Расширительный бак

Расширительный бак — элемент жидкостной системы отопления (или охлаждения, например, двигателей внутреннего сгорания), предназначенный для приёма избытка теплоносителя, возникающего при его тепловом расширении в результате нагревания.

Назначение

Внутреннее пространство всех элементов системы отопления (трубопроводов, отопительных приборов, арматуры, оборудования и т. д.) заполнено теплоносителем. Получающийся при заполнении объём теплоносителя в процессе эксплуатации системы претерпевает изменения: при повышении температуры теплоносителя он увеличивается, при понижении — уменьшается. Соответственно изменяется внутреннее давление. Однако эти изменения не должны отражаться на работоспособности системы отопления и, прежде всего, не должны приводить к превышению предела прочности и разрушению любых её элементов. Поэтому в систему водяного отопления вводится дополнительный элемент для вмещения расширения объёма воды — расширительный бак.

Классификация

Расширительный бак может быть открытым, сообщающимся с атмосферой, и закрытым (мембранным), находящимся под переменным, но строго ограниченным избыточным давлением.

Открытый расширительный бак

Открытые расширительные баки размещают над верхней точкой систем — в чердачном помещении, на лестничной клетке или на кровле зданий и в ряде случаев покрывают тепловой изоляцией. Их изготовляют цилиндрическими или прямоугольными из листовой стали и сверху снабжают люком для осмотра и окраски. В корпусе бака имеется два или более патрубков:

патрубок для присоединения расширительной трубы, по которой вода поступает в бак;
патрубок для циркуляционной трубы, через которую частично отводится охладившаяся вода, создавая циркуляцию и обеспечивая определенный тепловой режим бака (в отапливаемом помещении бак не теплоизолируется и соединяется с системой одной трубой, присоединяемой к патрубку);
патрубок для контрольной (сигнальной) трубы;
патрубок для соединения бака с переливной трубой, сообщающейся с атмосферой у раковины для удаления воды в канализацию.

Кроме того, открытый расширительный бак предназначен для восполнения убыли объёма воды в системе при утечке и при понижении её температуры, ограничения гидравлического давления в системе, сигнализации об уровне воды в системе, удаления воды в канализацию при переполнении системы, управления действием подпиточных приборов и, наконец, в отдельных случаях он может служить воздухоотделителем и воздухоотводчиком. Благодаря непрерывному и безотказному выполнению этих разнообразных функций открытый расширительный бак является необходимым и надежным прибором, чем объясняется его широкое распространение. Открытые расширительные баки вместе с тем имеют недостатки: они могут быть громоздки в системах с большим объёмом теплоносителя, в связи с чем затрудняется их размещение в зданиях и увеличивается бесполезная потеря тепла через их стенки при установке их в местах с отрицательной температурой. При открытых баках вследствие излишнего охлаждения воды в них возможно поглощение воздуха и усиление внутренней коррозии труб и отопительных приборов. Наконец, в ряде случаев требуется прокладка дополнительных труб.

Закрытый расширительный бак

Закрытые расширительные баки, располагаемые непосредственно в тепловых пунктах зданий или на тепловых станциях, лишены многих из недостатков открытых баков. Однако их ёмкость значительно превышает ёмкость открытых баков для отопительной системы с таким же объёмом воды, а для уменьшения объёма путём искусственного увеличения внутреннего давления требуются дополнительное оборудование и затрата электрической энергии. Бак имеет две полости, разделённые гибкой диафрагмой. Одна для воздуха под давлением, вторая для воды. Воздух закачивается через ниппель, вода из системы подаётся через патрубок.

Расчёт расширительного бака

Полезный объём расширительного бака должен соответствовать увеличению объёма воды, заполняющей систему отопления, при её нагревании до средней расчётной (предельной) температуры. Увеличение объёма воды в системе отопления $\Delta V_{0}$ составит:

\Delta V_{0}=\beta \Delta tV_{0}

,

где $V_{0}$ — общий внутренний объём арматуры, труб, отопительных приборов и теплообменника системы отопления или, что то же, объём воды в системе при начальной температуре;
$\beta$ — среднее значение коэффициента объёмного расширения воды, возрастающее с увеличением температуры;
$\Delta t$ — изменение температуры воды от начальной до средней расчетной.

См. также