начальное) расширительного бака может быть больше либо равно (но ни в коем случае не меньше) гидростатическому давлению отопительной системы в точке врезки мембранника;
5. объём расширения (V) рассчитывается по формуле V = (C* βt)/(1-(Pmin/Pmax));
6. расчётный объём округляем в большую сторону (это никак не скажется на работе системы).

Расширительный бак подбирается так, чтобы компенсировать этот самый расчетный объём (см. таблицу):

Коэффициент заполнения теплоносителем расширительного бака определяется по таблице исходя из комбинации значений максимального и начального давления. Далее расчётный объём умножается на коэффициент и полученная цифра является рекомендуемым объёмом мембранника

Отогрев отдельных узлов

Для того чтобы завести машину, достаточно разморозить только ключевые узлы. Прогревать автомобиль полностью необходимо только в крайних случаях.

Дверные замки

Если дверной замок замерз и нет возможности его открыть, лучше всего использовать специальные размораживатели в виде аэрозоля или жидкости.

В качестве примера можно провести такие средства, как:

• WD-40;
• «Минутка»;
• «Антимороз».

Следующий способ – использование зажигалки. Нельзя подносить ее к скважине замка. На ее пламени следует нагреть ключ. Через небольшой период (время, составляющее 1-2 минуты), когда он станет достаточно теплым, нужно снова попытаться открыть дверь.

Единственный метод, с помощью которого можно разморозить сам замок, – это грелка с водой. Ее нужно приложить к двери в области скважины на 1-2 минуты. Ни в коем случае не следует поливать замок кипятком. Если вода попадет внутрь, она растопит лед и позволит открыть дверь, однако в следующий раз замок снова примерзнет, и открыть его будет гораздо сложнее.

Резиновые уплотнители

Если примерзли резиновые уплотнители со стороны водителя, нужно постараться найти незастывшую дверь

Открывать ее нужно осторожно, нерезко, иначе можно повредить автомобиль

Повысить вероятность того, что дверь с примерзшим уплотнителем удастся открыть, можно следующим способом: нужно надавить на нее и постучать ладонью по контуру. Это поможет раскрошить образовавшийся лед.

Чтобы в будущем избежать такой ситуации, перед наступлением холодов рекомендуется смазывать резину специальной силиконовой смазкой или универсальным WD-40

При очистке машины после снегопада важно аккуратно стряхивать снег из проемов, чтобы в них не образовывалась вода

Аккумуляторная батарея

Главное правило, которого должны придерживаться водители, сводится к тому, что, если машина долгое время стояла на холоде, нельзя сразу запускать аккумулятор. Для начала нужно его прогреть. Сделать это можно, включив габаритные огни или ближний свет. Такое действие запустит химические реакции в батарее.

Если же машина стояла на морозе слишком долго и АКБ разрядилась, самым лучшим способом решить проблему будет «прикурить» автомобиль.

Прочая электрика

Причиной того, что автомобиль плохо заводится, могут быть не только разрядившаяся на морозе АКБ, но и свечи. Поэтому желательно иметь при себе запасной комплект.

К тому, что двигатель не запускается на морозе, приводит и застывшее масло. Чтобы решить эту проблему, нужно отогреть двигатель и коробку передач.

Сделать это можно 2 методами:

1. Установить под картером мотора электрическую плитку или прогреть его строительным феном. Недостаток этого способа – необходимость подключиться к розетке 220 В, что может быть сложно сделать на улице. Кроме того, прежде чем начать обогревать, нужно убедиться, что на поверхности нет потеков масла и топлива.
2. Воспользоваться пожарным рукавом. Его нужно подсоединить к выхлопной трубе заведенной машины, второй конец направить на двигатель.

Тем, кто проживает в регионах с холодным климатом, рекомендуется приобрести специальные автономные теплопушки.

Даже если машину с АКПП удалось завести в мороз, сразу же ехать на ней нельзя: коробка передач должна быть прогрета.

Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий:

• зажать тормоз;
• перейти с режима Parking в режим Drive;
• не отпуская тормоз, оставаться на месте еще несколько минут.

Если щетки не двигаются, значит, они примерзли к стеклу. Не надо пытаться их оживить, нажимая на кнопку. Это может сжечь электродвигатель стеклоочистителя. В этом случае требуется обработать их резиновые детали специальным спреем и подождать несколько минут, а затем зачистить лед.

Автомобильные тормоза

Отогреть замерзшие за ночь тормоза можно с помощью 3 способов:

• строительным феном;
• пожарным рукавом;
• кипятком.

Последний способ согреть колодки – самый быстрый. Поливать горячей водой тормоза можно, не опасаясь того, что в будущем они замерзнут гораздо сильнее. Во время движения автомобиля они полностью высохнут.

Кипяток

Многие автолюбители при такой проблеме применяют горячую воду для размораживания этой системы. Для этого нагревают литр воды и заливают в бак. Он при этом должен быть неполным. Как правило, лед отходит. Остается слить жидкость. Но тут есть несколько недостатков. Далеко не всегда можно разморозить лед таким способом. Температурные условия могут быть разными. При морозе больше 5°C такой метод окажется неэффективным. Также не решается проблема замерзших трубок. Тот же самый кипяток, попав в омыватель резко остывает. И спокойно может замерзнуть в трубках, образовав там ледяную пробку. Если использовать кипяток можно повредить бачок. Если нагреть ее до температуры в 70°C, то отогреть систему не выйдет.

Более адекватный вариант использование незамерзайки. Ее нужно разогреть до 70°C. Залив, нагретую жидкость и дождавшись пока ее тепло, растопит лед, сливают полученную смесь. В отличие от предыдущего способа этот более надежен. Даже если с первого раза полностью разморозить бачок не получилось, процедуру можно повторить.