Šildymo sistemos išsiplėtimo bakas: įrenginys, skaičiavimas ir geriausio varianto parinkimas

Teisingai parinktas ir sumontuotas šildymo sistemos išsiplėtimo bakas neleis jai sugesti, palaikys reikiamą slėgį. Jis reikalingas kaip rezervas kaitinant besiplečiančiam vandeniui. Priklausomai nuo sistemos tipo, įmontuotas išsiplėtimo bakas gali būti atviro arba uždaro tipo.

Papasakosime, kaip parinkti rezervinę talpą pagal sudaromą šildymo schemą. Mūsų pateiktame straipsnyje aprašyti konstrukciniai ypatumai ir išsiplėtimo bakų montavimo specifika. Pateiktos rekomendacijos, kurių laikymasis užtikrins idealų bet kokio tipo šildymo kontūro darbą.

Atviro tipo išsiplėtimo bakai

Atviro tipo išsiplėtimo bakų konstrukcinė ypatybė yra šilumnešio kontaktas su atmosfera. Cirkuliacija sistemose su šio tipo išsiplėtimo baku yra konvekcinė. Kaitinant skysčio tūris didėja, jo perteklius sugeriamas talpos rezervuaro.

Kritus temperatūros rodikliams, skystis grąžinamas atgal savaeigiu būdu, veikiant gravitacijai.

Dėl nulinio slėgio bake, įrenginys nereikalauja tvirtos metalinės konstrukcijos, todėl:

• korpuso gamyboje naudojamas bet koks metalas;
• gali būti naudojama paruošta talpa iš karščiui atsparaus plastiko;
• rezervuaro forma nėra esminė.

Sodo nameliuose tokia įranga gali būti surinkta iš turimų priemonių. Kaip talpą galima naudoti plastikinį kanistrą arba statinę, su priėmimo atšaka ir perpylimo išvadu.

Atviro tipo išsiplėtimo bakai gali būti pagaminti stačiakampio bako formos su nesandariu dangčiu viršutinėje plokštumoje

Išoriškai tai įprastas metalinis bakas, kurio viršutinė plokštuma turi angą priežiūrai ir skysčio papildymui. Apsaugą nuo užsikimšimo užtikrina nesandarus dangtis. Apatinėje dalyje arba šoninėje plokštumoje yra tvirtinimo mazgai.

Atviros šildymo sistemos taikomos mažaaukščiuose pastatuose, kur šilumnešio tūris ir šildymo komunikacijų ilgis yra palyginti nedideli.

Montavimo reikalavimai yra paprasti:

• išsiplėtimo indas statomas aukščiausioje vietoje, tiekimo linijoje;
• tiekimas prijungiamas prie rezervuaro per vamzdelį;
• skysčio pertekliaus nutekėjimui atliekama perpildymo įpjova virš apskaičiuoto lygio.

Siekiant užtikrinti cirkuliaciją gravitacijos būdu, montuojant rekomenduojama naudoti padidinto skerspjūvio vamzdžius.

Atvira konstrukcija statoma aukščiausiame taške, iš kur skystis nuteka gravitacijos būdu

Paprastai rezervuarą stengiamasi montuoti šildomoje patalpoje, įrengtoje apšiltintoje palėpėje, o jei tai neįmanoma, talpą reikės apšiltinti. Izoliacijos buvimas neleis skysčiui užšalti ir sistemai prarasti darbingumą.

Uždaro tipo išsiplėtimo bakai

Uždarųjų rezervuaro modifikacijų konstrukciniu ypatumu yra visiškas sandarumas, leidžiantis palaikyti cirkuliacijai reikalingą slėgį bet kuriame sistemos taške.

Rezervuaras viduje yra padalintas membrana į oro ir skysčio dalis. Kiekvienas skyrius yra visiškai sandarus – azoto turintis mišinys iš oro skyriaus niekada nesimaišys su šilumnešiu, užpildančiu skysčio skyrių.

Darbo principas uždaro išsiplėtimo rezervuaro yra tas, kad įkaitęs skystis iš sistemos išstumiamas į rezervuaro skysčio dalį ir pradeda spausti iš savo pusės sandarią membraną. Pertvara deformuojasi ir veikia oro dalį, ją suspaudžiant.

Dėl to bako oro kameros tūris sumažėja, o dujos joje susispaudžia. Tokia situacija prisideda prie slėgio sistemoje didėjimo. Kai tik slėgis normalizuojasi, šilumnešis iš skysčio skyriaus išstumiamas atgal.

Jei slėgis staigiai auga, pasiekus kritinį skysčio tūrį bake, suveikia apsauginis vožtuvas. Dėl to iš talpos bus pašalintas perteklinis šilumnešio kiekis.

Uždara konstrukcija yra visiškai hermetiška; jos apatinėje dalyje yra flanšas su priėmimo vamzdžiu, viršutinėje – niplis dujoms pripildyti.

Pagal formą visi uždari plėtimosi bakai, skirti montuoti šildymo sistemoje, skirstomi į šiuos tipus:

1. Rutuliniai – membraninės konstrukcijos tipas su elastine pertvara. Esant skysčiui, ji išsitempia ir priima visą perteklinį tūrį. Pats bakas atrodo kaip rutulio formos kapsulė.
2. Ovaliniai – dar vienas membraninių hidrokompensatorių tipas. Plėtiklio balionas tradiciškai padalytas lanksčia membrana į dujų ir skysčio kameras, tačiau korpuso konfigūracija yra šiek tiek pailgėjusi vertikaliai.

Išoriškai ovaliniai plėtimosi bakai atrodo kaip cilindro formos balionas, nudažytas raudonai. Vienoje pusėje yra niplis slėgiui dujų kameroje sukurti, kitoje – vamzdis, per kurį jungiamasi prie sistemos.

Ant korpuso privirinti tvirtinimo mazgai, užtikrinantys pakabinamą įrenginio montavimą ir galintys atlaikyti jo darbinį svorį. Rutulinė bako modifikacija nuo ovalinės skiriasi tik forma.

Pagal rūšis membraniniai uždari plėstuvai skirstomi į diafragminius ir balioninius variantus

Uždaro tipo sistemose gravitacinė cirkuliacija negali užtikrinti reikiamo slėgio lygio. Todėl į konstrukciją įtraukiamas cirkuliacinis siurblys.

Pats plėstuvas gali būti statomas bet kuriame sistemos taške, tačiau atliekant montavimo darbus patartina atsižvelgti į šias rekomendacijas:

• geriausia vieta montuoti – grįžtamoji linija, prieš siurblio įpjovos tašką;
• šilumnešio padavimą geriau atvesti iš viršaus, tai leis sumažinti oro patekimą ir išlaikys darbingumą membranos pažeidimo atveju;
• pagrindinio tūrio trūkumą galima kompensuoti sumontavus papildomą plėstuvą su mažesne talpa.

Montuojant nedraudžiama atsižvelgti į patalpos interjerą, jei to reikia. Slėgio lygiui šildymo sistemoje kontroliuoti plėstuvas turi būti įrengtas manometru.

Uždaras plėstuvas paprastai statomas prieš katilą, prieš cirkuliacinio siurblio montavimo vietą

Galimybė įrengti netoli katilo pašalina klausimą dėl rezervuaro šiltinimo būtinybės. Įranga yra šiltoje patalpoje, o tai užtikrina naudojimo patogumą.

Kokia konstrukcija geresnė?

Sistemos, priklausomai nuo išplėtimo bako įrenginio ir medžiagos, skiriasi pliusų ir minusų sąrašu. Tačiau, pasak ekspertų ir patyrusių naudotojų, funkcionalumo pranašumai yra uždarų variantų pusėje.

Atviro bako privalumai ir trūkumai

Savaiminio tekėjimo sistema reikalauja didesnio skersmens vamzdžių, o tai savo ruožtu tiesiogiai didina išlaidas. Atviros šildymo sistemos su nesandariu plėstuvu įrengimo biudžetas nežymiai padidėja, nors ir išlieka palyginti nedidelis.

Pagrindiniais tokio varianto privalumais laikomas paprastumas bei maža komponentų ir montavimo darbų kaina. Kita teigiama savybė – nereikalingas slėgio lygio kontroliavimas.

Atviro tipo plėstuvą mažoms sistemoms galima surinkti iš improvizuotų priemonių, nesudėtingas bus ir jo montavimas

Tačiau trūkumų yra gerokai daugiau:

• antifrizo naudojimas yra pavojingas dėl toksiškų garų;
• montavimo galimybės ribojamos tik viršutiniu sistemos tašku;
• nuolatinis kontaktas su atmosfera padidina oro kišenių ir korozijos riziką;
• lėtas įšilimas;
• temperatūrų svyravimai, lydintys konvekcinę cirkuliaciją, pagreitina įrangos nusidėvėjimą;
• naudojamas mažaaukščių pastatų šildymui, daugiausia dviejų aukštų;
• dideli šilumos nuostoliai ir energijos sąnaudos įšilimui.

Dar vienas atviros sistemos trūkumas – nuostoliai dėl garavimo ir persipylimų. Todėl montuojant baką reikia pasirūpinti, kad papildymo anga būtų lengvai pasiekiama.

Uždaro bako privalumai ir trūkumai

Jei pagal kainas ir montavimo darbų paprastumą laimi atviri išsiplėtimo bakai, tai funkcionalumas yra stiprioji uždaro bako pusė, kuris dar vadinamas ekspansomatu. Būtent jie naudojami uždarų šildymo sistemų, neturinčių tiesioginio kontakto su atmosfera, statyboje.

Ekspansomatai turi šiuos privalumus:

• visiškas sandarumas leidžia naudoti antifrizą;
• išsiplėtimo bako vieta neturi įtakos sistemos veikimui;
• bako vidinės erdvės izoliacija sumažina iki minimumo oro kamščių ir korozijos atsiradimo tikimybę;
• paleidus sistema įšyla greičiau, yra jautresnė temperatūros režimų reguliavimui;
• mažesnis skirtumas tarp tiekimo ir grąžinimo linijų eksploatavimo sąlygų, o tai padidina eksploatacinį resursą;
• nereikalauja didelio skersmens vamzdžių montavimo, o tai leidžia sutaupyti statyboje;
• nereikalauja nuolatinio dėmesio skysčio lygiui ir būklei;
• galimybė taikyti sistemose, skirtose keliems aukštams;
• nedideli šilumos nuostoliai, mažinantys išlaidas eksploatuojant įrangą.

Renkantis šio tipo išsiplėtimo bakus gali pasitaikyti hermetiški balionai su neišardoma konstrukcija. Sugedus diafragmai, balioną teks pakeisti nauju.

Norint kontroliuoti darbinį slėgį, ant baliono montuojamas manometras, o pertekliniam orui pašalinti įrengiamas automatinis arba mechaninis oro išleidimo įtaisas.

Iš trūkumų svarbu pažymėti konstrukcijos sudėtingumą, ypatingus reikalavimus medžiagoms, kurie didina įrangos kainą. Prie to galima pridėti būtinybę nuolat kontroliuoti slėgį ir jį atkurti prireikus.

Rezervuaro talpos skaičiavimo taisyklės

Bet kokio tipo plėtimosi bakas bus efektyvus tik teisingai parinkus tūrį. Tam reikia atsižvelgti į skysčio gebėjimą plėstis šildymo metu. Vanduo šildymo kontūruose išsiplečia ne mažiau kaip 3 % nuo bendro vandens sistemos tūrio, o antifrizas – praktiškai 5 %.

Skysčiai priklauso nesuspaudžiamų terpių kategorijai, todėl bakelis turi užtikrinti pakankamą rezervą šiluminiam plėtimuisi su tam tikra atsarga. Jei kontūras visiškai užpildytas šilumnešiu, net ir skaičiuojamos apimties šiluminis plėtimasis gali sukelti skysčio išleidimą per apsauginį vožtuvą ir šilumnešio išsiliejimą ant grindų.

Todėl, kad besiplečiančio šilumnešio tūrio viršijimas nesukeltų avarijų, uždari bakeliai mažiems kontūrams privačiuose namuose įsigyjami taip, kad jų tūris būtų lygus 10 % viso sistemoje cirkuliuojančio šilumnešio tūrio. Ši taisyklė galioja sistemoms, kurių talpa iki 150 l.

Jei šildymo kontūru juda daugiau nei 150 l šilumnešio, uždaro bako talpa apskaičiuojama padauginus bendrą skysčio tūrį iš jo plėtimosi koeficiento esant konkrečioms darbinės temperatūros vertėms sistemoje.

Prie gautos vertės reikia pridėti vandens užtūros dydį, t. y. šilumnešio tūrį, susidariusį bake dėl standartinio statinio skysčio slėgio. Dideliems šildymo kontūrams šis rodiklis paprastai lygus 0,5 % viso šilumnešio tūrio, o mažiems, kurių talpa iki 150 l, jis laikomas 20 %.

Gauta suma dauginama iš pataisos koeficiento, nustatyto pagal išankstinio ir galutinio slėgio vertes šildymo sistemoje. Išankstinis slėgis imamas skaičiuojant, kad 10 m kontūro aukščio atitinka 1 barą. Galutinis slėgis susidaro sistemos veikimo metu.

Uždaro tipo bakelio tūrio skaičiavimas didelėms sudėtingoms šildymo konstrukcijoms atrodo taip:

Skaičiavimuose naudota: Vn – nominalus uždaro bakelio tūris; Ve – šilumnešio tūris šiluminio plėtimosi metu (apskaičiuojamas pagal formulę Vsistemos×n%, kur n yra šilumnešio temperatūrinio plėtimosi koeficientas); Vv – vandens užtūra; po – išankstinis slėgis; pe – galutinio slėgio rodiklis, lygus apsauginio vožtuvo ribinio slėgio vertei atėmus 0,5 bar.

Atviro tipo talpa griežtai nereglamentuojama normatyvais, tačiau yra taisyklė: atviro bakelio tūris iki perpildymo vamzdžio turi sudaryti 3,5 – 4 % nuo bendro šilumnešio tūrio šildymo kontūre.

Tokio įvertinimo pakanka nedideliam sodo nameliui, o štai pastatas nuolatiniam gyvenimui pareikalaus tikslesnio skaičiavimo. Pirmiausia reikės išsiaiškinti bendrą šildymo sistemos tūrį.

Bendros šildymo talpos skaičiavimo variantai

Šį rodiklį galima nustatyti skirtingu tikslumu trimis pagrindiniais būdais. Pirma, remiantis katilo paso duomenimis. Taigi, vienam katilo įrangos galios vienetui reikia maždaug 15 litrų skysčio. Norint gauti reikiamus duomenis, reikės 15 padauginti iš katilo galios, nurodytos techniniame pase.

Antra, tūrį galima išsiaiškinti naudojant vandens skaitiklį pripildant sistemą. Pildant, atsižvelgiama į sunaudoto skysčio kiekį. Tai tikslesnis ir daug pastangų reikalaujantis variantas.

Trečiasis būdas siūlo apskaičiuoti bendrą visų šildymo sistemos elementų tūrį. Tai pats tiksliausias variantas. Katilo šilumokaičio, radiatorių, konvektorių, matavimo prietaisų talpą galima sužinoti pagal paso charakteristikas. Vamzdžių talpai apskaičiuoti naudojami lentelės duomenys.

Lentelėje nurodyti vamzdžių matmenys coliais ir jų tūris litrais 1 metrui, kuris naudojamas bendram tūriui susumuoti.

Lentelėje nurodytas vamzdžių tūris vienam ilgio metrui, pagamintų iš pačių populiariausių ir moderniausių medžiagų. Vidinis skersmuo nurodytas coliais nuo 0,5 iki 1,5 vienetų.

Dar vienas būdas, pretenduojantis į didelį tikslumą, – skaičiavimas pagal formulę:

Vbend = π x D2 x L/4,

kur:

• π – lygu 3,14;
• D – žymi vamzdžių vidinio skersmens parametrus;
• L – nurodo sistemos vamzdyno ilgį.

Gavus reikiamus duomenis, jie sumuojami ir gaunamas bendras sistemos tūris, kuris naudojamas tolesniuose skaičiavimuose.

Privataus namo šildymo projektavimo ir organizavimo pilno skaičiavimų ciklo žingsniai ir formulės pateikti čia. Rekomenduojame susipažinti su naudinga informacija.

Išsiplėtimo bako pasirinkimas pagal lentelę

Turint reikiamus duomenis, optimalų išplėtimo indo variantą galima parinkti pagal tūrių ir apskaičiuoto slėgio lentelę.

Bendras sistemos tūris apskaičiuojamas pagal nurodytą metodiką, slėgio parametrai aktualūs tik uždaroms modifikacijoms ir yra nurodyti įrangos paso duomenyse.

Lentelės duomenys leidžia pasirinkti išplėtimo indo tūrį nuo 4 iki 300 litrų

Šis variantas nereikalauja specialių skaičiavimų, išskyrus bendro sistemos tūrio apskaičiavimą. Lentelės naudojimas labai palengvina ir pagreitina išplėtimo indo su reikiama rezervuaro talpa pasirinkimą.

Formulių naudojimas skaičiavimui

Jei lentelės duomenų nepakanka, reikiamą talpos tūrį galima apskaičiuoti savarankiškai.

Tam naudojama ši formulė:

Vb = Vc x k/D,

kur:

• Vb – žymi ieškomą plėtimosi talpą;
• Vc – bendrą sistemos talpą;
• k – skysčio plėtimosi šildant koeficientą;
• D – plėtimosi talpos efektyvumo koeficientą.

Iš skaičiavimui reikalingų duomenų nežinomi lieka koeficientai k ir D. Pirmasis – lentelės dydis, o antrasis apskaičiuojamas pagal atskirą formulę.

Taip pat egzistuoja ir yra naudojama temperatūrinio plėtimosi lentelė. Ji leidžia nustatyti koeficientą sistemoms su vandeniu arba antifrizu. Ši vertė nėra tiesinė, ji kinta šildant, priklausomai nuo glikolio buvimo ir koncentracijos skystyje.

Naudojant šiuos duomenis galima nustatyti skysčio plėtimosi šildant koeficiento (k) parametrus, reikalingus plėtimosi bako tūrio apskaičiavimui

Vandeniui etilenglikolio koncentracija laikoma «0», antifrizui koncentracija nustatoma pagal gamintojo nurodytus duomenis. Šildymo temperatūra laikoma konkrečios sistemos eksploatacine temperatūra.

Norint savarankiškai apskaičiuoti plėtimosi bako efektyvumo koeficientą, naudojama formulė:

(Qm – Qb) : (Qm + 1),

kur:

• Qm – didžiausias sistemos slėgis pagal apsauginio vožtuvo atsakymo slenkstį, nurodytą pase;
• Qb – išankstinis slėgis plėtimosi talpos oro kameroje pagal techninį pasą.

Jei paskutinis parametras nežinomas, jis išmatuojamas pripūtimo metu arba išleidžiant per bako nippelį.

Kiti skaičiavimo būdai

Be savarankiškų skaičiavimų naudojant formules ir lenteles, yra alternatyvių būdų. Prieinamas skaičiavimo variantas – pagalba internetiniu skaičiuokliu.

Tinklo išteklių, siūlančių internetu apskaičiuoti ieškomą dydį, netrūksta. Juos lengva rasti pagal raktinį užklausą

Dar vienas būdas gauti reikiamus duomenis – kreiptis į profesionalius projektuotojus. Tai maksimaliai patikimas būdas, tačiau gautos informacijos tikslumas kainuos gana brangiai.

Su uždarų ir atvirų plėtimosi talpų montavimo ir prijungimo taisyklėmis supažindins toliau pateiktas straipsnis, skirtas šiems klausimams.

Kaip teisingai pasirinkti išsiplėtimo baką?

Dėl šildymo sistemos tipo rekomenduojama apsispręsti dar planavimo etape. Bako pasirinkimas dažniausiai atidedamas iki pastato dėžės pastatymo, kai sistema yra sumontuota ir žinomas jos tūris.

Renkantis optimalų plėtimosi bako variantą, rekomenduojama:

• orientuotis į uždaro plėtimosi bakelio tūrį, viršijantį šilumnešio temperatūrinio plėtimosi vertę;
• perkant reikia atkreipti dėmesį į prijungimą, bako formą ir tvirtinimo jungčių išdėstymą – tai padės išvengti netikėtumų montavimo metu;
• svarbu atkreipti dėmesį į ant korpuso esančias instrukcijas, kuriose pateikiama naudinga informacija apie montavimą ir techninius parametrus.

Perkant geriau orientuotis į patikrintą gamintoją, net jei jo balionai kainuos brangiau. Tai užtikrins šildymo sistemos ilgaamžiškumą, tačiau tik tinkamai eksploatuojant ir reguliariai prižiūrint.

Prieš prijungiant, membraninio bako dujų skyriuje išankstinis slėgis nustatomas pagal vertę, lygią šildymo kontūre esančio šilumnešio stulpelio statiniam slėgiui. Reguliavimas atliekamas įprastu automobiliniu siurbliu, kontroliuojamas manometru.

Svarbiausia nenupirkti šildymo sistemai skirto boilerio bako – jie visiškai skiriasi savo techninėmis charakteristikomis

Negalima painioti šildymo sistemų plėtiklius ir hidroakumuliatorius, skirtus šalto vandens tiekimo linijoms. Jie skiriasi išvaizda ir konstrukcinėmis savybėmis. Pirmieji dažomi raudonai ir paprastai yra neišardomi, antrieji turi mėlyną spalvą, su nuimamu flanšu membranos remontui.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įrašas padės nustatyti uždaro tipo plėtiklio parametrus, suprasti šildymo ir boilerio sistemų balionų skirtumus:

Veikimo principas ir bako pasirinkimo ypatybės vaizdo įraše:

Privataus namo šildymo sistema gali būti įrengta pagal atvirą arba uždarą schemą, todėl reikia sumontuoti atitinkamos konstrukcijos plėtiklį. Pagrindinis jo veikimo faktorius yra tūris, kurį galima apskaičiuoti savarankiškai arba patikėti profesionalams projektuotojams.

Tinkamai parinkta įranga padės išlaikyti reikiamą skysčio tūrį atviroje sistemoje, o hermetiškame šildyme palaikys darbinį slėgį.

Rašykite, prašau, komentarus žemiau esančiame bloke. Dalinkitės savo patirtimi surenkant šildymo kontūrus su plėtikliu ir naudinga svetainės lankytojams informacija. Užduokite klausimus, skelbkite nuotraukas straipsnio tema.