Ростов-на-Дону
Контакты
Адрес: 108811, г. Москва, 22-й Километр Киевское шоссе (П. Московский), домовлад. 4, стр. 2, этаж 2, блок Г, подъезд 18, офис 203Г
График работы: Пн-Пт: с 9:00 до 18:00
Сб-Вс: Выходной
Войти или зарегистрироваться
Горячая линия

+7 (495) 646-11-88

Каталог
Вход на сайт
Каталог
+7 (495) 646-11-88
Вход на сайт

Мембранные расширительные баки для отопления. Подробный разбор.

10 июня 2021

Мембранные баки можно разделить на две основные группы: расширительные баки для систем отопления и мембранные баки (гидроаккумуляторы) для водоснабжения. Данные баки похожи между собой визуально, но имеют принципиальные функциональные отличия. Обсудим мембранные расширительные баки для отопления.

1. Что такое мембранный расширительный бак?

Мембранный расширительный бак является устройством, которое применяется для компенсирования увеличения объема воды вследствие ее температурного расширения в системах отопления, холодоснабжения, гелиосистем. Расширительные баки также возможно использовать в системах горячего водоснабжения для защиты от температурного расширения санитарной воды. Благодаря использованию расширительного бака в определенной степени сокращаются нежелательные колебания давления в системе, повышается стабильность системы. Бак с уверенностью можно назвать предохранительным оборудованием, которое обеспечивает эффективную и безопасную эксплуатацию инженерных систем здания.

Примечание: Расширительные (компенсационные) баки закрытого типа еще называют экспанзоматами или экспансоматами (от английского слова "expansion" – расширение).

2. Открытые и закрытые баки

Большинство веществ при нагревании расширяются. Атомы и молекулы вещества начинают двигаться быстрее. В твердых телах колебания атомов достигают большей амплитуды и им требуется больше свободного пространства, в результате чего происходит расширение тела. Аналогичные процессы происходят с жидкостями, но в более выраженной степени. Из-за термического расширения инженерные системы с теплоносителями подвержены серьезным воздействиям. При отсутствии в замкнутой системе емкости, куда могут поступать излишки теплоносителя, даже незначительное увеличение температуры приведет к возрастанию давления, которое может превысить предельно допустимую величину для элементов гидравлической системы.

фото 1.jpg

По причине теплового расширения еще в 19 веке в системах отопления начали применять открытые системы отопления, особенность которых состояла в применении расширительных емкостей открытого типа, которые и компенсировали увеличение объема воды в системе. Распространенные в прошлом открытые расширительные баки представляли собой обычную металлическую емкость, устанавливаемую в верхней части здания (например, на чердаке дома) и пополняемую водой по мере ее испарения, и имели ряд недостатков, поэтому в настоящее время практически не применяются.

Недостатки расширительных баков открытого типа:
  • Повышенная испаряемость жидкости и необходимость постоянного ее пополнения;
  • Дорогая и сложная установка (монтаж в самой верхней части системы отопления);
  • Обеспечение утепления и защита от замерзания в холодные периоды времени;
  • Возможность эксплуатации системы только при низком давлении;
  • Постоянный контакт рабочей жидкости с атмосферой приводит к частому проникновению в теплоноситель газов воздуха (азот, кислород), что является причиной возникновения целого ряда проблем, таких как: затруднение циркуляции теплоносителя, долгий прогрев системы, возникновение кавитации в трубопроводах, насосах, повреждение трубопроводов и оборудования, вызванных коррозией, появление шума и вибрации.

В настоящее время подавляющее большинство систем отопления/холодоснабжения/гелиосистем являются закрытыми, температурное расширение компенсируется мембранным расширительным баком.

Преимущества закрытого расширительного бака перед открытым:
  • Уменьшение коррозии в системе отопления;
  • Уменьшение общих теплопотерь;
  • Уменьшение завоздушивания системы отопления;
  • Простой и недорогой монтаж, нет привязки к месту установки;
  • Более простая эксплуатация системы, нет необходимости постоянной подпитки теплоносителя;
  • Высокая надежность и экономичность системы.

Открытая система отопления

фото 2.jpg

Закрытая система отопления

фото 3.jpg

3. Установка, монтаж и подключение расширительного бака

Мембранные расширительные баки можно устанавливать в любой части здания. Чаще всего, для удобства обслуживания их установка осуществляется в тепловом пункте или котельной. Место установки расширительного бака должно обеспечивать удобство его обслуживания. Монтаж производят так, чтобы имелся доступ к воздушному ниппелю, фланцу и присоединительной арматуре. Для того, чтобы обеспечить долгий срок службы и безопасность системы, баки рекомендуется устанавливать и подключать к системе в точке с самой низкой температурой теплоносителя — обратная линия системы перед входом в котел или теплообменник. Расширительный бак рекомендуется устанавливать вертикально, присоединительным патрубком вниз или вверх, а воздушным ниппелем вверх.

Внимание! Обязательно корректируйте предварительное давление бака согласно статической высоте системы над баком!

4. Конструкция расширительного бака

фото 4-1.jpg

Конструкция расширительного бака представляет собой стальной резервуар, разделенный внутри резиновой мембраной на две полости, одна из которых заполняется азотом/воздухом*, а в другую часть поступают излишки теплоносителя из системы. Первоначально весь объем расширительного бака полностью занят азотом; при нагреве теплоносителя его объем увеличивается, что приводит к сжатию азота. Давление азотной подушки увеличивается и выравнивается с давлением в системе отопления на данном статическом уровне. Когда температура теплоносителя и, соответственно, его объем уменьшается, давление азотной подушки возвращает теплоноситель обратно в систему, не давая давлению в системе снизиться ниже настроечного уровня.

Внимание! В газовую полость производители настоятельно рекомендуют закачивать нейтральный азот, а не атмосферный воздух, который содержит водяные пары и кислород. При наличии в газовой подушке кислорода неизбежно начнется интенсивная коррозия металла корпуса бака, использование атмосферного воздуха значительно сокращает срок службы мембранного бака. В подавляющем большинстве случаев ранний выход из строя бака связан с коррозией бака по причине закачивания атмосферного воздуха, а не с качеством самого бака.

5. Виды мембран

Мембрана является основным элементом, влияющим на работоспособность и надежность мембранных баков. Мембрана предназначена для разделения мембранного бака на две полости – водяную и газовую. Зачастую мембрана изготавливается из материала EPDM*, но также могут встречаться и другие материалы.

Мембраны можно разделить на два основных типа – диафрагменный и камерный.

Расширительный бак с диафрагмой

фото 5-2.jpg

Диафрагма жестко фиксируется внутри емкости по периметру и разделяет бак на два отсека. Такой вид мембраны часто называет “незаменяемой”, в случае ее повреждения возможна только полная замена бака.

При изменении объема жидкости в системе отопления, мембрана в баке перемещается в ту или другую сторону. В результате объем, занимаемый жидкостью в баке, тоже меняется. Азот или сжатый воздух по другую сторону мембраны действует как пружина, поддерживая рабочее давление теплоносителя и не допуская срабатывания предохранительного клапана.

Основным преимуществом бака с мембраной-диафрагмой является более низкая стоимость по сравнению с баком с камерной мембраной.

Баки с таким типом мембраны имеют некоторые недостатки:
  • Невозможность смены мембраны;
  • Теплоноситель имеет прямой контакт с внутренней стенкой бака, присутствие кислорода может привести к коррозии металла корпуса бака. Сокращение срока службы бака;
  • Высокие требования к водоподготовке.
Расширительный бак с мембраной камерного типа

фото 4-3.jpg

Баллонную мембрану в народе часто называют «грушей» из-за своей грушевидной формы. Теплоноситель в баках такого типа всегда целиком находится внутри мембраны и не имеет контакта с металлической поверхностью бака, следовательно, внутренняя поверхность бака не требует специального покрытия, это значительно снижает риск коррозии. Такие мембраны очень надежны, имеют хорошую устойчивость к износу. Преимущество грушевидной мембраны в том, что ее без проблем можно заменить на новую. Замена мембраны осуществляется через фланец, закрепленный с помощью нескольких болтов. При больших объемах расширительного бака мембрана баллонного (грушевидного) типа закрепляется задним концом к ниппелю через резьбовое соединение для стабилизации заполнения.

*Примечание! EPDM расшифровывается, как Ethylene Propylene Diene Monomer или этилен-пропиленовый каучук – это синтетический эластомер, который устойчив к воздействию озона, солнечного света, химических веществ (разбавленные кислоты, щелочи и полярные растворители), а также очень эластичный при низких температурах. Его применяют при контакте с пищевыми продуктами или напитками, в автомобильной системе охлаждения воздуха и в резинотехнических изделиях, которые работают в гидравлических жидкостях на основе эфиров фосфорной кислоты.

6. Как работает расширительный бак?

1. Заполнение системы

  • Газ с предварительным давлением полностью заполняет пространство бака за мембраной;
  • Объем газа предварительного давления равен полному объему расширительного бака;
  • Давление газа предварительного давления равно предварительному давлению в расширительном баке;
  • Расширительный бак готов к заполнению расширяющимся теплоносителем.
Заполнение системы

2. Начало работы системы

  • Газ с предварительным давлением начинает сжиматься мембраной, заполняемой расширяющимся теплоносителем;
  • Объем газа предварительного давления изменяется пропорционально заполнению теплоносителем мембраны бака;
  • Давление газа предварительного давления равно рабочему давлению системы в месте установки расширительного бака;
  • Расширительный бак заполняется расширяющимся теплоносителем.
Начало работы системы

3. Работа системы

  • Газ с предварительным давлением полностью сжат мембраной, заполненной расширяющимся теплоносителем;
  • Объем газа предварительного давления имеет минимальное значение;
  • Давление газа предварительного давления равно максимальному давлению системы в месте установки расширительного бака;
  • Расширительный бак полностью заполнен теплоносителем.
Работа системы

4. Охлаждение

  • Газ с предварительным давлением начинает сжимать мембрану, вытесняя теплоноситель в систему;
  • Объем газа предварительного давления изменяется пропорционально снижению объема теплоносителя в мембране бака;
  • Давление газа предварительного давления равно рабочему давлению системы в месте установки расширительного бака;
  • Расширительный бак возвращает теплоноситель в систему.
Охлаждение

5. Бак под избыточным давлением

  • Газ предварительного давления бак сжат мембраной до максимально возможного значения;
  • Объем газа предварительного давления минимален;
  • Теплоноситель полностью заполняет объем бака;
  • Предохранительный клапан срабатывает при превышении установленного значения давления, сбрасывая излишки теплоносителя и защищая систему и бак от повреждения.
Бак под избыточным давлением

7. Подбор расширительного бака для системы отопления

Установка расширительного бака несоответствующего объема или некорректный монтаж могут стать причиной неправильной работы системы отопления и даже выхода ее из строя. На нашем сайте в специализированной статье “Методика расчета и подбора баков для систем отопления” можно ознакомиться с детальным расчетом подбора бака. Такие расчеты и монтаж мы рекомендуем доверять профессиональным монтажным организациям, но “увлеченные” покупатели могут сделать эти расчеты самостоятельно.

Для быстрого, но весьма приблизительного расчета объема расширительного бака можно использовать следующие параметры: 10–15% от объема системы, если теплоносителем является вода, и 15–20% - если в качестве теплоносителя используется водно-гликолевая смесь с процентным содержанием гликолей не более 50%.

Объем системы отопления можно посчитать, сложив количество воды, содержащееся в теплогенераторах (котлах, теплообменниках и т. д.), буферных баках, транспортных трубопроводах и потребителях тепла (радиаторах, теплых полах, конвекторах и т. д.). Если таких данных нет, то можно очень примерно определить объем системы, исходя из мощности котла, из расчета 15 литров на 1 кВт котловой мощности.

Оптимальный выбор объема расширительного мембранного бака также напрямую связан с правильной настройкой предохранительного клапана. Объем расширительного бака выбирается таким образом, чтобы при нагреве теплоносителя до максимальной рабочей температуры, рост давления в системе отопления не превышал допустимой величины (оставался ниже давления срабатывания предохранительного клапана).

Внимание! Для одной и той же системы с различным типом теплоносителя могут потребоваться различные по объему баки. Расширительный бак большего объема потребуется в той системе, где используется незамерзающий теплоноситель на основе водно-гликолевой смеси, т. к. коэффициент расширения у гликолевых растворов несколько выше, чем у воды. Таким образом, при переходе с водяной системы на систему с гликолем, возможно, потребуется замена бака на больший по типоразмеру или установка дополнительного расширительного бака.
Таблица №1. Коэффициент температурного расширения системных жидкостей, %
Температура Мин. — Макс. Вода Вода + 10% гликоля Вода + 20% гликоля Вода + 30% гликоля Вода + 40% гликоля Вода + 50% гликоля

4 — 5° С

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

4 — 10° С

0,03

0,08

0,13

0,19

0,23

0,26

4 — 15° С

0,09

0,16

0,26

0,36

0,44

0,49

4 — 20° С

0,18

0,27

0,41

0,55

0,66

0,74

4 — 25° С

0,29

0,39

0,57

0,75

0,89

0,99

4 — 30° С

0,43

0,54

0,75

0,97

1,13

1,25

4 — 35° С

0,59

0,70

0,95

1,19

1,39

1,53

4 — 40° С

0,78

0,88

1,16

1,44

1,65

1,81

4 — 45° С

0,98

1,08

1,38

1,69

1,93

2,10

4 — 50° С

1,19

1,30

1,62

1,95

2,21

2,40

4 — 55° С

1,43

1,53

1,88

2,23

2,51

2,70

4 — 60° С

1,68

1,78

2,15

2,52

2,81

3,02

4 — 65° С

1,94

2,05

2,43

2,82

3,12

3,34

4 — 70° С

2,22

2,33

2,73

3,13

3,44

3,66

4 — 75° С

2,51

2,62

3,04

3,45

3,77

3,99

4 — 80° С

2,82

2,93

3,36

3,79

4,10

4,33

4 — 85° С

3,14

3,26

3,69

4,13

4,45

4,67

4 — 90° С

3,47

3,60

4,04

4,48

4,80

5,01

4 — 95° С

3,81

3,95

4,40

4,84

5,15

5,36

4 — 100° С

4,16

4,31

4,76

5,21

5,52

5,72

4 — 105° С

4,53

4,68

5,14

5,59

5,88

6,07

Таблица № 2. Расчетная емкость теплоносителя в системе
Системы центрального теплоснабжения с: Емкость системы [л / кВт]

Конвекторами и / или воздушным отоплением

5,5

Индукционными нагревательными устройствами

5,2

Системами подогрева воздуха

6,9

Панельными радиаторами

8,8

Различным оборудованием центрального теплоснабжения

10

Стальными трубчатыми радиаторами

12

Различным оборудованием для холодоснабжения

20

Теплыми полами и / или потолками

18,5

Разветвленной системой трубопроводов (теплоцентраль)

25,8

Таблица № 3. Эффективность при различных значениях исходного и конечного давления
Статистическая высота, [м] Исходное давление, [бар] Установочное давление предохранительного клапана/Конечное давление, [бар]

3 / 2,7

6 / 5,4

8 / 7,2

10 / 9

3

0,5

0,59

-

-

-

8

1

0,46

0,69

-

-

13

1,5

0,32

0,61

0,70

-

18

2

0,19

0,53

0,63

-

23

2,5

0,05

0,45

0,57

0,65

28

3

-

0,38

0,51

0,60

33

3,5

-

0,30

0,45

0,55

38

4

-

0,22

0,39

0,50

43

4,5

-

0,14

0,33

0,45

48

5

-

-

0,27

0,40

53

5,5

-

-

0,21

0,35

58

6

-

-

0,15

0,30

63

6,5

-

-

0,09

0,25

68

7

-

-

-

0,20

73

7,5

-

-

-

0,15

78

8

-

-

-

0,10

8. Какие комплектующие необходимо приобретать помимо бака?

8.1 Обязательным элементом системы с расширительным баком является наличие предохранительного сбросного клапана. Существуют несколько вариантов предохранительных клапанов – клапаны с фиксированной величиной срабатывания и более сложные предохранительные клапаны с возможностью выставления величины срабатывания.

На российском рынке много лет уверенными лидерами в плане качества и надежности являются производители из Германии и Италии. В первую очередь, мы рекомендуем обратить внимание на бренды RBM, Италия и Watts, Германия.

Предохранительные клапаны RBM

РаспродажаВ избранноеК сравнению**Клапан предохранительный (сбросной) RBM 03510410 1/2" ВР, 1.5 бар, мембранный
383.18 р.
1 2 3 4 5 
РаспродажаВ избранноеК сравнению**Клапан предохранительный (сбросной) RBM 03510450 1/2" ВР, 3.5 бар, мембранный
383.18 р.
1 2 3 4 5 
РаспродажаВ избранноеК сравнению**Клапан предохранительный (сбросной) RBM 03510460 1/2" ВР, 4 бара, мембранный
383.18 р.
1 2 3 4 5 

Предохранительные клапаны Watts

В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004636 1/2"х3/4" ВР, 1.5 бар, мембранный, для систем отопления
1 496.03 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004638 1/2"х3/4" ВР, 2.5 бар, мембранный, для систем отопления
1 031.78 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004639 1/2"х3/4" ВР, 3 бара, мембранный, для систем отопления
1 014.74 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVM 10004647 1/2"х3/4" ВР, 2.5 бар, мембранный, с манометром
3 751.12 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVM 10004648 1/2"х3/4" ВР, 3 бара, мембранный, с манометром
2 241.04 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004730 3/4"х1" ВР, 1.5 бар, мембранный, для систем отопления
2 001.40 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004739 3/4"х1" ВР, 2.5 бар, мембранный, для систем отопления
1 489.02 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004740 3/4"х1" ВР, 3 бара, мембранный, для систем отопления
1 519.10 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004754 1"х1"1/4" ВР, 1.5 бар, мембранный, для систем отопления
4 412.90 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004760 1"х1"1/4" ВР, 3 бара, мембранный, для систем отопления
4 805.96 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004772 1"1/4х1"1/2" ВР, 1.5 бар, мембранный, для систем отопления
5 379.51 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКлапан предохранительный (сбросной) Watts SVH 10004775 1"1/4х1"1/2" ВР, 3 бара, мембранный, для систем отопления
8 914.04 р.
1 2 3 4 5 

8.2 Каждый бак настоятельно рекомендуется укомплектовывать отсечной арматурой, которая позволит отсоединить бак и произвести его обслуживание, без опорожнения всей системы.

Предохранительная арматура для баков

В избранноеК сравнениюОтсечной запорный клапан Watts KAV 20 10017947 со сливом, ВР-НГ 3/4", для расширительных баков, пломбируемый
3 446.29 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюОтсечной запорный клапан Watts KAV 25 10017948 со сливом, ВР-НГ 1", для расширительных баков, пломбируемый
5 724.44 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюОтсечной запорный клапан Uni-fitt 261G3000 со сливом, ВР-НГ 3/4", для расширительных баков, пломбируемый
2 120 р.
1 2 3 4 5 

8.3 Баки малых размеров, которые не имеют напольных ножек, часто называют подвесными. Для их установки используются кронштейны.

Кронштейны для подвесных баков

В избранноеК сравнениюКомплект крепления для настенного монтажа Wester 0-14-3010 для расширительных баков 8-35 литров
873.85 р.
1 2 3 4 5 

8.4 Для подвесных баков с размером подключения ¾ существуют готовые решения: консоли - группы безопасности котла с возможностью подключения бака. Это удобное предохранительное оборудование, которое крепится к стене и уже укомплектовано предохранительным клапаном, манометром, воздухоотводчиком и отсечной арматурой.

Группы безопасности котла с возможностью подключения бака

В избранноеК сравнениюКонсоль для подключения расширительного бака с группой безопасности котла Watts 10017885 GAG/MR 20, НР-ВР 3/4", с креплением и отсечным клапаном
10 050.10 р.
1 2 3 4 5 
В избранноеК сравнениюКонсоль для подключения расширительного бака с группой безопасности котла Watts 10017890 GAG/KAV, НР-ВР 3/4", с креплением и клапаном KAV
14 078.97 р.
1 2 3 4 5 
Скидка 5%Промокод Stout5В избранноеК сравнениюГруппа подключения мембранного бака Stout
7 058 р.
1 2 3 4 5 

9. Баки каких брендов стоит покупать?

На российском рынке существует большое количество производителей и брендов, прочитав различные статьи, рейтинги и форумы в интернете, покупатель может еще больше запутаться. Кто-то восхваляет один бренд, кто-то считает, что этот же бренд, наоборот, плохого качества – всё это очень субъективные мнения. Ведущие европейские и российские производители используют примерно один и тот же автоматизированный процесс изготовления и тестирования баков, что сводит к минимуму вероятность заводского брака. Львиная доля поломок баков связано с банальным несоблюдением эксплуатационных параметров и требований.

Мы не будем составлять рейтинг лучших или худших, расскажем об основных производителях.

9.1 Reflex — это немецкий бренд с производствами в Германии, Турции и Польше. Относится к премиальному сегменту, очень надежный, отлично зарекомендовал себя среди профессиональных монтажников и конечных потребителей. Является одним из самых популярных среди импортных брендов. Стоимость бака довольно высокая.

9.2 Wester – это российский бренд, который первым организовал производство мембранных баков в России. Ключевой компонент бака – мембрана, поставляется из Италии от ведущих мировых производителей Sefa и Oldrati. С уверенностью можно сказать, что на сегодняшний день – это самый продаваемый бренд, который обладает хорошим качеством и ценовой доступностью. Некоторые известные бренды изготавливаются на производственной площадке Wester по системе OEM. Более экономная линейка этого производителя изготавливается под брендом Impero.

9.3 Flamco– нидерландский бренд с производствами в Нидерландах и России. Это мировая марка с высоким уровнем качества и стоимости. Производство в России организовано совсем недавно, но компания уверенно набирает обороты.

9.4 Джилекс – еще один российский производитель, который производит доступную по стоимости продукцию.

Еще несколько лет назад большой популярностью на российском рынке пользовались итальянские бренды, но в последние годы их присутствие значительно снизилось, и эта тенденция продолжается.

Внимание! Также существует огромное количество брендов (OEM), которые сами не являются производителями, а лишь размещаются на других заводах. В таких случаях рекомендуем уточнить на каком производстве изготавливается такой бренд.

Источники: Технический каталог Flamco 2017, G. Kell 1975, Åke Melinder 2007

Запрещено копирование и переписывание информации с сайта, в том числе частичное, без согласия администрации сайта и указания ссылки на первоисточник.

Читайте также: