Давление в расширительном баке котла

Давление в расширительном баке котла. Какое должно быть и как его поменять

Котел является незаменимым оборудованием, которое обеспечивает теплом весь дом или же квартиру. На сегодняшний день существует множество производителей газовых котлов с большим ассортиментом данного оборудования. Модели котлов отличаются по своей мощности, функционалом и способом установки. К сожалению, даже самые надежные и дорогостоящие модели котлов не застрахованы от различного рода поломок. Специалисты в данной области проводили анализ поломок по газовым котлам и определили, что зачастую сбой в работе котла возникает, потому что давление неверно выставлено в расширительном бачке.

Организовывая отопление в доме, можно использовать разные идеи. В последнее время особый спрос вырос на систему, которая характеризуется закрытым типом. Данные системы характеризуются работой движения теплоносителя при помощи насоса, который обеспечивает работу принудительного движения жидкости по замкнутому контуру. С помощью газовой горелки происходит нагрев воды, находящейся в первичном теплообменнике. Насос в свою очередь начинает перекачивать жидкость по системе с приборами отопления. После чего тепло передается по всему помещению.

Для обеспечения правильной работы циркуляции теплоносителя необходимо в полном объеме заполнить систему водой. В отопительной системе происходит повышение давления, возможно пагубно влияющее на целостное состояние труб, а также на саму установку. И поскольку жидкости свойственно расширяться, требуется каким-то образом обеспечить компенсацию увеличенного объема.

Конструкция и назначение расширительного бака

Расширительный бак — навесной герметический металлической сосуд, внутренний объем которого поделен эластичной газоплотной мембранной на 2 области, верхнюю, наполненную воздухом или азотом и нижнюю — водяную, для сетевой воды.

В нижней части размещен патрубок для присоединения к системе. В воздушной области установлен ниппель для поддержания расчетного давления.

В этих сосудах жидкий теплоноситель не имеет контакта с воздухом, в связи, с чем снижает его коррозионная активность. Допустимое давление в сосуде допускает их успешно интегрировать в любую гидростатическую схему.

Мембрана может устанавливаться как со сменным вариантом, так по постоянной схеме. Цена первых намного выше, зато такие установки более предпочтительны, так как при разрыве мембраны не потребуется менять весь агрегат.

При покупке расширительной емкости для отопления, нужно быть внимательным, чтобы ошибочно не приобрести модификацию для водоснабжения.

Установка расширительного бака

Котлы изначально рассчитаны на функционирование при определенном напоре теплоносителя. Это означает, что для правильной работы давление в расширительном баке системы отопления должно иметь конкретную величину. Для его поддержания используют азот или воздух, которым заполняют корпус. В емкость их закачивают в заводских условиях.

Когда выполняется монтаж устройства, нужно не допустить выпуска воздуха, иначе прибор не сможет выполнять свое назначение – регулировать давление в расширительном бачке отопления.

Этот показатель отслеживают манометром. О том, что воздух покинул расширитель, свидетельствует бегающая стрелка устройства. Подобная ситуация не проблема, поскольку воздух можно подкачать посредством ниппеля.

Показатель напора жидкости в баке в среднем равен 1,5 атмосфер, но для конкретной теплоснабжающей системы он может не подойти. Показатели того, какое давление должно быть в расширительном бачке, регулируют самостоятельно.

Нормальное значение всегда меньше на 0,2 атмосферы, чем этот показатель в системе. Если в расширительном приборе давление выше по сравнению с тем, что в сети, то увеличившаяся в объеме вода не попадет в корпус. Устройство подключают к трубопроводу посредством присоединительного размера.

Большое значение имеет не только правильное подсоединение устройства, но и грамотный выбор места его монтажа. Невзирая на то, что современные модели бачков допускается устанавливать в любом месте, специалисты рекомендуют это делать на обратке между насосом и котельным оборудованием.

Чтобы иметь возможность ремонтировать присоединительный размер, посредством которого подсоединяется емкость, используют шаровой кран. Если оборудование поломается, благодаря запорной арматуре можно снять бачок, не откачивая из системы теплоноситель.

Во время работы конструкции кран держат открытым, иначе давление в расширительном бачке отопления закрытого типа начинает резко возрастать и в наиболее слабом месте появляется течь.

Если эксплуатируется открытая система с естественной циркуляцией теплоносителя, монтируют устройство другого типа. Емкость в этом случае открыта. Ее делают из листовой стали. Размещают бачок в наивысшей точке отопительной сети.

Принцип функционирования данного устройства прост. Жидкость в процессе возрастания объема вытесняется из труб и поднимается по ним вместе с воздухом. Когда теплоноситель охлаждается, он возвращается в трубопровод, благодаря действию гравитационных сил и в результате естественного давления воздуха.

Необходимое давление

Чтобы рассчитать, какое давление должно быть в расширительном бачке, нужно знать высоту контура. Один метр водяного столба создаёт напор 0,1 бар, то есть примерно 0,1 атмосферы. Для невысоких строений это давление будет меньше 1 бара. Но оно должно быть не меньше указанного в паспорте котла. Среднее значение составляет 1,2 бара. Но это примерные показатели. Для точного расчёта давления расширительного бака в закрытой системе отопления используются следующие параметры:

• объём жидкости в контуре;
• коэффициент теплового расширения жидкости;
• объём бака;
• начальное давление в баке.

Коэффициент теплового расширения нелинейно изменяется в зависимости от температуры нагрева жидкости и от процентного содержания в ней добавок. Он приводится в соответствующих таблицах.

Существует несколько параметров для изменения давления в баке

Под давлением в расширительном баке имеется в виду начальное давление в воздушной камере пустого бака при комнатной температуре. Проверить его можно ручным манометром так же, как это делается в шинах автомобиля или мотоцикла. Если напор недостаточен, это может привести к остановке котла. Чтобы избежать этого, следует подкачать воздух насосом.

Если всё отрегулировано правильно, то при выходе котла на рабочие режимы стрелка манометра не прыгает, процесс происходит плавно. При неправильных настройках возможно повышение давления, аварийный выброс теплоносителя, требуется постоянная подпитка контура.

Закрытые системы встречаются сейчас гораздо чаще, чем открытые. Единственный серьёзный их недостаток — это энергозависимость. При отключениях электроэнергии не могут работать насосы, и циркуляция прекращается.

Их преимуществами можно считать:

• коррозионная устойчивость;
• не требуют постоянного долива воды;
• возможность монтажа своими руками.

Недостатки открытой системы заключаются в необходимости монтажа бака в верхней части контура, потребности в постоянном пополнении теплоносителя из-за его испарения, необходимость утепления бака зимой.

Регулярное проведение осмотров и проверок технического состояния, в которые входит контроль давления расширительного бака и наблюдение за появлением коррозии или механических повреждений, поможет избежать аварийных ситуаций и увеличить период эксплуатации оборудования.

Нормальное давление

В руководстве к агрегату написано, какое давление должно быть в расширительном баке системы водоснабжения по умолчанию в данной конфигурации. Обычно оно составляет от 1 до 3 бар.

Необходимый показатель зависит еще от того, где бак находится относительно системы водоснабжения, к которой присоединен. По стандартным правилам в емкости должно быть на 0,2 атмосферы больше. Если они располагаются на одном уровне, достаточно будет этой разницы.

Если высота между расширительным бачком и системой отопления составляет 12 м, на каждые 10 метров нужно добавить дополнительную 1 атм. Получается, что для заданных условий нормальным будет давление внутри бака, которое выше водопроводного на 0,2 + 1,2 = 1,4 атмосферы.

Расчет объема расширительного бака

Обеспечить стабильную работу системы отопления несложно, главное правильно подобрать объем компенсационного резервуара. Расчет объема экспанзомата должен производиться с учетом самого интенсивного режима работы газового котла. При первых запусках отопления температура воздуха еще не очень низкая, поэтому оборудование будет работать со средней нагрузкой. С приходом морозов вода прогревается сильнее и ее количество увеличивается, требуя больше дополнительного места.

Самостоятельно рассчитать точную вместительность расширительного бака можно. Для этого сначала определяют количество теплоносителя во всей системе отопления.

Способы расчета объема воды в системе отопления:

1. Полностью слить теплоноситель из труб в ведра или другую емкость, чтобы можно было посчитать литраж.
2. Залить воду в трубы через водосчетчик.
3. Суммируют объемы: вместительность котла, количество жидкости в радиаторах и трубах.
4. Расчет по мощности котла – мощность установленного котла умножают на 15. То есть, для котла 25 кВт нужно будет 375 литров воды (25*15).

После того, как количество теплоносителя посчитано (пример: 25 кВт*15=375 литров воды), рассчитывают объем расширительного бака.

Методики вычисления довольно сложные. Для одноэтажных домов используют следующую формулу:

Объём расширительного бака = (V*E)/D,

• D – показатель эффективности бака;
• Е – коэффициент расширения жидкости (для воды – 0,0359);
• V – количество воды в системе.

Показатель эффективности бака получаем по формуле:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

• Ps=0,5 бар – это показатель давления зарядки расширительной емкости;
• Pmax – максимальное давление отопительной системы, в среднем 2,5 бар.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Для системы с мощностью котла 25 кВт потребуется расширительный бак объемом: (375*0,0359)/0,57=23,61 л.

И хотя в двухконтурном газовом котле уже имеется встроенный резервуар на 6-8 л, но, глядя на результаты расчетов, понимаем, что стабильного функционирования системы отопления без монтажа дополнительного расширительного бака не получится.

Настройка давления бака в системе водоснабжения

Изначально на момент продажи в гидробаках для водопроводных систем в камере гидробака имеется стандартное давление в 1,5 бар. В инструкции по применению указывается допустимый диапазон, за который не рекомендуются выходить, особенно в сторону увеличения.

Чтобы правильно установить оптимальный режим для гидробака, за основу берут следующие рекомендации:

1. Регулировку давления воздуха в расширительном баке выполняют после отключения энергоснабжения.
2. Вентили должны быть перекрыты. Воду сливают, оставляя емкость пустой.
3. Фиксируют давление воздуха в расширительном баке при помощи манометра.
4. В случае несоответствия воздух накачивается либо стравливается до достижения показателей, установленных производителем.

При производстве гидробаков вместо воздуха используют инертные газы, чтобы исключить появление очагов коррозии. При регулировке вручную давление делают на 10% ниже, чем того требует производитель.

Следует помнить, что после включения насоса рабочая камера гидробака наполнится водой, а уже потом достигнет потребителя. Если давление воздуха падает, напор нестабильный. А когда оборудование работает в штатном режиме, он постоянен, и не меняется в процессе пользования системой.

Конструкция и принцип действия

Давление в герметичном расширительном бачке отопления закрытого типа создается благодаря его конструкции. Он состоит из двух камер, которые разделены между собой резиновой мембраной. В одной из камер находится теплоноситель, она соединена с общим контуром, а в другой, герметичной – воздух. Его количество регулируется в зависимости от характеристик отопительной системы. Для этого в воздушном отсеке предусмотрен ниппель, к которому подходит обычный машинный насос. Связи воздуха с теплоносителем нет. Чтобы теплоноситель из контура мог попасть в расширительный бачок для отопления закрытого типа и обратно, давление должно быть правильно отрегулировано. Это обязательное условие, чтобы компенсировать расширение жидкости при нагревании. Увеличиваясь в объёме, она с большей силой воздействует на стенки труб. Потихоньку лишний теплоноситель вытесняется в резервуар. После того как температура рабочей жидкости снизится и она уменьшится в объёме, воздух в газовой камере вытеснит ее обратно в контур.

Настройка бака.

Начинаем с P_ст = 4 / 10 = 0,4 бар;

Далее нам нужно создать давление P (накачать воздух в соответствующую камеру расширительного бака).

Какое давление P необходимо накачивать? Воспользуемся формулой от компании Reflex:

P = P_ст+ 0,2 бар, или P = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.

Согласно рекомендациям Reflex P > или = 1 бар.

Поскольку высота дома у нас небольшая и сумма P_ст и P меньше 1 бара, принимаем значение P = 1 бар.

Устанавливаем бак в систему или открываем запорную арматуру.

Затем открываем вентиль подпитки и создаем начальное давление в системе P_нач.

До какого значения? В этом нам помогут следующие рекомендации:

P_нач > или = P + 0,3 бара или P_нач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.

Теперь включаем котел, разогреваем систему до расчетной температуры, предположим 80 о С, и удаляем воздух из системы, наблюдая по манометру за тем, как создается новое давление — давление расширения P_расш, которое достигнет некоторого значения.

И, наконец , снова включаем подпитку и доводим давление в системе до P_кон, которое должно быть согласно формуле:

Все, расширительный бак готов к работе!

Несколько важных замечаний:

Не всегда нужно открывать подпитку второй раз. Нужно ориентироваться по манометру. Если у вас в системе стоит предохранительный клапан на 3 бара, а манометр уже показывает давление в разогретой системе 2,5 бара, то открывать подпитку второй раз не нужно.

Поднимая давление в системе, даже на небольшой уровень, нужно учитывать элементы системы отопления, которые вы установили. Рабочее давление системы ни в коем случае не должно превышать максимально допустимое для самого чувствительного элемента (смотрите паспорта производителей).

Если мы проверим заводскую настройку расширительных баков, сравнив ее с приведенными здесь рекомендациями, то обнаружим, что эта настройка вполне приемлема для большинства систем отопления частных домов.

«Для чего же тогда все эти выкладки?», — спросите вы. «Зачем все усложнять?»
Отвечаем. Выкладки нужны, чтобы понимать механизм настройки расширительного бака в случаях:

• когда упало или совсем отсутствует давление в воздушной камере;
• когда принимается решение поменять мембрану бака;
• когда нужно настроить расширительный бак для нетипового объекта.

Добавим также, что есть такое понятие, как эффективный полезный объем расширительного бака — количество воды, которое бак может в себя принять и затем вновь отдать системе. Оптимальность этого показателя можно достичь только при правильной настройке бака.

На что влияет этот показатель?

Если сказать просто: от него напрямую зависит объем воды в расширительном баке («запас» бака) и, следовательно, объем воды, который он может отдать обратно системе.

Когда это нужно?

В результате небольших протечек (по капле) или испарения, воды в системе становится меньше. И, пока у бака есть запас воды, он отдает ее системе, давление не падает. Но как только этот запас заканчивается, а процесс потери теплоносителя продолжается. Это приводит к понижению давления и срабатыванию автоматики котла. Система останавливается или же просто не может работать, так как объем воды в ней недостаточен.

Согласитесь, что есть разница, может ли ваш бак при неправильной настройке может взять в себя 100 г воды или он способен компенсировать потери литрами, способствуя тем самым функционированию системы отопления, пока не будет устранена течь, и вновь не будет подпитана система.

Особенно это актуально для загородных домов, где владельцы не живут регулярно, и тогда возникает опасность преждевременной остановки системы отопления и ее разморозки.

Та же способность бака компенсировать объем теплоносителя просто необходима, когда автоматически или вручную понижается температура котла. Теплоноситель нагревается до меньшей температуры, объем его становится также меньшим. И вот тут-то приходит на помощь экспанзомат.

Подбирайте и настраивайте расширительный бак правильно! Желаем удачи!