Как работает расширительный бак?
Расширительный бак начинает работать, когда нагретая в системе отопления жидкость увеличивается в объеме и ищет дополнительное пространство. Дело в том, что при нагревании котла жидкость увеличивается в объеме примерно на 0,3% на каждые 10 °С. Получается, что при повышении температуры на 70 °С первоначальный объем воды увеличивается приблизительно на 3%.
Если вода не попадет в бак, могут потечь трубы и лопнуть котел.

Какие существуют типы расширительных баков?
Существует два типа расширительных баков — открытый и мембранный. Первый тип используется при открытой системе отопления, второй — при закрытой.

Где устанавливают расширительный бак?
Открытый расширительный бак устанавливают в верхней точке системы, мембранный — рядом с котлом.

В чем преимущества использования мембранного бака?
Использование мембранного бака имеет следующие преимущества:
— трубу бака не нужно проводить на чердак, поскольку бак располагают рядом с котлом;
— срок эксплуатации котла и радиатора продлевается, так как отсутствует контакт воды с воздухом;
— имеется возможность создать дополнительное давление, благодаря чему снижается риск образования воздушных пробок в верхних радиаторах.

На что обратить внимание при выборе мембранного бака?
В системе отопления расширение воды, а значит, и нагрузка мембраны, идет медленно и в течение всего времени работы системы меняется незначительно. А вот температура жидкости во время эксплуатации системы может достигать 90 °С. Именно поэтому при выборе расширительного бака следует обратить особое внимание на материал мембраны, который не должен разрушаться под воздействием высокой температуры.
Правда, универсального материала для мембраны еще не изобрели. Поэтому при выборе бака необходимо обратить внимание на следующие характеристики мембраны:
— рабочий диапазон температур;
— динамичность работы;
— долговечность;
— стойкость к воздействию воды;
— санитарно-гигиенические требования.
Также следует обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус бака. Чем он прочнее, тем дольше прослужит.

Важно правильно подобрать и объем бака — он должен быть таким, чтобы даже при сильном нагревании системы давление в ней не превышало максимально допустимого значения.

Какие существуют типы мембранных баков?
Существует три основных типа мембранных баков:
— баки с фиксированной мембраной;
— фланцевые баки со сменной мембраной;
— безнапорные баки.

Как устроен бак с фиксированной мембраной?
Бак с фиксированной (запрессованной) мембраной, как правило, устанавливают в небольших отопительных системах. Диафрагменная мембрана такого бака жестко закреплена по его периметру сечения. В одной камере бака находится теплоноситель, в другой — воздух. При этом в первоначальном положении весь объем бака заполнен воздухом. Внешняя поверхность устройства покрыта эмалью, а внутренняя — эпоксидной водостойкой краской.

Как работает бак с фиксированной мембраной?
Под давлением воздуха мембрана прижата к внутренней поверхности бака. При повышении температуры в системе увеличивается объем жидкости, возрастает давление, и вода поступает в расширительный бак, отжимая мембрану. При этом воздух в противоположной камере бака сжимается.

Каковы недостатки бака с фиксированной мембраной?
Основной недостаток такого бака — невозможность замены мембраны в случае ее повышенной влагопроницаемости или разрыва.

Как избежать разрыва мембраны?
Стоит отметить, что при нормальной работе максимальное расширение жидкости в отопительное системе происходит только в момент ее пуска. Затем давление меняется плавно, без резких скачков. Именно поэтому мембранный бак может прослужить довольно долго при условии правильной эксплуатации отопительной системы. Главное, что нужно делать, — это проверять наличие давления воздуха в баке перед началом отопительного сезона. Для этого требуется стационарный манометр.

В расширительном баке газ может сжаться только до определенного значения, которое характеризует прочность системы. Для этого устанавливают предохранительный клапан, отрегулированный до определенной величины давления, как правило, 3,5—4 бар.

Что представляют собой баки со сменной мембраной?
Фланцевые баки со сменной мембраной имеют форму груши или шара. Они сделаны из эластичного материала и широко используются в системах отопления и водоснабжения. Жидкость в таком баке находится внутри мембраны и не соприкасается с металлической поверхностью бака, поэтому внутренняя поверхность устройства не требует водозащитного покрытия. Части бака, контактирующие с водой, выполнены из нержавеющей стали или из материалов со специальным покрытием.

Как закрепляется сменная мембрана?
Сменная мембрана может закрепляться как горизонтально, так и вертикально.
Наиболее распространено горизонтальное расположение, при котором мембрана заполняется жидкостью симметрично, благодаря чему дополнительные растягивающие нагрузки отсутствуют, и исключается риск разрыва мембраны. При ее повреждении замена производится через фланец, который закреплен болтами.
Вертикальное расположение оправдано при больших размерах бака. Мембрана прикрепляется задним концом к ниппелю с помощью резьбы.

Что представляет собой безнапорный бак?
Безнапорный бак является частью автоматической расширительной системы, управляемой компрессором. Такие системы рассчитаны на отопление помещений огромной площади.
Дело в том, что для обеспечения теплом больших объектов, для которых расчетные объемы баков составляют несколько . тысяч литров, остро встает проблема размещения оборудования. Именно поэтому для таких помещений используется специальная установка поддержания давления — безнапорный расширительный бак и узел регулирования давления (насос).

Когда температура в системе повышается, открывается клапан. Он забирает из системы излишки теплоносителя и отправляет их в бак. При снижении температуры вода из бака закачивается обратно в систему с помощью насосов. Получается, что такая установка поддерживает оптимальное давление в системе.

Как рассчитать нужный объем открытого расширительного бака?
Объем открытого расширительного бака рассчитывают по формуле: Vpб = 0,05 x Vсист, где Vpб — объем расширительного бака (л), Vсист — полный объем системы отопления, то есть объем всех труб, радиаторов и нагревательного котла.

Как рассчитать нужный объем мембранного расширительного бака?
Для этого следует определить избыточный объем теплоносителя при нагревании и коэффициент заполнения бака. Соотношение этих величин — нужный объем расширительного бака.

Необходимо воспользоваться формулой: Vбака = Vpac / f, где Vбака — фактический объем расширительного бака (л), Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), f— коэффициент заполнения бака.

Чтобы определить избыточный объем теплоносителя при нагревании, следует умножить величину полного объема системы на коэффициент объемного расширения теплоносителя: Vpac = Vсист x ß, где Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), Vсист — полный объем системы отопления, &szlig — коэффициент объемного расширения теплоносителя. Поскольку последняя величина зависит от температуры, следует узнать максимальную температуру теплоносителя.

Как рассчитать коэффициент заполнения расширительного бака?

Коэффициент заполнения бака — это величина, показывающая, какой процент объема бака может занимать теплоноситель.

Эта величина рассчитывается по формуле: f = (Pmax - Pгаза) / (Pmax + 1), где Pmax — это максимальное давление теплоносителя, которое может приниматься равным давлению срабатывания предохранительного клапана; Pгаза — предварительно давление газа в баке, которое фактически равно предварительному давлению теплоносителя.

Pгаза определяется по формуле: Pгаза = Pг + 0,3, где Pг — это гидростатическое давление системы отопления, то есть давление, вызванное разницей между самым верхним и самым нижним элементом системы отопления.

Pг определяется по формуле: Pг = 0,1 + ρ + hг, где hг (м) — расстояние по вертикали от самой нижней до самой высокой точки системы отопления, ρ (г/см3) — плотность теплоносителя (для воды — 1).

Стоит отметить, что коэффициент заполнения бака должен быть не менее 50%.

Если расширительный бак установлен после циркуляционного насоса, предварительное давление газа определяется так: Pгаза = Pг + 0,3 + Pнасоса,