Как выбрать мембранный расширительный бак системы отопления? Для чего нужны напорные баки? Напорный расширительный бак

В современных отопительных системах и системах водоснабжения в качестве оборудования для защиты устанавливаются специальные расширительные водные баки мембранного типа. Часто подобные мембранные баки называют напорными баками, а иногда даже "гидропневмобаками" и "гидроаккумуляторами". В системе водоснабжение они призваны выполнять три важные функции.

Главнейшая функция мембранных баков очевидна - это резервация, или накопление водного ресурса, а также поддержание водного напора в трубах. Напорный бак в данном случае является резервной ёмкостью, накапливающей запасы воды. Когда включают кран и начинается водоразбор, напор воды, поступающей в систему, идёт именно из такого бака. Когда же резервы воды в "гидроаккумуляторе" уменьшаются и уровень давления внутри труб снижается ниже допустимого предела, запускается насос. Далее, если выключают кран, то насос не перестаёт работать, а продолжает определённое время закачивать воду в мембранный бак. Со временем бак полностью заполняется, достигается верхняя граница давления в нём, и автоматика отключает насос. Логично, что использование мембранного бака повышает срок эксплуатации не только насоса, но и всей системы в целом. А всё потому, что при его отсутствии и высокой частоте включения/выключения кранов водоразборной системы насосу приходилось бы постоянно переключаться из одного состояния в другое.

Второй важной функцией баков является предотвращение гидравлических ударов. Гидроудар – это такой скачок давления в системе, когда энергия движения резко остановленного водного потока в трубопроводе переходит в энергию, которая разрушает стенки трубопровода. Вероятность гидравлического удара высока при внезапном закрытии крана. Не менее вероятен такой удар и во время выключения различных бытовых электрических приборов, таких, как, например, стиральная машина. "Гидроаккумулятор". В этом случае он не допускает резкой смены давления и играет роль глушителя таких ударов.

Ну и третья функция – это, конечно же, создание запаса воды на случай какого-нибудь происшествия: будь то временное отключение насосной станции, или что-либо подобное. С мембранным баком в доме всегда будет запасной сосуд с водой.

Необходимо различать мембранные баки для систем водоснабжения и отопления, хотя внешне они весьма схожи между собой. В большинстве случаев выглядят они как шарообразные сосуды из металла. В отличие от напорного бака, основная функция мембранного бака для системы отопления заключается в резервировании излишка воды, получаемого в результате её термического расширения, для последующего возврата в систему. Как и напорные баки, они выполняют функцию глушителя гидравлических ударов в системе. Оба типа баков имеют внутри специальную эластичную мембрану, сделанную из термостойкого каучука. Эта мембрана разделяет сосуд на две части (для воздуха и для жидкости) и способна растягиваться, что даёт возможность системе находиться в равновесном состоянии при перепадах давления. Выбрать подходящий бак для системы поможет наш

Для обеспечения нормального бесперебойного функционирования систем централизованного водоснабжения применяются такие сооружения как водонапорные башни или накопители другого типа.

Несмотря на то, что в автономных системах объемы и требуемый расход воды значительно меньший, без установки такого типа тоже не обойтись. Роль своеобразной водонапорной башни играет расширительный бак для водоснабжения, который благодаря своим небольшим размерам может быть установлен в любом отапливаемом помещении.

Установка данного конструктивного элемента системы водоснабжения позволяет решить несколько технических задач:

Создание определенного резерва воды, находящейся под давлением, обеспечивающим подачу в любую точку водозабора. Средний объем расширительного бака (25-30 литров) способен обеспечить расход на одну точку в течение 2-3 минут.
Защита элементов сети от возможных гидравлических ударов, которые могут быть спровоцированы попаданием в систему воздуха или значительными перепадами питающей электросети, способными вызвать нестабильную работу насосного оборудования.

Уменьшение количество циклов включения-выключения насоса, что позволяет значительно увеличить его рабочий ресурс.

Принцип действия и конструкция расширительного бака

Для монтажа автономных систем водоснабжения в основном применятся закрытые расширительные баки мембранного типа. Конструктивно такой бак представляет собой герметичную емкость, разделенную резиновой мембраной на две части - водяная и воздушная. Воздух в камере находится под определенным давлением, обеспечивающим необходимый подпор воды.

Принцип действия устройства достаточно прост. Вода, подаваемая насосной установкой, заполняет емкость, при этом растягивающаяся мембрана уменьшает объем воздушной камеры, при этом давление в ней существенно увеличивается. После того, как давление в расширительном баке водоснабжения достигнет установленного предела, автоматика останавливает насос.

Создаваемый воздушной камерой подпор позволяет обеспечить расход воды во всех точках потребления, при этом автоматика насоса включает его в работу при падении давления ниже установленного значения. В зависимости от условий эксплуатации можно настроить параметры давления включения и выключения насосного оборудования. Бак мембранного типа способен обеспечить устойчивый уверенный расход воды даже в многоэтажных жилых домах.

Типы расширительных баков

Мембранный расширительный бак для водоснабжения обычно выпускается в двух модификациях (в зависимости от типа применяемой мембраны):

Более дешевыми считаются модели со стационарной мембраной. Диафрагма такого типа жестко крепится в корпусе агрегата, она отличается прочностью при значительной эластичности. Выбирая такую модификацию бака, стоит помнить о том, что при порыве диафрагмы менять придется всю установку, ремонту или восстановлению она не подлежит. Для защиты внутренней поверхности бака применяется его покраска, ее качество зависит от фирмы-производителя, но не стоит ждать исключительной долговечности от изделий, стоимость которых невысока. В продаже можно встретить модели вертикального и горизонтального типа монтажа.
Баки со сменной мембраной считаются более предпочтительным вариантом. Такой агрегат имеет разборный корпус (оснащен откручивающимся фланцем), а мембрана имеет форму мешка, который обеспечивает отсутствие контакта воды с внутренними поверхностями бака. Благодаря этому обеспечивается больший рабочий ресурс устройства. Выбор расширительного бака такого типа должен быть основан не только на общей стоимости изделия, но и на цене на комплектующие (мембраны). Достаточно часто можно встретить недорогие модели, мембраны на которые найти очень тяжело или их стоимость достаточно велика. Поэтому при покупке обращайте внимание на этот момент.

Как без ошибок выбрать расширительный бак

Стоимость комплектующий не единственный критерий, на который стоит обращать внимание.

Главным показателем считается объем устройства, который выбирается в зависимости от следующих показателей:

Максимально возможное количество циклов пуска-выключения для эксплуатируемого насосного оборудования. Помните о том, что чем меньше емкость бака, тем чаще будет включаться в работу насос, что может существенно повлиять на его долговечность и работоспособность.
Количество точек забора воды, при этом стоит учитывать не только ванну, душевую кабину, умывальник, но и бытовую технику (стиральная или посудомоечная машина и другое).
Общее число проживающих в доме людей.
Возможность одновременного отбора воды из нескольких точек.

Все эти параметры оказывают свое влияние на оптимальную емкость расширительного бака.

В качестве примерных данных специалисты рекомендуют использовать следующие показатели:

Если производительность насоса не превышает 2000 литров в час, при этом в доме проживает не более 2-3 человек, целесообразно остановить свой выбор на агрегате емкостью 20-24 литра, например, расширительный бак Reflex.
При необходимости обеспечения потребностей большей семьи (до 8 человек) устанавливается агрегат емкостью 50 литров. При этом производительность насоса не должна превышать 3500 литров в час.
При необходимости большего расхода воды применяют расширительные баки, объем которых достигает 100 литров.

Преимуществом современных устройств является то, что сейчас существует возможность подключения дополнительных емкостей для увеличения объема расширительных устройств. То есть, в случае увеличения количества членов семьи или необходимости увеличения расхода воды в силу других обстоятельств, существует возможность подключить дополнительный бак без отключения уже установленного. При этом общая емкость установок будет равняться суммарному объему всех устройств.

Так для обеспечения потребностей большой семьи вы можете приобрести расширительные баки для водоснабжения Джилекс, емкостью по 25 литров.

Эксперты не советуют отдавать предпочтение дешевым установкам сомнительных производителей. Сиюминутная экономия может привести к перерасходу средств в будущем. Лучше всего отдать предпочтение продукции известных компаний, при этом следите за тем, чтобы вам не продали контрафактную продукцию под видом изделий популярных брендов.

Правила монтажа расширительных баков

По типу установки разделяют горизонтальные и вертикальные баки. Отличий в технических характеристиках у таких моделей нет, просто данную категорию необходимо учитывать при монтаже и подключении. Установка расширительного бака для водоснабжения в принципе не имеет особых сложностей, она вполне может быть выполнена самостоятельно (при наличии опыта монтажа водопроводных сетей).

Но при монтаже необходимо учитывать ряд правил:

Агрегат устанавливается таким образом, чтобы был обеспечен доступ к нему для выполнения ремонтных и профилактических работ. Поэтому при выборе стоит учитывать и размеры помещения, в котором будет установлен бак.
Подключения к трубопроводам следует выполнять с применением быстроразъемных резьбовых фитингов (американки), это обеспечит возможность отключения от сети при необходимости.
Подсоединяемый трубопровод должен иметь равный или больший чем сечение приемного патрубка.
Корпус расширительного бака необходимо заземлить, это позволит избежать электрокоррозионных процессов, которые могут существенно сократить срок эксплуатации устройства.
Между насосным оборудованием и баком не должно быть никаких устройств, способных увеличить гидравлическое сопротивление сети.

Установка расширительного бака способна существенно повысить эффективность автономного водоснабжения. Но стоит помнить о том, что огромную роль играют грамотный выбор и монтаж, с соблюдением технологических требований.

Если у вас недостаточно опыта в данных вопросах, то стоит доверить их решение профессионалу, который сможет учесть все нюансы и смонтировать наиболее оптимальную модель расширительного бака. При этом не старайтесь сэкономить на данном агрегате, только качественные сертифицированные установки смогут прослужить вам достаточно долго без поломок и дорогостоящего ремонта.

Wester WRV-8 – мембранный бак для систем отопления.

Расширительный мембранный бак — элемент закрытой системы отопления, предназначенный для компенсации теплового расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления.

Примечание! Помимо применения в системах отопления, мембранные баки также используются в системах водоснабжения. Они «смягчают» гидроудары, возникающие при включении/выключении насосных станций, а также поддерживают постоянное давление в системе.

Конструкция мембранного бака

Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, покрытый красным эпоксидным лаком (также существуют баки, покрытые синим лаком, но они предназначены для холодной воды). В корпусе расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга подвижной газонепроницаемой мембраной (диафрагмой), изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.

Мембрана практически полностью исключает взаимодействие теплоносителя и газа. Отсутствие такого взаимодействия позволяет дольше сохранять предварительное давление в газовой камере, что положительно влияет на срок службы бака.

Примечание! Современные высококачественные мембраны не просто вытягиваются под давлением расширяющегося теплоносителя, а как бы «прилипают» к стенкам бака. Такой принцип работы позволяет увеличить срок службы мембраны.

Бачок Reflex в разрезе.

Обе камеры имеют одинаковое давление, что позволяет сохранить герметичность этого участка отопительной системы. Воздушная камера заполняется азотосодержащей смесью. При расширении теплоносителя азот «спрессовывается», позволяя теплоносителю «войти» в водяную камеру.

Большинство современных мембранных баков для отопления имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать самостоятельно в домашних условиях при помощи насоса или компрессора. Однако следует помнить, что закачивать рекомендуется именно азот, а не воздух. Дело в том, что содержащийся в воздухе кислород будет вызывать ускоренную коррозию стенок корпуса бака, что неизбежно сократит срок службы устройства. Азот же является нейтральным и не способствует коррозии.

Балка для бака и группы безопасности. Производитель: ООО «РОСТерм Северо-Запад», Санкт-Петербург.

Расширительный бак мембранного типа Imera.

Корпус бака обладает отводом с внешним резьбовым соединением, который упрощает процесс установки. В зависимости от модели резьба может быть:

У баков низкого давления (от 0,5 до 1,5 бар) – 3/4″ или 1″;
У баков среднего давления (1,5 бар) – 1″;
У баков высокого давления (от 3 бар и выше) – от 1″ до фланцевого соединения Ду 100;

Принцип работы мембранного бака

При запуске системы отопления, теплоноситель нагревается и увеличивается в объеме. Этот избыточный объем перемещается в водяную камеру расширительного бака. После остывания теплоносителя, давление в воздушной камере, выдавливает мембрану, тем самым вытесняя теплоноситель из водяной камеры обратно в отопительный контур.

Помимо этого, как уже было отмечено выше, мембранный бак поддерживает требуемое давление во всей системе отопления. Так например, если где-то произошла несущественная утечка теплоносителя, то во всей системе должно упасть давление, однако этого не происходит, т.к. давление в воздушной камере будет выталкивать мембрану, а с ней и теплоноситель обратно в систему, тем самым создавая ограниченную подпитку.

Мембранный бак с группой безопасности.

Мембрана может быть повреждена в результате неправильной эксплуатации:

Есть вероятность разрыва мембраны в случае, если при заполнении теплоносителем водяной камеры, не было создано необходимое давление в воздушной камере;
Перед спусканием газа из воздушной камеры, необходимо перекрыть и слить теплоноситель из водяной камеры.

Расчет бака

Нагрев на каждые 10°C дает увеличение объема теплоносителя в среднем на 0,3-0,4%. Исходя из этих данных рассчитывается необходимый объем бака.

Процент расширения теплоносителя (воды) в зависимости от температуры нагрева:

Важно! Любой мембранный бак для отопления оснащается шаровым краном со сливом, который позволяет перекрыть поступление теплоносителя к баку. Это необходимо для осуществления быстрой, удобной замены бака в случае его выхода из строя.

Расширительный бак открытого типа

В настоящий момент данная разновидность расширительных баков практически не используется, т.к. имеет следующие недостатки:

Открытый расширительный бак.

Теплоноситель находиться в постоянном контакте с воздухом, что приводит к завоздушиванию системы и появлению воздушных пробок. Поэтому необходимо регулярно удалять воздух или требуется . В противном случае, воздух может привести к коррозии отдельных элементов системы отопления, а также к снижению теплоотдачи отопительных приборов;
Из-за постоянного нахождения теплоносителя в контакте с воздухом, происходит его испарение. Приходиться регулярно добавлять теплоноситель в систему;
Циркулирующие по отопительной системе воздушные микропузырьки создают неприятные шумы в трубах и радиаторах, а также приводят к преждевременному износу деталей . К тому же, микропузырьки «снижают характеристики» циркуляционного насоса;
В отличии от мембранного бака, который может быть установлен в любой точке системы (рядом с котлом, в подвале,…), расширительный бак открытого типа устанавливается только в наивысшей точке. Это приводит к удорожанию системы, т.к. необходимо использовать дополнительные трубы и фитинги для монтажа бака в верхней точке.

Видео

Расширительный бак

Устройства обоих типов, используемые в автономных системах, имеют сходную конструкцию и работают по единому принципу. Рассмотрим основные элементы изделий на примере расширительного бака для отопительной системы:

Основное назначение бака – компенсация расширения теплоносителя. При нагревании вода увеличивается в объеме, причем довольно сильно (+0,3% на каждые 10 градусов Цельсия). При этом жидкость практически не сживается, так что нагретый теплоноситель будет оказывать значительное давление на стенки труб, места соединения и запорную арматуру.
Чтобы компенсировать это давление, а также свести к минимуму последствия гидроударов, в систему встраивается дополнительный резервуар – расширительный бак. Первые баки имели негерметичную конструкцию, но сегодня почти повсеместно используются пневмогидравлические модели.
Внутри такого бака размещается из эластичного материала. Поскольку мембрана контактирует с нагретым теплоносителем, ее делают из полимеров, отличающихся стойкостью к высоким температурам – EPDM, SBR, бутилкаучков и нитрилкаучуков.
Мембрана разделяет бак на две полости – рабочую (в нее попадает теплоноситель) и воздушную. При повышении давления в системе воздушная камера уменьшается в объеме (за счет сжатия воздуха), и это компенсирует нагрузку на и запорную арматуру. Примерно то же самое происходит при гидроударе - но здесь процесс идет с большей скоростью.
При снижении температуры теплоносителя объем воды уменьшается, и воздух, оказывая давление на мембрану, вытесняет дополнительный объем горячей воды в трубы отопительной системы.

Примером расширительного бака может служить емкостью в 35 литров, отлично подходящий для систем отопления большого дома или общественного здания.

Гидроаккумулятор

Гидроаккумулятор, на первый взгляд, практически не отличается по конструкции от расширительного бака:

Основа – та же емкость из коррозионно-устойчивой стали, только выкрашенная в синий цвет.
Внутри ёмкости тоже находится мембрана – правда, несколько отличающаяся по форме от мембраны расширительного бака.
Внутренний объем тоже делится на две камеры, только у гидроаккумуляторов камера для воды находится внутри мембраны, т.е. полностью исключается контакт жидкости с металлическими стенками бака.

Да и функционирует конструкция по сходному принципу, хоть и используют ее по другому назначению:

При включении насоса или подаче воды по централизованному водопроводу камера наполняется жидкостью под определенным давлением.
Если напор по какой-то причине падает, воздушная камера увеличивается в объеме, и вода из рабочей камеры попадает в систему. Благодаря этому стабилизируется давление в трубах, и оборудование (стиральные машины, посудомойки и т.д.) работает без сбоев.
Второй аспект работы гидроаккумулятора – защита от частых включений. Пока можно компенсировать отбор воды из системы за счет резерва в баке, реле давления не будет срабатывать, и насос не начнет подкачивать воду. Таким образом, техника будет включаться реже, а значит, проработает дольше.
Большой гидроаккумулятор (на 50, 100 или более литров) – это еще и запас воды. Да, долго на таком запасе не протянешь, но при экономном расходовании вполне можно пережить аварию на водопроводе или отключение электричества, которое сделает невозможной работу насоса.
Кроме того, гидроаккумулятор, как и расширительный бак, компенсирует гидроудары.

Пример гидроаккумулятора в каталоге интернет-магазина «Альфатэп» - горизонтальная модель на 24 литра .