Мембранный расширительный бак и основные элементы обвязки бойлера.
Мембранный бак для ГВС, это чрезвычайно важный элемент обвязки бойлера косвенного нагрева.
Важно чтобы он был вообще, важно правильно подобрать его объём и начальное давление.
Чтобы вы в этом убедились я хочу рассказать вам историю, затем перейдём к выбору параметров бака, а после этого рассмотрим основные элементы обвязки бойлера.
Материал будет очень полезным, поэтому
скачайте себе для справки мою методичку «Мембранный расширительный бак и основные элементы обвязки бойлера».
http://teploclub.com/blog/Podpiska/Bak_GVS.html
История поиска утечки воды.
Однажды я приехал на объект к заказчику.
Нужно было сделать отопление и водоснабжение бани — гостевого домика с бассейном.
Там и радиаторы и водяной тёплый пол, и вентиляция и оборудование для бассейна.
Короче, если полтянуть еще и смежников, то заказ денежный.
Заказчик не душный и не скупой, отлично.
Но в начале разговора он спрашивает: Сергей Николаевич, у меня в основном доме такая проблема: всегда расход воды был 25 – 40 кубометров, а последние два месяца почему-то больше ста.
Везде в доме сухо. Можете посмотреть в чем причина?
И я понимаю: если сейчас найду утечку, то возьму заказ, если не найду, то с позором потеряю.
Мы проверили все краны на потребители – закрыты, посудомойка и стиральная машина – выключены, в унитазах не журчит, в саду все краны закрыты.
А счетчик крутится.
Пошел я от счетчика по трубе холодной воды. Холодная труба, аж с капельками.
На этажах – коллекторы к водорозеткам — комнатной температуры.
Только труба к бойлеру холодная, до предохранительного клапана.
Сам клапан холодный и в нём слышно шуршание воды.
От клапана трубочка для сброса заботливо направлена в канализацию. Тоже холодная и мокрая.
То есть предохранительный клапан не держит, и холоднвя вода через него струится прямо в канализацию.
Вы спросите, а причем здесь мембранный бак бойлера. Да вот при чем:
Я открутил колпачок ниппеля, нажал на шток, и тишина. Воздуха нет, вытек.
Бак должен коспенсировать температурное расширение горячей воды в бойлере при нагревании.
Вода при расширении уходит в бак, сжимая его воздушную часть.
Если давление и вырастёт, то медленно, и не превысит давление срабатывания предохранительного клапана.
А здесь воздух вытек, сжиматься нечему. Весь бак заполнен водой.
При нагреве дойлера давление быстро повышается за 6 бар, и клапан срабатывает сбрасывая часть воды.
После нескольких десятков таких сбросов предохранительные клапаны часто начинают подтекать.
А тут еще заботливые монтажники смонтировали отвод сброса в канализацию.
Пользователь вообще не понимает что происходит, чудеса какие-то.
В общем диагностика составила минут пятнадцать.
Я сказал, что завтра подъёдет наш монтажник, заменит клапан и подкачает бак. Утечек не будет.
Заказ мы получили.
Заказчик попросил еще поставить дополнительный бойлер.
Этого, 150 литрового не хватало на заполнение джакузи.
Так вон оно что! пазл сложился.
Значит частенько приходилось греть бойлер с минимума и до максимума, а это значит, что и вода нагреваясь расширялась максимально.
При вытекшем воздухе это неминуемо вызывало запредельное превышение давления и срабатывание сбросного клапана.
Понимаете, насколько важно, чтобы воздуха в баке хватало на мягкую работу системы?
Какой объём бака выбрать.
Какое начальное давление создать в баке.
С завода баки приходят 2,5 бара. Кто-то ставит прямо так. У меня другой подход и объясню почему.
Воздух в бак нужно накачивать исходя из давления холодной воды.
Например приходит в дом 4 бара из центрального водоснабжения.
Давление воздуха в баке создайте чуть больше, например 4,2 бара.
Это мнение по крайней мере еще одного уважаемого автора, я с ним солидарен и объясню почему.
Если давление воздуха было 2,5 бара, то после подключения бака к воде, она сожмет в нем воздух до тех же четырёх, а рабочий объем воздуха значительно сократится, почти на половину.
Если же давление выставить 4,2 то объем воздуха на сжатие будет расходоваться только с началом реального расширения воды.
Посмотрите:
Три правила для мембранного бака бойлера:
Основные элементы обвязки бойлера.
Раз уж мы коснулись обвязки бойлера, то есть резон тут же рассмотреть и остальные элементы его обвязки.
Вот фрагмент схемы из моего курса, по нему и буду давать пояснения.
Обратный клапан.
Подсоединение бака.
Для присоединения и отсоединения бака рекомендую сгон-отсекатель.
Он устроен так, что отсоединять и обслуживать бак можно будет быстро и легко.
Как видите, между бойлером и баком нет запорной арматуры кроме сгона — отсекателя.
В методичке я дал ссылки на документацию к отсекателю, баку и предохранительному клапану.
Там и эта схема, и таблица условных обозначений.
Воздухоотводчик змеевика.
Система подпитки отопления.
Обслуживание бака.
Отличительные особенности баков для горячего водоснабжения.
Что в курсе Монтаж Бойлера косвенного нагрева:
• Устройство и принцип работы.
• Как выбрать объём бойлера.
• Упрощенная схема обвязки напольного и настенного бойлеров.
• Подробная схема обвязки бойлера.
• Детальная комплектация.
• Как греть бойлер настенным одноконтурным газовым котлом.
• Обвязка настенного одноконтурного газового котла с бойлером.
• Как греть бойлер напольным котлом.
• Схема обвязки насосного коллектора для многоконтурных котельных с бойлером.
• Управление нагревом бойлера от собственного термостата.
• Управление нагревом бойлера отдельным погружным термостатом.
• Схема приоритета бойлера над другими потребителями.
• Применение ТЭНа и ночной тариф.
• Дополнительные материалы.
Другие статьи о мембранных баках:
1. В каком месте котельной следует устанавливать расширительный бак для отопления.
Все самые частые фатальные ошибки монтажа водяного тёплого пола.
Сергей Волков.
Для чего водонагревателю расширительный бак
Мембранный расширительный бак является элементом системы безопасности накопительного водонагревателя любого типа.
При нагревании, вода имеет свойство расширяться и, если ей не дать выход, то создаваемое давление разорвет корпус водонагревателя.
Для предотвращения взрыва, на входе, обязательно устанавливается группа безопасности с предохранительным клапаном, который и защищает систему от аварии, сбрасывая часть воды в канализацию, ну или куда придется.
Чем больше объем водонагревателя, тем больше воды сбрасывается.
Это является минимальной комплектацией системы безопасности. Её еще необходимо дооснастить расширительным баком.
Предохранительный клапан — это устройство, которое должно срабатывать в крайнем, аварийном случае, а не при каждом цикле нагрева.
Для компенсации теплового расширения устанавливается расширительный бак, в который будет поступать излишняя вода, появляющаяся из-за теплового расширения. При водоразборе, эта вода вновь поступит в водонагреватель.
В этом случае предохранительный клапан срабатывать не будет и ценная вода не будет сливаться в канализацию.
Теперь необходимо поговорить о подборе и месте установки бака.
Место установке: через тройник, на подаче в водонагреватель холодной воды, между водонагревателем и группой безопасности.
Сами баки для ГВС, как правило, окрашены в белый цвет. От других баков отличаются высокой рабочей температурой (от +70°С); высоким рабочим давлением (около 10 бар) и защитой от коррозии.
Объем расширительного бака подбирается по формулам, но для бытовых систем не требуется абсолютная точность. Достаточно ориентировочного подхода, когда объем бака равен 8% от объёма используемого накопительного водонагревателя.
Ниже приведем методику точного расчета. Возможно это окажется кому-то необходимо.
Воздух подкачки настраивается на холодной системе с нулевым давлением: давление воздуха = Pcw – 0,2 , где Pcw – давление воды в холодном состоянии в «бар».
Т.е. если рабочее давление в системе 3,5 бар, то давление воздуха должно быть 3,5-0,2=3,3 бар.
Купить расширительный бак ГВС
*Методика расчета и подбора баков для систем горячего водоснабжения
Основные понятия
При выборе мембранного расширительного бака необходимо рассчитать следующие параметры:
Объем воды в системе Vsyst
Расчетный объем системы горячего водоснабжения, в литрах.
Объем расширения Ve
Объем расширения определяется следующим образом:
e = Vsyst x n (коэффициент температурного расширения)
Для системы ГВС, коэффициент температурного расширения будет равен 2,2
Уровень наполнения
Давление подачи холодной воды должны быть выше начального давления расширительного бака на 0,2 бара; в противном случае, по мере охлаждения бака, из него не будет вытеснен весь объем воды. Именно поэтому при самом низком рабочем давлении в баке постоянно должен присутствовать некоторый объем воды. Этот уровень называется уровнем наполнения.
Исходное давление расширительного бака Р0
Должно быть на 0,2 бара ниже давления воды в холодном состоянии (Рcw).
Остаточный коэффициент
Определяет остаточный коэффициент расширительного бака
Остаточный коэффициент = 1 — уровень наполнения
Эффективность
Отношение между максимальной и чистой емкостью бака. 
Означает возможность определения остаточного коэффициента бака.
Конечное давление должно быть на 10% ниже давления срабатывания предохранительного клапана.
Эффективность рассчитывается по формуле:
Примечание:
Давление указывается в абсолютных барах.
Максимально допустимая эффективность баков Airfix составляет 60 %
Конечное давление Рe
Максимально допустимое системное давление. Конечное давление соответствует 90% от значения срабатывания предохранительного клапана.
Номинальная емкость бака V brutto
Номинальная емкость бака определяется следующим образом: 
Пример расчета расширительных баков горячего водоснабжения:
Данные:
— Объем бойлера = 150 литров
— Максимальная температура воды = 70 °C
— Давление воды в холодном состоянии Рcw = 4 бар
— Заданное давление предохранительного клапана Рsv = 8 бар
Расчет
Начальное давление в баке Р0
Конечное давление (среднее) Рe
Увеличение объема V : 
Остаточный коэффициент: 
Эффективность: 
Какой расширительный бак нужен для бойлера на 200 литров
andrey R
Просмотр профиля
Группа: Модераторы
Сообщений: 41669
Регистрация: 11.7.2006
Из: Москва
Пользователь №: 3370
Rimantas
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 27
Регистрация: 24.11.2004
Из: Lithuania
Пользователь №: 282
Alex_
Просмотр профиля
Инженер-физик широкого профиля 🙂
Группа: Модераторы
Сообщений: 5577
Регистрация: 27.3.2005
Из: Московская область
Пользователь №: 596
Dimur
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 566
Регистрация: 6.4.2006
Пользователь №: 2561
похоже у Вас давление газовой среды меньше, чем номинальное давление воды в системе (сравните показания манометров на отключенном и опорожненном баке (манометр воздуха, если есть, если нет — на шильдике написано "предустановленное давление = . бар") и на входе холодной воды).
наверное, Вы покупаете постоянно баки с предустановкой на 2,5 бар и максимальным давлением 8 бара (они довольно дешевые, ACS, беленькие такие), а давление в системе — 3 бара (или больше, см. манометр на холодной воде). тогда фактически бак постоянно полный и не функционирует. Проработав так полгода — мембрана подрастягивается. А потом, когда Вы приезжаете из отпуска и включаете котел на прогрев ГВС — еще холодную мембрану (менее гибкую) рвет давлением, которое перед закрытым краном быстро растет до 6-7 бар. Сбросной клапан, конечно, сбросит давление обратно до 5-6, но мембране это уже не поможет.
Кстати, версия про отпуск — это чистой воды фантазия, основанная на том, что Вы написали свое сообщение именно сейчас (видимо вернувшись с отпуска и порвав мембрану 4-й раз).
Это просто версия, поэтому, пожалуйста, не бросайте в меня кирпичи. тем более, что кроме того, что мембрана постоянно рвется — информации больше нет никакой.
А как Вы определяете, что мембрана лопнула?
synthesis
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 102
Регистрация: 4.7.2006
Из: Москва
Пользователь №: 3319
Serge
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 112
Регистрация: 3.12.2007
Из: Одинцово
Пользователь №: 13455
У меня вопрос: нужен ли расширительный бак ГВС если в системе есть циркуляционные насосы, или это между собой не связано.
Михаил I
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 3110
Регистрация: 5.12.2006
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 5044
Как подобрать расширительный бак для бойлера косвенного нагрева
Необходимость в расширительном баке для ГВС постоянно оспаривается. Причем у многих опытных сантехников включение узла в систему горячего водоснабжения вызывает как минимум недоумение. С другой стороны, многие производители сантехнического оборудования рекомендуют установить бак для бойлеров косвенного нагрева. Цель узла достаточно простая: снизить нагрузку в системе и устранить гидроудары.
Даже приблизительный расчет расширительного бака для бойлера косвенного нагрева покажет, что его минимальный объем составит не менее 10% от вмещаемой в БКН воды. А это дополнительная емкость на 10-20 л, занимающая полезную площадь. Не удивительно, что один из наиболее частых вопросов, задаваемых специалистам связан с тем насколько необходим расширительный бак для ГВС. Чтобы ответить на него нужно разобраться в устройстве и принципе работы оборудования.
Для чего нужен расширительный бак для БКН
Говоря простым языком это необходимо для защиты оборудования горячего водоснабжения от гидравлических ударов. Возникает такая потребность если потребность в ГВС удовлетворяется бойлером косвенного нагрева, подключенным к твердотопливному котлу.
Контролировать интенсивность горения и теплоотдачу котла на твёрдом топливе несмотря не все используемое оборудование достаточно проблематично. При нагревании вода расширяется и создает избыточное давление в системе, что и приводит к гидроударам.
Мембранный бак нивелирует перепады давления и защищает водопроводные краны, трубы и сам бойлер от повреждения. Происходит это следующим образом:
- Устройство бака состоит из емкости, разделенной внутри с помощью мембраны на два отдела. В первой герметичной части закачан газ или воздух, создающий давление. Второй отдел подключен к системе водоснабжения.
- При нагреве воды она увеличивается в объеме, что и приводит к нагрузке в системе ГВС. Жидкость воздействует на мембрану, продавливая её. Чем выше давление в системе, тем больше воды впускает расширительный бак.
- После остывания и уменьшения теплоносителя в объеме, мембрана, на которую оказывает давление закачанный газ, выдавливает воду из расширительного бака.
Внутри бойлера косвенного нагрева находится нагревательный элемент, подсоединенный к системе отопления. При перегреве теплоносителя повышается температура ГВС, увеличивается нагрузка на трубы и важные конструкционные элементы, что приводит к порче дорогостоящего сантех оборудования.
Принцип работы расширительного бака с группой безопасности БКН заключается в предотвращении высокого давления в системе ГВС и возникновения гидроударов. Присутствуют обратный и сбросный клапаны, помогающие при аварийных ситуациях.
Подключение группы безопасности и расширительного бачка необходимое условие для длительной работы БКН, а также проведения бесплатного сервисного обслуживания. Производители оборудования часто отказывают в гарантийном ремонте если в обвязке к бойлеру не установлено предохраняющее оборудование.
Как рассчитать объём расширительного бака для БКН
Самые простые вычисления, которые дадут приблизительный результат заключаются в следующем. Объем бачка должен быть не менее 10% от общего объема БКН. Следовательно:
- бойлер на 100 литров подключается к емкости не менее 10 л;
- водонагреватель на 200 литров, нуждается в баке на 20 л.
После определения необходимого объема переходят к определению дополнительных характеристик:
- Подбор расширительного бака для БКН по назначению. Вода в ГВС более агрессивная, чем в системе отопления. В технической документации к буферной емкости должно быть указано основное предназначение. Ставить на бойлер можно только бачок, в инструкции которого прописана возможность использования для ГВС.
- Расчет по давлению — выбор расширительного бака для БКН облегчают специальные таблицы подбора. Входные параметры: то, какое начальное давление воздуха должно быть в расширительном баке для бойлера ГВС:
| Максимальное давление Рмах, бар | Начальное давление газа Р₀, бар | |||||||
| 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | |
| 1,0 | 0,25 | |||||||
| 1,5 | 0,4 | 0,2 | ||||||
| 2,0 | 0,5 | 0,33 | 0,16 | |||||
| 2,5 | 0,58 | 0,42 | 0,28 | 0,14 | ||||
| 3,0 | 0,62 | 0,5 | 0,37 | 0,25 | 0,12 | |||
| 3,5 | 0,67 | 0,55 | 0,44 | 0,33 | 0,22 | |||
| 4,0 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | ||
| 4,5 | 0,63 | 0,54 | 0,45 | 0,36 | 0,27 | 0,18 | ||
| 5,0 | 0,58 | 0,5 | 0,41 | 0,33 | 0,25 | 0,16 | ||
| 5,5 | 0,62 | 0,54 | 0,47 | 0,38 | 0,3 | 0,23 | ||
| 6,0 | 0,57 | 0,5 | 0,42 | 0,35 | 0,28 | |||
- Выбор по мембране — резина, используемая в бачке, влияет на качество жидкости подаваемой в ГВС и сроках эксплуатации предохранительного бачка. Распространенные материалы для изготовления мембран:
| NATURAL | Натуральная каучуковая резина для питьевой и не питьевой воды. Диапазон температур эксплуатации от -10 до +50°С. Эластична, но допускает частичную диффузию воды. Область применения — аккумулирование холодной воды. |
| BUTYL | Синтетическая бутиловая резина для питьевой и не питьевой воды. Диапазон температур эксплуатации от -10до+100°С. Менее эластична, чем NATURAL, но долговечна с точки зрения водонепроницаемости. Область применения — станции водоснабжения (наиболее универсальный материал). |
| EPDM | Синтетическая этилен/пропиленовая резина для питьевой и не питьевой воды. Диапазон температур эксплуатации от -10 до +100°С. Более влагопроницаема, чем бутиловая. |
| SBR | Используется только для не питьевой воды (котлы отопления). Диапазон температур эксплуатации от -10 до +100°С. Менее эластична. |
| NITRIL | Используется для активных сред (масел, топлива). Диапазон температур эксплуатации от -10 до +100°С. |
-
Выбор с учетом коэффициента температурного расширения системных жидкостей:
| Температура Мин. — Макс. | Вода |
| 4 — 5° С | 0,00 |
| 4 — 10° С | 0,03 |
| 4 — 15° С | 0,09 |
| 4 — 20° С | 0,18 |
| 4 — 25° С | 0,29 |
| 4 — 30° С | 0,43 |
| 4 — 35° С | 0,59 |
| 4 — 40° С | 0,78 |
| 4 — 45° С | 0,98 |
| 4 — 50° С | 1,19 |
| 4 — 55° С | 1,43 |
| 4 — 60° С | 1,68 |
| 4 — 65° С | 1,94 |
| 4 — 70° С | 2,22 |
| 4 — 75° С | 2,51 |
| 4 — 80° С | 2,82 |
| 4 — 85° С | 3,14 |
| 4 — 90° С | 3,47 |
| 4 — 95° С | 3,81 |
| 4 — 100° С | 4,16 |
| 4 — 105 | 4,53 |
Чтобы облегчить расчеты можно воспользоваться специальными онлайн калькуляторами. В исходные параметры нужно будет ввести объем бойлера. После этого программа рассчитает объем и начальное давление в газовой полости.
Схема подключения бойлера с расширительным баком
Обвязка выполняется следующим образом:
- Вода к БКН подводится через обратный клапан. Такая мера предотвратит поступление нагретого теплоносителя в систему ХВС.
- Расширительный бачок лучше располагать в системе ГВС между обратным клапаном и бойлером. Это необходимо чтобы при открытии крана пользователю поступала сразу горячая вода.
Допускается схема подключения расширительного бака к БКН, когда РБ ставится после бойлера. Функциональных отличий в работе группы безопасности не будет. При этом в ГВС сначала будет поступать остывшая вода из РБ, что не совсем комфортно.
Если обвязка бойлера с расширительным баком выполнена правильно при нагревании ГВС не будет срабатывать предохранительный клапан. Важно избежать двух крайностей:
- Перекачка расширительного бака — в этом случае давление будет выдавливать всю воду из емкости. Последствия: гидроудары и порча сантехнического оборудования при перегреве воды. Нужно снизить давление в баке. Для расчетов начальных параметров можно воспользоваться таблицей, приведенной выше.
- Заниженные показатели РБ — при нагреве теплоносителя будет срывать предохранительные клапана. Соответственно, эффективность группы безопасности будет сведена к нулю. Если не поднять давление в баке, даже при небольшом перегреве теплоносителя будет срабатывать группа безопасности.
Для системы горячего водоснабжения использующей бойлер косвенного нагрева важно установить группу безопасности, включающую предохранительный клапан, манометр и расширительный гидробак. Такая обвязка предотвратит порчу дорогостоящего сантехнического оборудования и уменьшит вероятность аварийной ситуации.