Расширительный бак в системе отопления

Красный бочонок рядом с котлом — самая недооценённая деталь системы отопления. Он не греет, не качает и никак не участвует в работе, пока всё исправно. Но именно из-за него срабатывает предохранительный клапан, скачет давление и уходит вода — а хозяин в это время ищет несуществующую течь.

Разберём, зачем бак нужен, какое давление в него накачивать, как посчитать объём под свою систему и как за минуту понять, что мембрана пробита.

Зачем он нужен

Вода при нагревании расширяется, и от этого никуда не деться. При нагреве от 20 до 80 °C объём воды растёт примерно на 2,9 %. В системе на 200 литров — это почти шесть литров лишнего объёма.

Вода практически несжимаема. Если этим шести литрам некуда деться, давление в замкнутом контуре вырастет не на десятые доли бара, а на десятки — до разрыва труб. Расширительный бак и есть то место, куда они уходят: воздушная подушка внутри него сжимается и принимает лишний объём, удерживая давление в рабочих пределах.

Открытый и закрытый: в чём разница

Открытые системы сегодня делают только там, где нет электричества и система работает самотёком. Во всех остальных случаях ставят закрытый мембранный бак: кислород не попадает в контур, вода не испаряется, а система работает на более высокой температуре и с меньшими диаметрами труб.

Как устроен мембранный бак

Внутри стального корпуса натянута резиновая мембрана, делящая объём на две камеры. В одной — вода из системы, в другой — воздух или азот, накачанный на заводе. Снаружи есть только два элемента: патрубок для подключения к системе и автомобильный ниппель для воздуха.

Работает это так.

• Система холодная, давление рабочее. Мембрана прижата воздухом почти к самому патрубку, воды в баке минимум.
• Система греется, вода расширяется. Лишний объём давит на мембрану, она прогибается, воздух сжимается. Давление растёт, но плавно — на 0,3–0,5 бара.
• Система остывает. Сжатый воздух выталкивает воду обратно в контур, мембрана возвращается, давление снижается.

Отсюда вытекает важное следствие: бак работает только тогда, когда в его воздушной камере есть давление. Пустой бак или бак с порванной мембраной физически не отличается от куска трубы.

Какое давление накачивать

Правило одно и оно простое: давление воздуха в баке ставят на 0,2–0,3 бара ниже рабочего давления системы в холодном состоянии.

Смысл этого зазора в том, чтобы при рабочем давлении в баке уже была небольшая подушка воды. Если накачать вровень с рабочим, бак начнёт принимать воду только после начала нагрева, и первые градусы дадут резкий скачок давления. Если накачать выше рабочего, бак не примет воду вообще и будет бесполезен.

Как рассчитать объём

Точная формула учитывает коэффициент расширения, рабочее и предельное давление. Для бытовой системы её сводят к практическому правилу: объём бака — 10–12 % от общего объёма системы для воды и 15 % для антифриза, который расширяется сильнее.

Объём системы считают по составляющим:

Пример для типового дома: 12 радиаторов по 8 алюминиевых секций (12 × 8 × 0,35 = 34 л), 120 метров трубы 20 мм (24 л), настенный котёл (3 л). Итого около 61 литра, бак нужен на 8 литров — берут ближайший стандартный, то есть 8 или 12 литров.

Если в системе есть тёплые полы, объём вырастает резко: 300 метров трубы в контурах — это ещё 40 литров, и бак потребуется уже на 12–18 литров. Расчёт контуров разобран в статье про водяной тёплый пол.

Ошибаться лучше в большую сторону. Бак с запасом просто работает мягче, а бак впритык при первом же холодном пуске выведет давление к клапану.

Порядок действий при проверке бака

1. Сбросить давление в системе до нуля. Перекрыть краны, отсекающие бак, если они есть, и стравить давление через сливной кран. Без этого шага манометр покажет давление воды, и проверка будет бессмысленной.
2. Снять колпачок с ниппеля на торце бака и приложить обычный автомобильный манометр.
3. Сравнить с нормой из таблицы выше — рабочее давление системы минус 0,2–0,3 бара.
4. Подкачать автомобильным насосом, если давление ниже нормы. Компрессором тоже можно, но осторожно: мембрану легко порвать резкой подачей.
5. Стравить лишнее нажатием на золотник, если давление выше нормы.
6. Заполнить систему и довести давление до рабочего.

Делать это стоит раз в год перед началом сезона — проверка занимает десять минут и входит в стандартный порядок запуска отопления.

Как понять, что мембрана пробита

Самый быстрый тест — нажать на золотник ниппеля тонким предметом. Из исправного бака пойдёт воздух. Если пошла вода, мембрана порвана: вода перешла в воздушную камеру.

Косвенные признаки, которые заметны раньше, чем дело дойдёт до теста:

• Давление скачет в такт работе котла. Розжиг — стрелка к 2,5–3 барам, остывание — провал к 0,8. Размах больше 0,8 бара уже ненормален.
• Периодически срабатывает предохранительный клапан, хотя система заполнена правильно.
• Приходится подпитывать систему регулярно, при этом нигде не течёт. Вода уходит через клапан при каждом цикле нагрева.
• Бак тяжёлый целиком. У исправного бака низ с водой, верх с воздухом — простукивание даёт разный звук. У залитого звук одинаково глухой по всей высоте.

Мембрану в некоторых баках можно заменить отдельно — у моделей с фланцевым разъёмом. У цельных баков меняют весь корпус. Подробный разбор остальных причин потери давления — в статье про то, почему падает давление в системе отопления.

Где ставить бак

Правильное место — на обратке, перед циркуляционным насосом, считая по ходу движения воды. У этого есть две причины.

• На обратке вода холоднее. Мембрана — резина, и при 80 °C она стареет заметно быстрее, чем при 50. Установка на обратке продлевает срок службы бака в разы.
• Перед насосом давление стабильнее. Если бак стоит после насоса, тот при пуске создаёт разрежение в точке подключения, и бак начинает работать рывками.

Ориентация в пространстве значения не имеет — бак работает и вертикально, и горизонтально. Но вертикальная установка ниппелем вниз или вбок удобнее: воздух собирается вверху, вода снизу, и при разрыве мембраны это видно раньше.

Полезно поставить отсечной кран между баком и системой — тогда проверку и замену можно делать без слива всей системы. Кран выбирают со съёмной ручкой или помечают, чтобы его случайно не перекрыли: система с отключённым баком работает как система без бака.

Бак внутри котла: почему его часто мало

В настенных газовых котлах расширительный бак обычно уже встроен — на 6, 8 или 10 литров. Производитель рассчитывает его на типовую квартирную систему объёмом до 80–100 литров.

Для частного дома этого хватает редко. Дом с двенадцатью радиаторами и тёплыми полами легко набирает 150–200 литров, и встроенного бака на 8 литров не хватит. Признак именно этой ситуации — давление в норме на холодной системе, но упирается в клапан при выходе на рабочую температуру.

Решение — поставить дополнительный внешний бак. Они работают параллельно, объёмы складываются, и накачивают их одинаково. Менять встроенный на больший не нужно, его просто дополняют.

Типичные ошибки

• Проверять давление на заполненной системе. Манометр покажет давление воды через мембрану, а не воздуха. Всегда сбрасывают давление до нуля.
• Оставлять заводские 1,5 бара. Для одноэтажного дома это много: бак не примет расширение и давление пойдёт к клапану.
• Ставить бак на подаче. Горячая вода старит мембрану в разы быстрее.
• Брать бак впритык по расчёту. Ошибка в оценке объёма системы на 20 % обычна, и запас по баку её закрывает.
• Забыть про антифриз при расчёте. Гликолевые смеси расширяются сильнее воды, и бак нужен на 15 % объёма, а не на 10.
• Накачивать компрессором рывком. Резкая подача воздуха способна порвать мембрану нового бака.
• Перекрыть отсечной кран и забыть. Система будет работать как без бака — со скачками давления и сбросами через клапан.

Частые вопросы

Какое давление должно быть в расширительном баке отопления?

На 0,2–0,3 бара ниже рабочего давления системы в холодном состоянии. Для типового одноэтажного дома — 0,8–1,0 бара, для двухэтажного — 1,3–1,5.

Какой объём бака нужен?

10–12 % от объёма системы для воды и 15 % для антифриза. Объём системы считают по радиаторам, трубам и теплообменнику котла.

Можно ли поставить бак больше, чем нужно?

Да, это безвредно. Система будет работать мягче, давление при нагреве вырастет меньше. Единственные минусы — цена и место.

Почему бак для отопления красный, а для водоснабжения синий?

Цвет маркирует назначение: в баках для питьевой воды мембрана из пищевой резины, а рабочее давление рассчитано выше. Ставить синий бак в отопление можно, красный в водоснабжение — нет.

Как часто проверять давление в баке?

Раз в год перед началом сезона. Воздух стравливается через ниппель естественным образом, примерно по 0,1 бара в год.

Бак стоит горизонтально — это допустимо?

Да, ориентация на работу не влияет. Для горизонтальных моделей производитель делает отдельные кронштейны, но принципиальной разницы нет.

Нужен ли бак, если в системе уже есть встроенный в котёл?

Нужен, если объём системы больше 80–100 литров. Встроенный бак рассчитан на квартирную систему, для дома с тёплыми полами его почти всегда мало.

Бак — один из элементов обвязки, и порядок его соединения с фильтром, насосом и группой безопасности имеет значение. Полный состав узла для газового, электрического и твердотопливного котла — в статье про обвязку котла отопления.

Коротко

• Бак принимает тепловое расширение воды: при нагреве до 80 °C объём растёт примерно на 2,9 %.
• Давление воздуха ставят на 0,2–0,3 бара ниже рабочего давления системы в холодном состоянии.
• Заводские 1,5 бара под свою систему подгоняют до монтажа, а не оставляют как есть.
• Объём бака — 10–12 % от объёма системы для воды, 15 % для антифриза.
• Проверяют только на сброшенном давлении: вода из ниппеля вместо воздуха означает порванную мембрану.
• Ставят на обратке перед насосом — там вода холоднее и мембрана живёт дольше.
• Встроенного в настенный котёл бака хватает на систему до 80–100 литров, дому обычно нужен дополнительный.