Расширительный бачок для отопления открытого типа: назначение и устройство

При нагревании в котле жидкость расширяется, в результате чего внутри трубопровода создаётся избыточное давление, которое необходимо уравновешивать. Для этих целей в систему включён расширительный бак открытого или мембранного типа. Внутри данного резервуара скапливается избыточное количество теплоносителя, и, в зависимости от температуры нагрева, его уровень постоянно меняется. Наиболее простым и недорогим оборудованием является расширительный бачок для отопления открытого типа.

Обогрев полезного пространства в жилых комнатах может обеспечиваться с применением систем отопления двух типов, каждая из которых имеет как преимущества, так и недостатки:

• Однотрубная – состоит из одного контура, по которому циркулирует приготовленный теплоноситель. Жидкость из котла поступает на чердак, в расширительный бак для отопления открытого типа, после чего под давлением распределяется по конвекторам, отдавая тепло в помещение и возвращается на повторный подогрев.

Отопление данного типа легко рассчитывается, монтируется и стоит дешевле других систем. Имеет большой недостаток – проходя последовательно через отопительные приборы, теплоноситель постепенно теряет часть тепловой энергии, в результате чего последние конвекторы обогревают помещение хуже.

Для предотвращения такой проблемы, система отопления открытого типа с насосом и расширительным баком требует тщательной балансировки.

• Двухтрубная – состоит из 2 стояков, каждый из которых играет свою роль в циркуляции теплоносителя. По подающей магистрали приготовленный теплоноситель, также, проходя через расширительный бак, отдаёт тепловую энергию в жилые помещения.

Все конвекторы включаются в систему параллельно. Обратный стояк возвращает отработанный теплоноситель напрямую в котёл для подачи новой порции тепла.

Данный тип подключения характеризуется равномерностью нагрева помещения, но требует больших материальных и временных затрат при монтаже.

Для небольшого частного дома, не имеющего протяжённые коридоры, обладающего высоким показателем компактности, чаще всего используется однотрубная система, которая проста как в монтаже, так и в обслуживании.

Система отопления частного дома с газовым котлом с насосом и расширительным баком открытого типа представляет собой такой тип обогрева, при котором контур, предназначенный для циркуляции теплоносителя, является разомкнутым. После приготовления в котле, нагретая жидкость поднимается по магистральному трубопроводу в открытый расширительный бак, имеющий контакт с атмосферой, откуда по обратной магистрали теплоноситель поступает в отопительные приборы. Данная система имеет следующие преимущества:

• Циркуляция происходит естественным способом, подчиняясь законам физики. От котла нагретая жидкость поступает в верхнюю точку системы, в бак. Все трубы обратной магистрали замурованы в стены, имеют большой диаметр и расположены под углом. За счёт такого расположения магистралей, вода стремится вниз, под действием силы тяжести.
• •Данная система отопления с расширительным бачком открытого типа является полностью энергонезависимой, и обогрев помещений не прекращается даже при экстренном отключении электричества.

• Отопление легко рассчитывается, проектируется и монтируется – для снижения гидравлического сопротивления, на пути движения теплоносителя устраивается минимальное количество фитингов.
• Так как на магистрали не устанавливается циркуляционный насос, система абсолютна бесшумна.

Отопление данного типа также имеет некоторые недостатки:

• Слабым местом такого способа обогрева является наличие открытого расширительного бака. Его монтаж требует соблюдения определённых нюансов. При устройстве в зоне холодного подкровельного пространства, оборудование может легко замёрзнуть.
• Необходимость постоянного контроля за уровнем воды в расширительном резервуаре, так как она периодически испаряется в атмосферу, и система требует добавления новой жидкости.
• Теплоноситель движется слишком медленно, застаиваясь в трубах большого диаметра. Это вызывает большие потери в системе, что приводит к низкому КПД.

Для ускорения движения теплоносителя, в подающую магистраль допускается установить циркуляционный насос. Прибор создаёт избыток давления, в результате чего эффективность обогрева возрастает.

При проектировании и подборе основных комплектующих для системы отопления открытого типа, учитывается тип принятой принципиальной схемы для конкретного помещения. По принципу устройства и функционирования, данный тип обогрева классифицируется на следующие группы:

• С гравитационным или принудительным побуждением – как было сказано выше, установка насоса позволяет повысить КПД, но, в то же время, делает отопление зависимым от электричества

• Однотрубная или двухтрубная система.
• С прямой или опрокинутой циркуляцией. В первом случае подогретая вода поступает в расширительный бак для отопления открытого типа, куда устанавливается обратная магистраль, проходящая через приборы отопления. Во втором варианте движение происходит в обратном порядке. Для малоэтажных частных домов верхняя разводка более предпочтительна, так как происходит равномерный нагрев, и на этапе подачи теплоносителя в расширительный бак, из магистралей удаляются все воздушные пробки.
• В зависимости от количества точек подключения и этажности здания, разделяют горизонтальную и вертикальную разводку магистралей. Если в одной комнате на этаже имеется множество окон, под каждым из которых нужно установить радиатор, целесообразно принять решение о применении горизонтальной разводки трубопровода, что позволяет сэкономить на стояках.

Вертикальная разводка позволяется использовать «однотрубку», в то время, как приборы отопления при горизонтальной разводке подключаются только параллельно.

При проектировании системы открытого типа важно правильно рассчитать уклон и диаметр труб, а также отметку расположения расширительного бачка. Только в таком случае создаётся оптимальный баланс, и здание прогревается равномерно. Все патрубки в местах присоединения приборов должны снабжаться кранами Маевского для обеспечения удаления воздушных пробок.

Расширительный бачок открытого типа представляет собой металлический резервуар, предназначенный для наполнения горячей водой, поверхность которой имеет свободный контакт с атмосферным воздухом. Данные агрегаты просты в исполнении и классифицируются по следующим критериям:

• По форме – могут быть круглые, трапецевидные и прямоугольные. Данная характеристика не влияет на эффективность работы системы, но даёт потребителю возможность выбрать оптимальное устройство под имеющиеся габариты в помещении, где планируется его установка. В зависимости от формы также выбирается тип применяемого утеплителя при необходимости защиты расширительного бачка открытого типа от замерзания в холодном контуре подкровельного пространства.

• По объёму. В зависимости от геометрических размеров бака, в него входит определённое количество жидкости. Данная величина определяется как предельно возможное колебание уровня жидкости при её расширении от температурного воздействия. Величина является расчётной, но, как правило, составляет от 8% до 10% от общего объёма теплоносителя в трубопроводе.
• По типу крепления – настенного или напольного исполнения.
• Утеплённые или холодные. В продаже имеются ёмкости, изготовленные для установки в неотапливаемых помещениях. В таких случаях на поверхность резервуара с наружной стороны наносится слой вспененного ППУ при помощи специального оборудования.
• Со съёмной или откидной крышкой. Все расширительные ёмкости открытого типа накрываются, чтобы снизить риск попадания пыли и загрязняющих частиц из атмосферы в теплоноситель, а также для снижения интенсивности испарения жидкости.

При выборе резервуара также следует учесть материал изготовления – чёрная, оцинкованная или нержавеющая сталь. Этот критерий влияет на цену оборудования, но изделия, не поддающиеся коррозии прослужат дольше и не будут выделять в воду вредных химических соединений, продуктов окислительных реакций. 

Система отопления открытого типа с насосом и расширительным баком для воды в частном доме отличается простотой монтажа, и расширительный бак к ней может установить каждый домашний мастер своими руками. Чтобы система работала бесперебойно, монтаж должен выполняться в соответствии со следующим алгоритмом:

• Владелец жилого дома определяет место, где установить расширительный бак в открытой системе отопления с насосом. Для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя, ёмкость должна быть смонтирована в самой высокой точке системы. Как правило, в частном жилом доме лучшее место для установки резервуара – подкровельное пространство.

• Как правильно установить расширительный бачок на отопление открытого типа? Выбирается тип установки прибора, его объём, форма и другие конструктивные особенности. Следуя инструкции по эксплуатации, бачок устанавливается на опоры, входящие в комплект, либо вешается на вертикальную несущую конструкцию с помощью кронштейнов.
• Расширительный бак для открытой системы отопления оснащён 2 патрубками, расположенными друг под другом. Верхний предназначен для подключения подающей магистрали, нижний – для обратной трубы, куда теплоноситель автоматически поступает под действием гравитационных сил.
• На верхний патрубок устанавливается подающая труба, соединённая с котлом. Перед входом нужно установить шаровый кран для возможности блокировки подачи воды.
• К нижнему патрубку напрямую подключается выходная труба.
• Все резьбовые соединения должны быть герметичными, поэтому, для их устройства используется герметик, полимерная лента или лён.

• Если открытый расширительный бак находится в холодной зоне, во избежание промерзания, его необходимо покрыть слоем теплоизоляции. В качестве утеплителя принимается экструдированный пенополистирол, мягкая минеральная вата, обмотанная фольгированным скотчем. Допускается устройство деревянного короба с выполнением утепления сыпучими материалами – керамзитом или древесными опилками. 

Когда установка расширительного бака в системе отопления открытого типа завершена, следует проверить герметичность всех стыков, так как, в случае утечки теплоносителя, возможно подтопление чердачного помещения, а также постоянная нехватка подогретой воды в системе.

Вне зависимости от способа циркуляции теплоносителя, в систему отопления открытого типа устанавливается энергоноситель – котёл. Выбор оборудования зависит от следующих критериев:

• Главный показатель – мощность котла, которая зависит от нагрузок на открытую систему отопления с циркуляционным насосом в частном доме, расширительный бак которой ставится на чердаке. Расчёт производится, исходя из количества точек подключения и потребляемой мощности каждого из них с учётом коэффициента совместного использования.

• После получения результатов расчёта, мощность прибора принимается путём округления показателя в большую сторону.
• Учитывая, что отопление помещения – жизненно важный параметр для комфортного проживания, а тепловая инерция здания не позволяет обходиться без обогрева в холодное время года длительный период, владельцы жилых домов часто перестраховываются. В помещении котельной устанавливаются не один, а два котла – основной и резервный, причём каждый из них должен удовлетворять расчётным нагрузкам не менее, чем на 70%. Это позволяет обеспечить непрерывный обогрев помещений здания при выходе из строя одного из агрегатов, на время его ремонта.
• Марка котла зависит от источника энергии в посёлке, где расположен объект. Котлы бывают газовые, электрические, твердотопливные, дизельные, дровяные или пеллетные, в зависимости от того, какой тип выбирает владелец.
• Устройства могут быть напольного или настенного исполнения. Для монтажа на вертикальные конструкции предлагается оборудование малой мощности при установке, например, в помещение бани. При необходимости отопления коттеджа площадью от 200 – 250 м2 предлагаются только напольные изделия.

Для обеспечения безопасности жильцов, а также для комфортной эксплуатации оборудования, лучше приобрести котёл с функцией автоматического аварийного отключения. Если речь идёт о газовом оборудовании, в дополнение к источнику тепловой энергии устанавливается газоанализатор и система автоматической блокировки подачи топлива.

Во многих случаях монтаж отопления с устройством гравитационного движения жидкости не представляется возможным, в силу объёмно-планировочных показателей помещения. В подобной ситуации в подающую, либо обратную магистраль устанавливается циркуляционный насос, и такая система имеет следующие особенности:

• Насосное оборудование подбирается исходя из количества теплоносителя в трубопроводе и давления, которое создаётся внутри магистралей.
• При падении напряжения устройство может выйти из строя, что обязывает домовладельца установить стабилизатор напряжения, либо источник бесперебойного питания.

• Насос должен быть установлен на байпасе с шаровыми кранами с обеих сторон для возможности его демонтажа и ремонта.
• При устройстве оборудования с сухим ротором, следует производить тщательный контроль наличия воздушных пробок в системе, так как работа без жидкости способствует перегреву насоса.
• К одной системе можно подключить сразу несколько контуров отопления, разделив их по помещениям, этажам, функциональным зонам, либо выделив в отдельное кольцо тёплые полы. Как правило, устройство нескольких циркуляционных колец устраивается с помощью гребёнки для возможности регулировки каждого контура по-отдельности.

При условии бесперебойного электроснабжения на дачном участке, применение принудительной циркуляции в системе отопления является более современным и комфортным способом обогрева помещений.

При устройстве системы отопления с замкнутым контуром, также происходит увеличение объёма жидкости за счёт её нагревания в котле. Чтобы компенсировать эти перепады и не вызвать экстремальное давление, в подающую магистраль монтируется расширительный бак закрытого типа. Данный резервуар имеет следующие отличительные особенности:

• Стальной корпус ёмкости разделён гибкой диафрагмой на 2 функциональные зоны – сухую и мокрую.
• Циркуляция жидкости по системе обеспечивается не гравитационными силами, а избыточным давлением около 1,2 атм., искусственно нагнетаемым в сухой части бака при помощи автомобильного насоса.
• Владельцу дома не нужно ломать голову, куда ставить расширительный бак в открытой системе отопления с насосом. Резервуар может быть установлен в любой точке здания, без привязки к верхней точке.
• При отсутствии контакта с атмосферой, испарение жидкости из контура отопления исключается, из-за чего система считается менее зависимой от человеческого фактора.

• В качестве теплоносителя, в отличие от открытого контура, допускается использовать не только воду, но и гликолевый энергоэффективный заполнитель, или антифриз, что исключает риск замерзания расширительного резервуара на морозе.

Минусом устройства является его цена, сложность при монтаже, необходимость постоянно поддерживать давление на уровне 1,2 атм., а также невозможность устройства самотечной системы обогрева здания.

Система отопления открытого типа применяется при организации обогрева малоэтажных жилых домов. Отопление может быть двухтрубным или однотрубным, с принудительной или гравитационной циркуляцией. Основным элементом системы является расширительный бак открытого типа, устанавливаемый в самой высокой точке здания. При эксплуатации резервуара его следует периодически наполнять водой, а также утеплить во избежание промерзания.