Для чего нужен расширительный бачок в автомобиле?

В автомобилях присутствует незначительный, на первый взгляд, но неотъемлемый и очень необходимый элемент системы жидкостного охлаждения – это расширительный бачок. Он работает как компенсатор колебаний объёмов охлаждающей жидкости при изменении температурных режимов. В зависимости от сложности конструкции охлаждающей системы, он может быть как обычным резервуаром для лишней жидкости, так и устройством, которое регулирует давление в системе охлаждения.

Назначение расширительного бачка

Охлаждающие жидкости на основе водного раствора пропилен- или этиленгликоля имеют более высокий коэффициент теплового расширения, чем у дистиллированной воды. Если таким охладителем наполнить радиатор «под завязку», то при запуске двигателя жидкость под воздействием высоких температур значительно расширится, образовав излишки. Далее она начнёт выдавливаться наружу из радиатора через предохранительный клапан и попадёт в тот самый такой простой расширительный бачок, который служит резервуаром для накопления излишков антифриза.

Когда двигатель заглушат, и он остынет, объём охлаждающей жидкости в радиаторе снова нормализуется, и в охладительной системе возникнет разрежение. Клапан радиаторной крышки сработает и засосёт воздух, таким образом, высока вероятность появления воздушных тромбов в «охлаждающих «рубашках». Это повлечёт за собой более глобальные нарушения процесса теплообмена и перегрев силового агрегата. Вот поэтому и возникла потребность в установке дополнительной ёмкости для излишней жидкости, которая бы не давала поступать воздуху в радиатор, заполняя свободное пространство антифризом. Таким элементом и стал расширительный бачок.

На сегодняшний день имеют место для существования такие системы, в которых клапан, схожий с перепускным на радиаторной крышке, присутствует на крышке расширительного бачка. Его назначение – выпускать лишний пар и даже перегретый тосол. В данном случае на расширительный бачок возлагается функция своеобразной верхней части радиатора, что даёт ему полное право считаться важным элементом системы охлаждения.

Расположение расширительного бачка

Располагается данное устройство близко к радиатору и крепится прямо к автомобильному кузову.

Расширительный бачок на половину своего размера выступает над радиатором. Это необходимо для того, чтобы имел место быть эффект сообщающихся сосудов. Они соединяются между собой с помощью шланга. Он с одной стороны крепится к нижней части расширительного бачка, с другой – к заливной горловине радиатора.

Благодаря такому конструктивному решению излишки разогретой охлаждающей жидкости попадают в расширительный бачок, а при остывании мотора происходит компенсация объёма охлаждающей жидкости в системе из содержимого расширительного бачка. При таком процессе в радиатор не может попадать и скапливаться воздух.

Конструкция расширительного бачка

По своей конструкции данный элемент предельно прост. Он имеет вид пластиковой ёмкости, в которую вмонтирован специальный датчик, который реагирует на изменение нормального уровня охлаждающей жидкости. Бачок герметично закрыт крышкой с клапаном, регулирующим давление, который срабатывает при излишнем давлении в системе выше номинального.

Корпус

Расширительные бачки по большей части изготавливаются из полупрозрачного пластика. На боковой стенке имеется специальная шкала, при помощи которой можно следить за уровнем охлаждающей жидкости в системе. Нижняя метка показывает, сколько необходимо иметь ОЖ по минимуму. Максимальный уровень охлаждающей жидкости при остывшем двигателе не должен превышать трёх сантиметров над верхней отметкой шкалы, нанесённой на боковину расширительного бачка.

Крышка расширительного бачка

Крышка расширительного бачка системы охлаждения силового агрегата содержит в себе всего три элемента: резиновое крепление, пружинное кольцо и верхушку. Последний элемент является единственным блоком впускного воздушного и выпускного парового клапанов.

Когда двигатель начинает нагреваться, давление ОЖ в системе охлаждения, а также и в расширительном бачке, соответственно, постепенно начинает расти.

Когда давление достигает максимум 120 кПа, происходит открывание выпускного клапана. Если давление падает ниже 83,4 кПа, происходит его закрытие. Если давление в системе вырастает чрезмерно сильно, это может стать причиной повреждения шлангов и даже самого радиатора. Выпускной клапан пробки расширительного бачка предотвращает повышение давления в системе охлаждения до критической отметки.

Когда зажигание отключается и двигатель остывает, давление в системе начинает снижаться, и происходит её разрежение. Когда давление в системе падает ниже 3 кПа, открывается впускной клапан расширительного бачка, и в него попадает воздух. Давление начинает понемногу нормализовываться благодаря компенсации объёма ОЖ из содержимого бачка.

Возможные неисправности

Учитывая простейшую конструкцию расширительного бачка, даже не может прийти в голову, что в нём имеется нечто, что может поломаться. Это же просто контейнер с резиновой крышкой, но вот как раз она и является не простым элементом. Это пропускной клапан давления, как мы уже говорили ранее. Именно от её корректной работы и зависит нормальное функционирование системы охлаждения мотора. Также наиболее распространёнными поломками по справедливости можно считать протекание и разрыв РБ.

Разрыв расширительного бачка

При разрыве расширительного бачка значительно снижается объём ОЖ, который необходим для нормального функционирования системы охлаждения двигателя, а это приводит к неизбежному выходу её из строя. Если РБ лопнул, продолжать движение категорически запрещено. Лопнувший расширительный бачок нужно сразу же заменить и залить номинальный объём охлаждающей жидкости. Доливать ОЖ категорически запрещается, так как это может привести к повреждению ГБЦ. Это значительная поломка и она серьёзно повлияет на эксплуатацию вашего автомобиля.

Течь расширительного бачка

Он начинает подтекать из-за нарушения целостности корпуса в результате какого-либо механического повреждения, дефекта соединительного шланга или сломанной либо просто неплотно прилегающей крышки.

Поломка клапанов крышки расширительного бачка

Если крышка расширительного бачка износилась, её разъело или распались клапаны, происходит разгерметизация системы охлаждения двигателя. В результате этого она наполняется излишним воздухом, который повышает давление и выводит из строя элементы системы. Это, конечно же, ведёт к неизбежному перегреву силового агрегата. Также лишний воздух провоцирует «тромбообразование» системы охлаждения, в результате чего перестаёт работать печка.

Если клапаны крышки засоряются, тогда их функции также нарушаются. Опять же лишний воздух не выходит из системы, она разгерметизируется, повреждаются патрубки, а двигатель повреждается. Если крышка засорена несильно, но клапаны не успевают своевременно втягивать воздух и выпускать его, то это пагубно отражается на радиаторе, он начинает течь. Также ломаются термостат и помпа.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

зачем нужен, место установки, расчёт объема

Расширительный бак — важное звено отопительной системы. В данной статье мы расскажем о предназначении этого устройства, принципе его работы и способе подключения, а также рассмотрим ключевые критерии выбора мембранного бака для частного дома.

Расширительные баки разных объемов

Предназначение и принцип работы

В процессе функционирования системы отопления наблюдаются частые изменения температуры теплоносителя: она то скачет вверх, то, наоборот, уменьшается. При этом изменяется и объем жидкости. Когда жидкость нагревается, показатели давления в сети увеличиваются, подобное явление может спровоцировать образование гидроударов и разрушение отопительного прибора.

Во избежание таких неприятных ситуаций, излишнее количество теплоносителя вытесняется в расширительный бак. Нужно установить предохранительный клапан безопасности, через который будет уходить лишнее количество воды.

Больше информации о предохранительном клапане в системе отопления можно найти тут

Для того, чтобы кислород не растворялся в воде и на стенках трубопровода не образовывались коррозийные процессы, вода в бачке отделяется от воздуха посредством эластичной мембраны.

Принцип функционирования расширительного бака базируется на том, что когда показатели температуры теплоносителя увеличиваются на 10°С, его объем возрастает на 0,3-0,4 %. Поскольку жидкость не сжигается, образуется избыток давления, который направляется именно в расширительный бак.

Виды расширительных баков

Для разных систем отопления применяются различные виды расширительных баков, которые отличаются между собой формой, габаритами и расчетом. Однако, главный критерий, на основе которого выделяются типы расширительных баков — тип отопительной системы.

Виды мембранных расширительных баков

В закрытой системе отопления движение теплоносителя происходит благодаря циркуляционному насосу. Он не образует вспомогательного давления, а просто направляет воду по трубам. В подобной отопительной системе монтируется расширительный бак для отопления закрытого типа. Внешне он напоминает герметичную емкость, которая поделена на две части. Между ними расположена эластичная мембрана. В одном участке помещен воздух, другой предназначен для излишнего теплоносителя.

Из-за того, что в баке закрытого типа присутствует мембрана, его часто называют мембранным.

В открытой системе отопления циркуляционный насос отсутствует, поэтому здесь в качестве расширительного бака может выступать абсолютно любая емкость, к которой подведены трубы отопления.

Самый обычный вариант такого бака — это металлическая емкость, устанавливаемая на чердаке. Однако, у подобного варианта выделяется значительный изъян. Из-за того, что бак негерметичный, теплоноситель испаряется. Поэтому за ним постоянно нужно следить и в случае необходимости доливать. Вы можете осуществлять это собственноручно, но это не совсем удобно, потому что можно забыть пополнить запасы воды, что чревато поломкой системы.

Поэтому рекомендуется использовать автоматизированный контроль уровня воды.

Выбор мембранного бака

Чтобы подобрать наиболее оптимальный расширительный бак для системы отопления в вашем доме, следует учесть несколько рекомендаций, которые дают специалисты.

Если в вашем жилище смонтирована схема с естественной циркуляцией, то наиболее оптимальным вариантом станет — расширительный бак открытого типа. Открытую емкость можно как приобрести, так и изготовить собственноручно. Главное, произвести правильные вычисления объема бака.

Расширительный (мембранный) бак на отопление 24 л

Вопрос с выбором мембранного расширительного бака немного сложнее. Выбирая емкость, главное не спутать бачок для отопления с гидроаккумулятором для водоснабжения. Внешних различий у этих емкостей практически нет, поэтому будьте внимательны и обязательно читайте надписи на шильдике. На отопительном баке будет указана рабочая температура до 120°С и давление до 3 Бар. На гидроаккумуляторе температура до 70°С и давление до 10 Бар.

Помимо вышеописанного, выбирая расширительный бак для системы отопления, следует обратить внимание на такую составляющую, как возможность заменить “грушу” в случае ее поломки. Габариты устройства выбираются только после предварительного расчета бака закрытого типа.

Расчет объема

Для того, чтоб ответить, какой объем расширительного бака нужен для отопления, следует прибегнуть к расчету. Для этого нужно высчитать 10 % от объема теплоносителя в системе. Эти данные обычно рассчитываются на этапе разработки проекта.

Если они отсутствуют, то значение объема можно получить следующим образом: необходимо слить теплоноситель, а затем заполнить бак новым, при этом произвести его замеры (пустить через счетчик). Другой вариант — можно просто высчитать объем труб в системе и приплюсовать объем радиаторов, полученный результат и будет объем системы отопления. И уже от этой цифры рассчитать 10 %.

Еще один способ вычисления объема расширительного бака для отопления — воспользоваться формулой.

Вам понадобятся данные:

• объем системы — С;
• максимальное рабочее давление системы — Pмакс;
• начальное давление, с которого система начинает функционировать (этот показатель указан в паспорте) — Pмин;
• коэффициент расширения теплоносителя (для воды 0,4, для антифризов показатель указывается на этикетке, чаще всего в пределах 01,-0,13) — Е.

Зная все вышеописанные показатели, можно произвести расчет объема расширительного бака по формуле:

V= E*C* (Pмакс + 1) / (Pмакс + Pмин)

Объём расширительного бака

Расчеты не сложные, но если вы имеете дело с системой отопления открытого типа, вы и без этих значений можете подобрать расширительный бак, поскольку объем подобных емкостей практически не влияет на стоимость.

А вот расчет объема расширительного бака для закрытых отопительных системы лучше произвести, т.к. цена напрямую зависит ото объема.

Выбирайте бак с запасом объема, т.к. из-за недостаточного количества, система может быстро износиться или вовсе перестать функционировать.

Монтаж

Процесс установки расширительного бака в системе отопления находится в непосредственной зависимости от того, открытый или закрытый тип отопительной системы.

Открытая система

По большому счету открытое отопление — это один большой сосуд, в котором осуществляются конвекционные потоки.

Монтаж расширительного бака должен выполнять следующие функции:

• он должен быстро направлять нагретый теплоноситель вверх;
• должен обеспечивать свободную циркуляцию воздуха.

Исходя из вышеизложенных требований к расширительному баку, его размещение должно быть выполнено вверху конструкции. Обычно в частных домах, в качестве места расположения для подобных емкостей выбирают чердак либо разгонный коллектор (в однотрубной системе).

Стоит отметить и основные особенности самого бака, применяемого в системе отопления открытого типа:

• не предполагает наличие запорной арматуры;
• нет необходимости в наличии резиновой мембраны и крышки.

В качестве расширительного бака используется обычная емкость, в которую в случае необходимости можно долить воду (например, когда она испарилась).

Закрытая система

В случае, если в вашем доме система отопления закрытая, то установка расширительного бака характеризуется рядом особенностей:

1. Наиболее подходящим местом для подключения устройства считается тот участок, где нет завихрений, течение теплоносителя ближе всего к ламинарному. Поэтому лучше всего монтировать бак перед циркуляционным насосом.
2. Особое внимание стоит уделить размещению бачка в пространстве. Наиболее оптимальный вариант — когда жидкость попадает в емкость сверху. Это позволит полностью освободить от воздуха отсек с жидкостью.
3. Объем бака должен быть равен 1/10 части и более от объема всей жидкости в системе.

Обратите внимание! Часто в комплект отопительного котла входит расширительный бак и циркуляционный насос. Поэтому прежде чем приобретать эти устройства, убедитесь в том, что они вам необходимы. Иначе вы попросту потратите деньги впустую.

На примере рассмотрим, как осуществляется установка мембранной емкости.

1. Если вы подключаете расширительную емкость к функционирующей в данный момент системе отопления, то прежде всего нужно отключить оборудование и слить воду с батарей. Для того, чтобы вода стекала быстрее, рекомендуется открыть краны Маевского.
2. В случае использования пластиковых батарей, то монтаж должен производиться через разъемный элемент, именуемый «американкой». Первая часть этой детали прикручивается непосредственно к бачку, а другую нужно припаять к трубе. После чего обе части надо соединить между собой.
3. На следующем этапе разрезается труба отопления и монтируется тройник. Именно к нему подсоединяется труба от бака.
4. Далее осуществляется промывка и демонтаж фильтра грубой очистки.
5. После того как все необходимые элементы установлены, надо открыть краны и заполнить батареи водой. Уровень давления должен подняться до 1,2-1,3 кПа.
6. На заключительном этапе стравливается воздух и закрываются краны Маевского.

Перед расширительным баком установите кран. Благодаря этой детали вы сможете ремонтировать устройство, при этом не нужно будет спускать воду с радиаторов.

Обслуживание расширительного бака

Для того, чтобы расширительный функционировал максимально долго, без сбоев и неполадок, нужно соблюдать требования, выдвигаемые к обслуживанию устройства:

• осуществляйте проверку бака на на случай образования возможных повреждений — подтеки, ржавления и т.д.;
• раз в несколько месяцев нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю;
• следите за целостностью мембраны. Если обнаружите какие-либо нарушения, то сразу замените ее;
• если вы не эксплуатируете бак на протяжении длительного времени, то слейте из него воду и храните устройство в сухом месте.

Для того, чтобы осуществить проверку расширительного бака отопления, первым делом отключите его от системы отопления, затем опустошите его и к ниппелю газовой плоскости подсоедините манометр. Если показатели давления ниже того, что было установлено в процессе установки расширительного бака, то через этот же ниппель надо накачать бак компрессором.

Мембрана — важный элемент, поэтому ее проверкой не стоит пренебрегать. Если во время проверки давления газового пространства, после того как вы слили воду, через дренажный кран продолжает поступать воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного, то вывод очевиден -мембрана пробита.

Для осуществления замены этой детали, в первую очередь, нужно отсоединить бак от системы отопления, а затем дренировать его. На следующем этапе надо сбросить давление газовой полости через ниппель и демонтировать фланец мембраны и достать саму мембрану. После этого, проверьте внутреннюю часть корпуса на наличие загрязнений и коррозийных процессов. В случае обнаружения — промойте корпус водой и высушите.

Подводя итог, можно прийти к выводу, что расширительный бак является неотъемлемым звеном отопительной системы. Для того, чтобы устройство максимально эффективно функционировало, не стоит пренебрегать правилами установки и эксплуатации.

Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

Наличие такого устройства как расширительный бак требуется для компенсации расширения теплоносителя при нагревании, выравнивания давления и недопущения образования воздушных пробок и гидроударов в отопительной системе.

Бывают расширительные баки двух типов – открытого и закрытого. Первый представляет собой открытую ёмкость с возможностью долива теплоносителя. Можно сказать, что бак такого типа – это изжитки прошлого века, потому как неудобство монтажа, необходимость постоянного контроля жидкости и непрерывного пополнения резервуара отнюдь не добавляют комфорта при пользовании таким устройством. Закрытый бак, или попросту «мембранник», называемый так за наличие мембраны, – это герметичная ёмкость, устанавливаемая в системах, где циркуляция теплоносителя обеспечивается насосом.

Как определить, какой объём нужен для расширительного бака

Существует несколько способов определить объём, необходимый расширительному устройству. Для расчёта, как правило, пользуются формулой:

VL – суммарная ёмкость отопительной системы (котла, труб, водонагревателя, радиаторов и пр.). Вычислить значение полной ёмкости – достаточно сложная задача, поэтому для упрощения используют соотношение: на 1 кВт требуется 15 л. К примеру, при мощности котла в 20 кВт примерную ёмкость считают следующим образом: V = 20 х 15 = 300 л. Использование этого соотношения является приблизительным и расчёт с его применением больше подходит для предварительного ориентирования в ценовой категории оборудования.

Е – коэффициент, определяющий расширение жидкости-теплоносителя, %. Зависит от типа теплоносителя и рабочей температуры. Для систем отопления, теплоносителем в которых является водогликолевая смесь, коэффициент расширения определяют исходя из нижеприведённой таблицы. Например, если теплоноситель – вода с температурой нагрева до 95°C, коэффициент считают равным примерно 4%.

Коэффициент увеличения объёма жидкости в зависимости от температуры:

D – эффективность мембранного бака, для вычисления которой пользуются следующей формулой:

РV – это максимальное давление системы, для частного дома это значение обычно равно 2,5 бар.

PS – давление зарядки расширительного бачка (0,5 бар = 5 метров), которое, как правило, равняется статическому давлению системы.

После проведения расчёта между меньшим и большим значениями лучше выбрать больший объём расширительного бака. Для упрощения процесса можно прибегнуть к помощи он-лайн калькуляторов. Принцип их работы основан на приведённых выше формулах, достаточно только задать значения величин – программа посчитает всё сама. Ну и конечно, самый верный (но и дорогостоящий) способ – это прибегнуть к помощи профессионалов, которые для максимально точного расчёта используют специальные программы, учитывающие все факторы вплоть до самых второстепенных. Если не учесть параметры, которые могут влиять на работу отопления, работа системы может стать нестабильной и неэкономичной.

зачем бак, его назначение, функции, ставить ли

Расширительный бак — обязательный компонент автономной отопительной сети, обеспечивающий её безопасную и бесперебойную работу.

Устройство стабилизирует давление в контуре, принимая излишки теплоносителя.

Оно защищает теплосеть от разрывов и преждевременного износа.

Назначение расширительного бачка в системе отопления

Объём жидких веществ увеличивается при нагревании. Поскольку вода несжимаемая жидкость, то даже незначительный нагрев приводит к нарастанию давления в герметичной системе отопления.

Чтобы компенсировать избыток теплоносителя в сети теплоснабжения монтируют расширительные баки. Они выполняют следующие функции:

• удаление излишков воды при нагреве;
• возврат жидкости в контур при охлаждении;
• поддержание стабильного давления в сети отопления при помощи регулировки объёма теплоносителя;
• защита всех элементов системы отопления от гидравлических ударов;
• накопление и вывод паров воздуха, появляющихся при нагревании водного теплоносителя.

Справка! Вода содержит растворённые газы, которые при подогреве принимают вид пузырьков, попадают в закрытый отопительный контур, вызывая образование воздушных пробок.

Для чего нужен

Объём килограмма воды при 20°C — 1,002 дм³ (л), при нагреве до 90°C он увеличивается на 3,4% и достигает 1,036 л.

При циркуляции 200 л жидкости разница может составлять 6,8 литров. Для замкнутой сети отопления, это немалое количество и распределить по трубам его не получится.

Для решения проблемы устанавливают расширительный бак — специальный резервуар, подключённый одним выходом к системе.

Во время нагрева давление внутри контура компенсируется объёмом бачка: в него направляется избыточная вода, а при остывании устремляется обратно в систему.

Виды баков

Компенсационные бачки для сетей отопления отличаются по форме, конструкции, внутреннему размеру.

Оборудование открытого типа

Представляют собой ёмкость прямоугольной или цилиндрической формы с открытым верхом, куда при необходимости всегда можно долить воду. Чаще всего такие бачки изготавливают из листовой стали и теплоизолируют. Их устанавливают на самом верхнем уровне теплосетей с естественной циркуляцией.

В конструкцию входят следующие элементы:

• ёмкость различного размера;
• входная труба для подвода теплоносителя;
• выходной патрубок для возврата воды;
• контрольная труба, препятствующая переливу.

Главные минусы открытых расширительных баков — большие размеры, склонность к коррозии, необходимость долива воды и постоянного контроля.

Аппарат закрытого типа и его функции

Подходит для сетей отопления, где движение теплоносителя обеспечивается насосами. Внешне выглядит как закрытая овальная или шарообразная ёмкость с патрубком для соединения с теплосетью и ниппелем с обратной стороны. Внутри бачка установлена мембрана, разделяющая полость на две камеры: одна наполнена газом (воздухом или азотом), другая предназначена для жидкости.

При отсутствии нагрева контура бак пустой, при повышении температуры избыточный теплоноситель направляется в ёмкость, нагнетая давление в другой камере. Когда этот параметр достигнет предельного уровня, срабатывает клапан и лишний газ сбрасывается. При остывании жидкость сжимается и выталкивается назад в контур. Все процессы происходят автоматически.

Фото 1. Расширительный бачок закрытого типа, объем 50 л, сталь, без сменной мембраны, производитель — «Stout».

Закрытые устройства выпускаются в двух конструктивных исполнениях.

Вам также будет интересно:

С фланцевой сменной мембраной

Основные особенности расширительных приспособлений этого вида:

• Вода не контактирует со стенками устройства, оставаясь внутри полости мембраны — устраняется риск возникновения коррозии и загрязнения теплоносителя.
• Возможность замены эластичной камеры через фланец, зафиксированный на болтах.
• Имеют большие показатели предельного давления, чем модели с несменной диафрагмой.
• Горизонтальное и вертикальное исполнение — удобно размещать в котельных разной конфигурации.

Со стационарной мембраной

Внутреннее пространство разделено надвое эластичной бутиловой диафрагмой, которая жёстко прикреплена к стенкам камеры.

Изначально всю полость занимает газ, поэтому мембрана прижата к стенкам. Во время нагревания жидкость поступает в бачок, газ сжимается, давление повышается.

Вода контактирует непосредственно с внутренней поверхностью, за счёт чего возникает риск коррозии. Чтобы предупредить разрушение металла, изнутри на стенки бака наносится влагостойкое покрытие.

Основные достоинства устройств с несменной мембраной — доступная цена и разнообразие вариантов исполнения.

Внимание! Главный минус — при выходе из строя диафрагмы бак придётся менять на новый.

Закрытое расширительное оборудование разрешено устанавливать вблизи от отопительного котла — со стороны входного патрубка насоса.

Как рассчитать объём бачка

Есть два способа расчёта. Первый — простейший, даёт ориентировочные значения. Рассчитывается суммарный объём циркулирующего теплоносителя, затем находится 10% от этого числа. Полученный показатель будет соответствовать объёму расширительного бака.

Второй способ — точный, но для расчета понадобятся следующие данные:

• P_max и P₀ — возможное в системе предельное и минимальное настроечное давление, нужное для работы теплосети.
• C — объём теплоносителя (общий).
• E — показатель расширения теплонесущей жидкости, для воды берут коэффициент 0,04, для антифризов — подбирают по таблице.

Показатели подставляют в формулу:

V= (E×C ×(Pmax+1))/(Pmax+P0)

Полученное значение желательно округлять в бо́льшую сторону, поскольку при недостатке объёма излишки через аварийный клапан будут удаляться в канализацию.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как устроен расширительный бак и как правильно его подобрать.

Зачем нужны предохранительные клапаны

При минимально допустимом объёме расширительного бака отопительный насос будет включаться чаще, вероятность перепадов давления теплосети возрастёт. Регулируемые предохранительные клапаны повысят безопасность системы.

Обращайте внимание на эксплуатационные качества мембраны: долговечность и гигиеничность материала, стойкость к диффузии. А также учитывайте заявленный производителем срок эксплуатации и охват рабочих температур.

для чего нужен, принцип работы, где находится и что в него заливают » АвтоНоватор

Система охлаждения современного автомобиля включает в себя несколько элементов, без которых её нормальное функционирование невозможно. К таковым относится и расширительный бачок, устанавливаемый в разных местах подкапотного пространства в зависимости от марки авто. Незамысловатый пластиковый резервуар с пробкой играет важную роль в работе охлаждающего контура двигателя и требует периодического контроля со стороны владельца машины.

Назначение расширительной ёмкости

В системах охлаждения различных автомобилей содержится от 5 до 20 и более литров незамерзающей жидкости — антифриза (тосола). В процессе эксплуатации двигатель, а вместе с ним и антифриз разогревается от низкой температуры зимой до высокой в летний период.

Перепад температур может достигать 100 °С и более. Например, при эксплуатации машины в северных регионах, где прогрев мотора начинается от минус 20 °С и заканчивается рабочей температурой 90 °С, эта разница составит 110 °С.

Во время работы двигателя в расширительном баке возникает давление около 1 Бар

Поскольку любая жидкость расширяется в объёме при нагревании, в охладительном контуре авто образуется излишек, который нужно куда-то направить. Антифриз является средой несжимаемой, поэтому при расширении он создаст в системе высокое давление, способное разорвать патрубки и соты радиаторов. И наоборот, при охлаждении жидкость уменьшится в объёме и создаст разрежение (вакуум), воздействующий с такой же силой.

Чтобы обеспечить нормальную работу системы охлаждения силового агрегата и избежать скачков давления, в неё интегрирован расширительный бачок. Его функции следующие:

• воспринимать дополнительный объём антифриза, расширяющегося при нагреве;
• сбрасывать излишки давления через пробку со встроенным предохранительным клапаном;
• отдавать жидкость обратно в систему при остывании мотора, препятствуя возникновению воздушных пробок.

На грузовиках применяются расширительные баки больших размеров

Антифриз, являющийся смесью дистиллированной воды с этиленгликолем (иногда — пропиленгликолем), при нагревании от нуля до 100 °С прибавляет в объёме порядка 5%. В контуре, рассчитанном на 10 л тосола, после полного прогрева образуется целых 500 мл, которые уходят в расширительный бачок.

Видео: зачем нужен расширительный бачок

Конструкция и принцип действия

Современные расширительные ёмкости для автомобилей представляют собой резервуар, изготовленный из прочной толстостенной пластмассы с заливной горловиной и штуцерами для подключения к элементам охлаждающей системы. Форма резервуара не имеет значения в функциональном плане, так что производители подгоняют её под место установки резервуара.

Форма бачка зависит от места его установки и может быть разной — круглой, прямоугольной или плоской

Вместительность сосуда для расширяющегося тосола рассчитывается для каждой модели авто и зависит от полного объёма жидкости в патрубках и агрегатах. Причём в холодном состоянии бачок заполняется антифризом только наполовину, остальное пространство занимает воздух, способный сжиматься под давлением. Горловина резервуара закрыта пробкой со встроенным воздушным клапаном. Принцип работы ёмкости следующий:

1. При «холодном» моторе бачок наполовину пуст — уровень антифриза находится между минимальной и максимальной отметкой на корпусе.
2. После запуска двигателя тосол начинает расширяться и его уровень в сосуде повышается, а воздушная прослойка сжимается. Клапан крышки остаётся герметичным.
3. При достижении жидкостью рабочей температуры 90—95 °С и максимального увеличения в объёме давление в баке достигает порога срабатывания воздушного клапана (1—1,2 Бар или 120 кПа). Он открывается и сбрасывает воздух в атмосферу.
4. В процессе остывания мотора наблюдается обратная картина — клапан пропускает воздух в обратную сторону до тех пор, пока количество антифриза не перестанет уменьшаться. Это предотвращает появление воздушных пробок в шлангах и радиаторах.

Устройство ёмкости довольно простое — корпус бачка закрыт пробкой со встроенным клапаном

В аварийной ситуации, когда тосол или вода по разным причинам начинает кипеть, предохранительный клапан сбрасывает не только воздух, но и пар.

Встроенный датчик подаёт сигнал о недостаточном уровне жидкости на панель приборов

В некоторых моделях автомобилей, например, ВАЗ 2110—2115 ёмкость оснащена второй горловиной, куда вкручивается датчик уровня охлаждающей жидкости. Если в силу поломки либо протечки какого-то узла антифриз начнёт вытекать наружу и его уровень в ёмкости упадёт до минимума, датчик сработает и предупредит водителя сигналом соответствующей лампочки на панели приборов.

Существуют автомобили (как отечественного производства, так и импортного), в которых расширительный бачок закрывается простой пробкой, не оснащённой клапаном и сообщающейся с атмосферой. В подобных системах функцию сброса давления и обратного впуска воздуха выполняет крышка основного радиатора, а резервуар только компенсирует расширение жидкости.

Крышка радиатора снабжается перепускным клапаном, направляющим излишек тосола в расширительный бак

Место бачка в охладительной системе

Ёмкость для компенсации расширяющегося антифриза может устанавливаться в разных местах, расположение зависит от марки автомобиля. Резервуар крепится к деталям кузова — лонжеронам и салонной перегородке с помощью резинового хомута либо специального кронштейна. Как правило, бачок ставится с той стороны, где находится верхний патрубок радиатора для его подключения.

Обычно ёмкость устанавливается ближе к патрубку радиатора

Существуют ёмкости на 2 и 3 штуцера. Последние присоединяются тремя шлангами к следующим агрегатам:

1. Толстый патрубок, подключённый к нижнему штуцеру сосуда, соединяет его с основной магистралью контура охлаждения — малым кругом циркуляции жидкости, который всегда открыт. Увеличивающийся в объёме тосол поступает в бак именно по этому шлангу.
2. Тонкая трубка, идущая от радиатора к верхнему штуцеру. Предназначена для сброса жидкости и пара из радиатора напрямую.
3. Второй тонкий патрубок, подсоединённый к среднему штуцеру, идёт от радиатора салонного отопителя. Его задача такая же — отвод излишков антифриза и пара в ёмкость.

В резервуар на 3 штуцера поступают излишки антифриза из трёх агрегатов

Бачки, оснащённые двумя штуцерами, присоединяются к малому контуру циркуляции и основному радиатору охлаждения, подключение к печке отсутствует.

Расширительный резервуар является самой высокой точкой системы охлаждения мотора. Это сделано для того, чтобы жидкость из бачка могла перетечь в контур по закону сообщающихся сосудов. Когда уровень антифриза в ёмкости находится на 3—4 см выше риски Min на корпусе, все патрубки и агрегаты заполнены тосолом. В том числе самый высокий из них — контур охлаждения дроссельной заслонки.

Остатки воздуха из системы удаляются через патрубки подогрева дросселя

При заливке жидкости в водяную рубашку силового агрегата через расширительный бачок рекомендуется снимать патрубок охлаждения дросселя. Это позволяет вытолкнуть из магистралей и радиатора печки воздушные пробки.

Жидкости для заливки в бак

Нынешние автомобили, строящиеся с широким применением новых технологий, весьма требовательны ко всем технологическим жидкостям, в том числе и охлаждающей. Перечень требований такой:

• жидкость должна закипать при температуре не ниже 110 °С;
• порог замерзания — от минус 20 до —60 °С в зависимости от условий окружающей среды;
• отсутствие пенообразования при контакте с крыльчаткой насоса, минимальная вязкость;
• в составе жидкости должны быть неагрессивные присадки, препятствующие появлению накипи на металлических частях;
• химический состав не должен меняться в течение 3 лет или 60 тыс. км пробега.

Тосол — чисто отечественный продукт, синтезированный во времена СССР

Всем перечисленным требованиям соответствует антифриз или тосол, что суть одно и то же. Название антифриз пошло от английского слова antifreeze, что в переводе означает «незамерзающая». Тосол — вещество, созданное на той же основе из этиленгликоля в бывшем СССР. Слово состоит из аббревиатуры ТОС (технология органического синтеза) и окончания «ол», присущего названиям химических препаратов.

Основа антифриза и тосола одинакова — вода + этиленгликоль в различных соотношениях. Отличия изделий от разных производителей может заключаться в пакете ингибирующих присадок, поэтому путать жидкости нежелательно. Фатальных последствий не наступит, но одни вещества могут нейтрализовать действие других и свойства «незамерзайки» ухудшатся. При этом цвет жидкости не играет роли — это всего лишь краситель.

Для заливки в бачок можно использовать дистиллированную воду в следующих ситуациях:

• для разбавки концентрата антифриза до нужной температуры замерзания;
• при аварийной ситуации — полной либо частичной потере охлаждающей жидкости в пути;
• с целью промывки.

Окраска антифриза не влияет на его свойства, важен пакет присадок

Дистиллированная (обессоленная) вода не отвечает указанным выше требованиям: она замерзает при нулевой температуре и кипит при 100 °С. Поэтому она заливается временно либо в качестве растворителя для антифриза.

Воду из-под крана, насыщенную солями, заливать в расширительный бачок недопустимо. Исключение — поломка и потеря тосола в пути и отсутствие поблизости автомагазина. Устраните течь, заполните охлаждающую систему водопроводной водой и доберитесь до гаража или СТО, после чего её немедленно слейте. Иначе на внутренних стенках водяной рубашки двигателя и других агрегатов образуются отложения, ухудшающие теплообмен.

Видео: жидкости для заливки в контур охлаждения автомобиля

О неисправностях и ремонте ёмкости

Во время эксплуатации машины могут возникнуть следующие поломки расширительного бачка;

• загрязнение или выход из строя перепускного клапана пробки;
• разрыв корпуса бачка;

  Стенка бачка разрывается при слишком высоком давлении изнутри

• подтекание тосола из-под крышки.

  Неплотность крышки характеризуется появлением разноцветных потёков на корпусе

Большинство автолюбителей при поломке клапана или корпуса попросту меняют деталь на новую. Это оправдано отсутствием времени на ремонт и дешевизной данных запчастей. Хотя при желании лопнувший пластик резервуара можно запаять, а крышку — разобрать и прочистить.

Потёки из-под пробки возникают при неплотном прилегании либо из-за конструктивных особенностей ёмкости. К примеру, на автомобилях ВАЗ 2110 струя из верхнего малого штуцера, подключённого к радиатору, бьёт прямо в горловину, отчего возникает протечка. Способ устранения — установка более совершенного бачка от «Приоры».

Видео: ремонт корпуса бачка

Расширительный бачок автомобиля считается одной из самых надёжных деталей. Нередко они служат весь срок эксплуатации машины, особенно на иномарках. Чтобы не пришлось менять ёмкость раньше времени, рекомендуется периодически проверять состояние клапана в крышке. Если он в порядке, то и пластик сосуда не лопнет от высокого давления.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Расширительный бак отопления. Принцип работы. Давление мембранного бака.

Главная \ Полезное \ Мембранный бак « Назад 28.10.2014 06:58

Расширительный бак (гидроаккумулятор) предназначен для компенсации увеличении объема воды при нагреве в системе отопления. Нагреваясь, вода увеличивается в объеме, а «излишек» воды уходит в расширительный бачок, тем самым не допуская срабатывания сбросного клапана, который обычно рассчитан на давление 3 бара. При остывании и уменьшении объема воды в системе, мембрана расширительного бака выталкивает воду обратно, не допуская критического падения давления в системе отопления при котором не включится котел.

Настенные котлы производители, как правило, комплектуют расширительными баками от 6 до 8 литров (зависит от модели) – на отопление, и от 2 до 3 литров – на санитарную воду (если есть встроенный бойлер). Баки объемом 6-8 литров рассчитаны на систему отопления вместимостью от 100 до 140 литров. Поэтому, если ваша система вмещает больше теплоносителя, необходимо устанавливать дополнительный расширительный бак.

 

Каковы же признаки неисправности или недостаточного/избыточного давления расширительного бака?

1. Во время работы котла давление «скачет». То есть, при включении отопления, давление растет. При переключении котла на режим производства ГВС, начинает падать. При выключении и охлаждении котла давление падает меньше 1 или даже до 0 (бак совсем пустой)
2. Вы подпитываете систему отопления регулярно, видимых утечек нет (часто бывают в «теплых полах»), теплообменник исправен.

 

Как нужно подкачивать давление в расширительном баке: 

1. Перекрыть отсечные краны на расширительный бак, слить воду с него. Если отсечных кранов нет, то открыть сливной кран на котле, слить воду с котла, давление должно быть на «0».
2. Замерить давление в расширительном баке манометром, сливной штуцер при этом должен быть открыт. 
3. Насосом( к золотнику расширительного бака) качать воздух, пока не перестанет течь вода из сливного штуцера.
4. Спустить воздух с расширительного бака.
5. Накачать заново, проверяя давление манометром. Давление в расширительном баке должно быть 80% от рабочего давления  системы (нагретой).
6. Закрыть сливной штуцер расширительного бака.
7. Запитать котёл, если сливали, давление в холодной системе должно быть примерно 1-1.2бара.

Расширительный бачок системы жидкостного охлаждения

Применение расширительного бачка в системе жидкостного охлаждения связано с физическими свойствами жидкости

Двигатель

Расширительный бачок —  необходимый элемент системы жидкостного охлаждения. Он служит для компенсации изменения объема, характерного для любой жидкости при изменении температуры. В зависимости от конструкции системы может быть как простым резервуаром для излишков жидкости, так и элементом, регулирующим давление в системе охлаждения.

Для чего нужен расширительный бачок

Коэффициент теплового расширения подобных жидкостей, основой которых является водный раствор пропиленгликоля или этиленгликоля, гораздо выше, чем у воды. Если антифриз или тосол залить в холодный радиатор «под горлышко», то при включении двигателя и термическом расширении охлаждающей жидкости, появляются ее излишки. Жидкость через предохранительный клапан выдавливается из радиатора наружу и попадает в примитивный расширительный бачок, служащий резервуаром для излишков антифриза.

Пропиленгликоль, составляющий основу антифриза и тосола — основной элемент жидкости для электронных сигарет.

При выключении и остывании двигателя объем жидкости в радиаторе уменьшается и в системе охлаждения возникает разрежение. Срабатывает клапан крышки радиатора и в него засасывается воздух. Появляется опасность возникновения воздушных пробок в «рубашках охлаждения». Это может привести к нарушению процесса теплообмена и перегреву мотора.Поэтому возникла потребность в дополнительном резервуаре для жидкости, которая поступала бы в радиатор вместо воздуха. Таким резервуаром и стал расширительный бачок.

Существуют системы, в которых перепускной клапан, позволяющий выпускать излишки пара и даже чрезмерно раскаленной охлаждающей жидкости, расположен не в крышке радиатора, а в пробке расширительного бачка. В таком случае расширительный бачок как бы выполняет функцию верхней части радиатора и включен в систему охлаждения на правах важного элемента.                                            

Расположение и устройство расширительного бачка

Изготавливаются расширительные бачки преимущественно из прозрачной пластмассы. На боковую стенку при изготовлении наносят специальную шаклу, позволяющуюю следить за уровнем охлаждающей жидкости в системе. Нижняя метка на боковой поверхности указывает минимально допустимый уровень жидкости. Максимальный уровень охлаждающей жидкости в бачке при холодном двигателе должен находиться на 25-30 мм выше верхней метки, нанесенной на боковую сторону расширительного бачка.

При расчете систем охлаждения принято оставлять на температурное расширение примерно 1/20 общего объема жидкости. Именно столько антифриза может поместиться между отметками Min и Max

Располагается расширительный бачок рядом с радиатором и крепится непосредственно к кузову автомобиля. Середина бачка и верхний край радиатора располагаются на одном уровне — по принципу сообщающихся сосудов. При помощи шланга, находящегося в нижней части расширительного бачка, он подсоединяется к заливной горловине радиатора.

Такая конструкция позволяет излишкам разогретой охлаждающей жидкости попадать в бачок. А при остывании двигателя — компенсировать объем жидкости в системе из его содержимого. При этом процессе исключается попадание в радиатор воздуха.                                                 

Характерные неисправности расширительного бачка

Самыми распространенными поломками справедливо считают подтекание или разрыв расширительного бачка. Подтекание может быть следствием нарушения целостности его корпуса или дефекта соединительного шланга. Результатом разрыва расширительного бачка может стать катастрофическое падение объема охлаждающей жидкости. Это может привести к перегреву двигателя. Если это произошло, необходимо срочно остановиться и, заменив поврежденный элемент, пополнить объем жидкости. При этом следует помнить, что доливать холодную жидкость в систему охлаждения категорически запрещено, так как это может привести к образованию трещин в головке блока или в самом блоке цилиндров.

Что делает расширительный бак? Почему это важно?

Что делает расширительный бачок и как он работает? Расширительный бак или расширительный бак — это небольшой бак, который используется для защиты закрытых систем водонагревателя и систем водяного отопления в жилых помещениях от высокого давления. Расширительный бак частично заполнен воздухом. Удар сжимаемости амортизаторов, вызванный гидравлическим ударом, будет поглощать давление воды, вызванное так называемым тепловым расширением.

Расширительный бак — это резервуар меньшего размера, разделенный пополам резиновой диафрагмой. 1 сторона бака подключена к трубопроводу системы обогрева и содержит воду (h3O). Сухая сторона удерживает воздух под давлением и часто используется клапан Шредера для добавления воздуха и проверки давления. Когда система водяного отопления находится на нижнем пределе рабочего диапазона рабочего давления или не занята, резиновая диафрагма прижимается к впускному отверстию для воды. Давление воды увеличится, и диафрагма переместится, чтобы сжать воздух на другой стороне .

Старые модели расширительных бачков были больше и ориентированы горизонтально. В этих старых расширительных баках также не было резиновой диафрагмы, которая отделяла воду от воздушного кармана. Этот стиль в настоящее время является устаревшим и известен тем, что постепенно переносит воздух из резервуара в пиковую точку. в водной системе из-за растворения воздуха в воде, который затем выходит из раствора где-то еще в системе. Это потребовало периодического осушения бак и дренаж системы, чтобы сохранить эффективность.

Резиновая диафрагма в обновленных расширительных бачках предотвратит нежелательные перенос O2 и помогает поддерживать более низкий уровень кислорода в трубах и снижает коррозию в системе.

При использовании расширительных баков в системах горячего водоснабжения бак и диафрагма должны соответствовать правилам питьевой воды и быть способен вместить нужный объем

Раньше водопроводные системы жилых помещений содержали больше воздуха, чем они делают это сегодня, и весь захваченный воздух будет на корме как грубый расширительный резервуар.В более новых и обновленных системах расширительные бачки используются гораздо чаще, чем в мимо.

Для получения дополнительной информации перейдите в Википедию. , свободная энциклопедия.

Ваш расширительный бак вышел из строя?

В AquaTemp мы видим много вышедших из строя расширительных баков здесь, в районе Мартенсвилля. Вы думаете, что ваш, возможно, потерпел неудачу, но вы не уверены? Читайте дальше, и мы поможем вам разобраться.

Баки теплового расширения устанавливаются для защиты водяного трубопровода и водонагревателя от избыточного давления, которое может привести к катастрофическому отказу.В большинстве систем водоснабжения есть обратные клапаны в том месте, где вода поступает в здание, что не оставляет места для расширения и выхода воды после ее нагрева. Установка расширительного бака обеспечивает безопасное место для расширения этого дополнительного давления.

Где я могу найти расширительный бак?

В Саскачеване баки теплового расширения чаще всего располагаются возле водомера или водонагревателя. Они могут быть разных цветов, но чаще всего желто-коричневые, синие или зеленые.Если вы не можете найти расширительный бак в вашей системе водоснабжения, мы рекомендуем позвонить нашим специалистам, чтобы они установили его.

Как работает расширительный бак?

Баки теплового расширения разделены на два отсека. Первый — это воздушный отсек с давлением, установленным таким образом, чтобы вода могла расширяться, но не заполняла весь резервуар. Другой отсек напрямую подключен к вашей системе водоснабжения.

Часто диафрагма, разделяющая две системы, выходит из строя, в результате чего две системы становятся одной.Когда это происходит, расширительный бак превращается в «мертвую ногу», что в конечном итоге приведет к поломке и преждевременному выходу из строя вашего водонагревателя.

Как я могу проверить, находится ли мой расширительный бак в хорошем рабочем состоянии?

Есть две простые проверки, которые вы можете выполнить, чтобы убедиться, что ваш расширительный бак теплового расширения выполняет свою работу:

1. Постучать по бачку. Если это звучит глухо, значит, ваш танк все еще в исправном состоянии. Если он издает глухой звук, значит, ваш танк взломан.

2. Проверьте предохранительный клапан на водонагревателе. Он находится сбоку от водонагревателя с трубкой, уходящей в пол. Если из предохранительного клапана капает вода, это может указывать на неисправность расширительного бачка.

Позвоните нам за помощью

Если какой-либо из перечисленных выше тестов выявляет неисправность вашего расширительного бачка, вам следует как можно скорее позвонить нашим специалистам AquaTemp по телефону 306-370-8678, чтобы восстановить систему водоснабжения до безопасного состояния.

Баки теплового расширения водонагревателя

Часто задаваемые вопросы

Q. «Что такое тепловое расширение?»
A. При нагревании вода увеличивается в объеме на 2 — 3%, в зависимости от начальной и конечной температуры. Это может означать до трех или четырех дополнительных галлонов воды в закрытой системе. Если нет потребности в горячей воде, расширенному объему воды некуда деваться. Поскольку вода не сжимается, расширенная вода не может быть размещена в системе трубопроводов, и поэтому она создает гидравлическое давление, оказывая потенциально опасное напряжение в системе. Чтобы узнать больше о тепловом расширении и о том, как с ним справиться, щелкните здесь.

Q. «Зачем кому-то нужен расширительный бачок?»
A. Вода несжимаема. В отличие от воздуха, в меньший объем невозможно выжать любое количество воды. Это важно в «закрытых» водных системах, таких как водонагреватель с обратным клапаном (регулятором давления и т.п.) перед нагревателем. Когда вода нагревается, она расширяется, и этот дополнительный объем должен куда-то уйти.Без расширительного бака давление в закрытой системе может подняться до опасного уровня. Расширительный бак мембранного типа (например, тот, что мы продаем) представляет собой сосуд высокого давления, который содержит гибкую мембрану, полностью отделяющую воду от удерживаемого объема воздуха. Воздух сжимается, и по мере повышения температуры воды, создавая дополнительное давление / пространство, воздух в сосуде компенсирует это повышение. Тем самым предотвращая потенциально опасное повышение давления.

Q. «Что такое закрытая система?»
А.Это система, в которой используется редукционный клапан, когда рабочее давление воды слишком высокое для жилых помещений, обычно выше 80 фунтов на квадратный дюйм.

Q. «Расширительный бак какого размера я должен заказать для моего водонагревателя?»
A. Это зависит от размера вашего водонагревателя и давления воды. Для большинства небольших водонагревателей обычно подходит A101. Пожалуйста, обратитесь к этой таблице быстрого подбора размеров расширительного бака, чтобы подобрать подходящий расширительный бачок для вашей системы.

Q. «На вашей типовой схеме установки показан монтаж этих расширительных баков в вертикальном положении. Могут ли они быть установлены горизонтально?»
A. Да. По заявлению производителя расширительные бачки A101, A102, A103 и A104 могут быть установлены горизонтально, вертикально или даже по диагонали. Входная резьба вверх, вниз или в сторону, не имеет значения. Эти расширительные баки могут быть установлены в любой ориентации , и бак будет работать правильно.

Расширительные баки для питьевой воды: назначение и размер

Если вы посмотрите на водонагреватель в большом здании или даже в доме, вы можете заметить поблизости гораздо меньший бак.Этот небольшой резервуар представляет собой резервуар для теплового расширения. Расширительный бак в данном случае представляет собой конструкцию резервуара, позволяющую принимать дополнительный объем системы, возникающий в результате нагрева воды. Вода несжимаема и при нагревании расширяется. Если это произойдет в системе с фиксированным объемом труб и оборудования, вы быстро обнаружите самое слабое место в системе, когда вода начнет струиться через нее. (Надеюсь, это предохранительный клапан, выпускающий воду!)

Для защиты водонагревателя, труб и других компонентов системы от чрезмерного давления при нагреве воды добавлен расширительный бак. Простое устройство, это не что иное, как резервуар с пузырем (толстым баллоном) внутри. Пространство между баллоном и внутренней стенкой резервуара предварительно заполнено воздухом, чтобы точно соответствовать нейтральному давлению в системе ДО того, как вода будет нагрета. Затем, когда прикладывается тепло и давление повышается, расширенный объем воды течет внутри баллона. Воздух за пределами мочевого пузыря сжимается к стенкам резервуара, создавая подушку, необходимую для защиты остальной системы.

Как показывает практика, тепловой расширительный бак должен составлять около 10% от общего объема водонагревателя. Рассмотрим несколько примеров:

Пример 1:

Емкость бака водонагревателя 100 галлонов

100 галлонов x 10% = расширительный бак на 10 галлонов.

Пример 2:

(2) водонагревателя на 250 галлонов = всего 500 галлонов

500 галлонов x 10% = расширительный бак на 50 галлонов

Помните, это просто практическое правило. Помимо объема водонагревателя, инженер при выборе размера и выбора расширительного бака учитывает и другие факторы, такие как температура воды на входе и выходе, а также минимальное и максимальное давление.Затем можно рассчитать объем расширения и выбрать резервуар на основе приемочного объема и общего объема. В большинстве случаев размер спроектированного расширительного бачка будет меньше, чем 10% объема водонагревателя, но для целей составления бюджета / планирования эта оценка даст вам правильную оценку.

Если у вас есть вопросы по размеру оборудования, водонагревателям или расширительным бакам, вам следует поговорить со своим представителем-производителем, чтобы убедиться, что вы выбираете оборудование, размер которого лучше всего подходит для вашего применения.

Емкости для теплового расширения — Del-Co Water

Определение размера расширительного бака Закон Бойлса

Чтобы понять, что такое расширительный бак изнутри, уместно сделать краткий обзор закона Бойля. Химик Роберт Бойль описал основную взаимосвязь между давлением и объемом ограниченного газа в семнадцатом веке. Закон гласит, что давление, умноженное на объем фиксированной массы газа при постоянной температуре, является константой.Математически это выражается как: PV = постоянное, где: P = абсолютное давление V = объем Если объем этого газа уменьшается путем его сжатия без вычитания газа, происходит соответствующее увеличение давления. Произведение давления на объем газа после сжатия остается таким же, каким оно было до сжатия; Математически это выражается следующим образом: P1V1 = P2V2 = Постоянные тепловые расширительные баки имеют резиновую камеру, которая разделяет внутреннюю часть на две части. Одна сторона заполнена водой, а другая — воздухом.Вначале резервуар предварительно заполняется воздухом перед его установкой на стороне холодной воды резервуара для горячей воды. После подключения и повторного включения воды вода будет течь в резервуар, толкая камеру в сторону воздуха, пока давление воздуха не сравняется с давлением воды в доме. Это показано на Рисунке 2, где предполагается, что давление в доме составляет 60 фунтов на квадратный дюйм. Обратите внимание: давление в вашей семье варьируется в зависимости от того, где вы живете. Закон Бойля применяется к воздушной стороне резервуара. Когда ваша вода нагревается, она расширяется и перетекает в расширительный бак.Это еще больше подтолкнет баллон к воздушной стороне, еще больше уменьшив его объем и увеличив давление в соответствии с законом Бойля. В какой-то момент равновесие будет достигнуто при новом более высоком давлении. В примере на Рисунке 3 это значение составляет 105 фунтов на квадратный дюйм. Конечно, все это предполагает, что водопровод герметичен и никто не использует воду в это время. Если открыть приспособление, избыточное давление будет сброшено, вернув его к нормальному домашнему давлению 60 фунтов на квадратный дюйм.

Бесконтактные водонагреватели

Если у вас есть водонагреватель без резервуара, в вашей водопроводной системе все еще остается небольшое количество нагретой воды. Поэтому компания Del-Co Water рекомендует установить в доме расширительный бак.

Максимальное накопление воды в расширительных баках для бустерных приложений

Когда использовать расширительный бак

Расширительные баки в основном используются в установках для повышения давления воды, чтобы предотвратить чрезмерный запуск насоса из-за небольших утечек в трубопроводе в здании (нагрузка утечки).Чрезмерный запуск не только сокращает срок службы элементов управления и двигателя насоса, но и требует больших затрат энергии. Производители частотно-регулируемых приводов (ЧРП) иногда требуют расширительные баки для обеспечения бесперебойной работы. Мы будем проверять используемые резервуары только на предмет утечек, так как размеры резервуаров для частотно-регулируемых приводов должны соответствовать рекомендациям производителя. Расширительные баки следует устанавливать только в том случае, если приложение не используется постоянно (больницы, тюрьмы и т. Д. ) [1] или если этого требует производитель частотно-регулируемого привода.

Расположение, расположение, расположение

Приблизительный объем воды, хранящейся в резервуаре (V _A ), рассчитывается по следующей формуле:

Где V _T = объем резервуара, P ₁ = давление предварительной зарядки бака и P ₂ = давление, которому подвергается бак при отключении насоса (абсолютное давление [2]). В отношении формулы важно отметить, что объем хранимой воды является наибольшим, когда соотношение P ₁ / P ₂ является наименьшим.Давайте посмотрим, как расположение резервуара влияет на это соотношение.

* В наших примерах мы будем предполагать, что работаем близко к уровню моря с атмосферным давлением 14,7 фунтов на квадратный дюйм.

Резервуар на цокольном этаже . Бак на 100 галлонов, расположенный в основании здания с предварительной заправкой P ₁ на 50 фунтов на кв. Дюйм (64,7 фунтов на кв. Дюйм) и отключение P ₂ на 60 фунтов на квадратный дюйм (74,7 фунтов на квадратный дюйм), даст нам коэффициент 0,87. и резервуар для хранения 13,4 галлона.

Резервуар расположен на крыше здания .Размещение резервуара в верхней части здания (4 этажа в этом примере) позволяет снизить предварительную зарядку P ₁ до 30 фунтов на кв. Дюйм * (44,7 фунтов на кв. Дюйм) и давление отключения P ₂ , которое испытывает резервуар. теперь составляет 40 фунтов на кв. дюйм (54,7 фунтов на кв. дюйм). Это приводит к меньшему соотношению 0,82 и резервуару для хранения 18,3 галлона.

Это 37% -ное увеличение хранилища. Бак, расположенный на максимально высоком уровне, вмещает наибольшее количество воды.

* Обратите внимание, что мы снизили предварительную зарядку на 20 фунтов на квадратный дюйм (≈46 футов водяного столба), потому что мы подняли резервуар на 4 этажа (~ 48 футов) и больше не должны преодолевать эту статическую высоту.

[1] Расширительные баки, используемые при непрерывном использовании, обычно не хранят воду.

[2] Абсолютное давление (psia) = избыточное давление (psig) + атмосферное давление (psia)

Предварительная зарядка: Великие дебаты

В зависимости от источника рекомендуемое давление предварительной зарядки в баке может быть ниже или больше, чем давление, установленное в системе, чтобы максимально увеличить объем депрессии. Однако существует разница между объемом воды, который может хранить резервуар, и максимальным объемом используемых воды в таком резервуаре.Установка правильного давления предварительной зарядки в баке максимизирует пригодных для использования хранимой воды.

Сравните давление предварительной зарядки с уставкой давления пуска насоса (P _Start ), используя условия из второго сценария, описанного выше.

Заданное значение начального давления предварительного равномерного насоса .

P ₁ = 44,7 фунтов на кв. Дюйм (30 фунтов на кв. Дюйм)

P ₂ = 54,7 фунтов на кв. Дюйм (40 фунтов на кв. Дюйм)

P _Пуск = 44,7 фунтов на кв. давление пуска насоса.

P ₁ = 39,7 фунтов на кв. Дюйм (25 фунтов на кв. Дюйм)

P ₂ = 54,7 фунтов на кв. Дюйм (40 фунтов на кв. Дюйм)

P _Пуск = 44,7 фунтов на кв. Дюйм (30 фунтов на кв. Дюйм)

Однако насос будет под давлением 30 фунтов на квадратный дюйм (44,7 фунтов на квадратный дюйм) перед использованием всей воды, хранящейся в резервуаре. Объем воды, который остался в баке, необходимо учитывать при расчете объема годной к использованию воды (V _U ). Член R , цель бака — свести к минимуму количество запусков двигателя за счет максимального увеличения количества воды, используемой из бака.

Если мы вычтем неиспользованную воду из общего количества хранимой воды, мы покажем только 16,2 галлона пригодной для использования воды.

Или

Предварительная зарядка на 5 фунтов на кв. Дюйм выше, чем давление пуска насоса.

P ₁ = 49,7 фунтов на кв. Дюйм (35 фунтов на кв. Дюйм)

P ₂ = 54,7 фунтов на кв. Дюйм (40 фунтов на кв. Дюйм)

P _Старт = 44,7 фунтов на кв. составляет 35 фунтов на квадратный дюйм (49,7 фунтов на квадратный дюйм), вся вода, хранящаяся в резервуаре, была опорожнена, и любая дополнительная утечка вызовет падение давления, что приведет к запуску насосов.Объем используемой воды составляет 9,1 галлона.

Эти примеры демонстрируют, что максимальное количество хранимой годной воды возникает, когда предварительная заправка бака равна начальному давлению насоса.

Примечание

Формула и расчеты, использованные выше, предполагают следующее:

• Объем баллона и трубки или диафрагмы диффузора незначителен и существенно не уменьшает абсолютный объем резервуара.
• Разница по высоте между местом измерения давления и штуцером бака мала (≈2 ’или меньше).
• Температура окружающей среды стабильная. Широкий диапазон температур, в которых хранится резервуар, влияет на его вместимость.

Формула для максимального полезного хранения в диафрагме или расширительном баке баллона в установках повышения давления:

V U = Максимум годной к употреблению воды V T = Объем резервуара P 1 = Давление предварительной зарядки (абсолютное) в резервуаре, значение должно быть равно давлению запуска насоса, измеренному в резервуаре P 2 = Давление (абсолютное) при отключении системы, измеряется в резервуаре

Размер расширительного бака и объем отбора

Как объяснялось выше, полезная вода в расширительных баках определяется давлением предварительной зарядки, давлением отключения и запуском насоса давление. Этот полезный объем известен как объем просадки.

При выборе расширительного бака для конкретного применения важно учитывать не только абсолютный объем бака, но и фактический полезный объем воды. Мы определили, что максимальный объем воды, который может храниться, достигается при минимально возможном соотношении P ₁ / P ₂ . Это известно как приемочный объем, и он достигается за счет того, что давление предварительной зарядки составляет 0 фунтов на кв. Дюйм (14,7 фунтов на кв. Дюйм), а давление отключения является максимально допустимым рабочим давлением резервуара.

Сравнивая расширительный бак на 211 галлон и 185 галлон с МДРД 175 фунтов на кв. Дюйм (189,7 фунтов на кв. Дюйм), мы вычисляем 194,6 и 170,7 галлона хранимой воды соответственно. Хотя эта разница в 23,9 галлона может показаться значительной, мы можем составить график фактической емкости хранилища при различных рабочих давлениях и увидеть разницу.

Кроме того, если мы посчитаем процентную долю используемой воды в каждом резервуаре, мы увидим, что при более высоких давлениях удобство использования резервуара значительно снижается.

Заключение

Хотя использование бака-дозатора в установках для повышения давления может быть полезно для срока службы насосов и двигателей, а также для экономии энергии, это решение не рекомендуется для каждого применения. Учитывая условия, в которых будет располагаться резервуар, давление, при котором система будет работать, и нагрузки от утечки в здании, размер резервуара можно минимизировать или даже исключить.

Если у вас есть какие-либо вопросы, особенно по поводу расширительных баков, проконсультируйтесь с прикладными инженерами TIGERFLOW , чтобы помочь вам решить, какой вариант является правильным для вашей системы.

Марк Мартинес, главный инженер , TIGERFLOW Systems, LLC

Что делает расширительный бак

Одними из самых опасных проблем для владельцев недвижимости являются проблемы, связанные с водой и пожаром. Утечки воды, вызванные проблемными водопроводными системами, представляют для них основной риск, особенно системы, в которых нет автоматического запорного клапана на водонагревателе. Для защиты этих нагревателей резервуаров и собственности были введены резервуары теплового расширения.

Что такое расширительный бачок?

A Бак теплового расширения — это бак меньшего размера, который предотвращает значительное повышение давления, вызванное тепловым расширением нагретой воды. Этот резервуар внутри разделен на две части: одна часть заполнена воздухом, а другая — водой. Бак устанавливается рядом с водонагревателем (на трубе с холодной водой) и подключается к ватерлинии водопровода. Емкость расширительного бака обычно относительно небольшая: около 2 галлонов или 5 литров.Некоторые из них 5 галлонов или больше.

Для чего нужен расширительный бак?

Быстрый ответ: расширительные баки водонагревателя предназначены для поглощения высокого давления . Они предназначены для борьбы с негативным воздействием изменения давления воды. Колебание давления воды очень плохо для водонагревателя и всей системы водопровода.

Давайте сначала поговорим о эффекте теплового расширения. Когда горячая вода расширяется, это увеличивает давление внутри резервуара для хранения.Раньше, когда давление воды в резервуаре увеличивалось, он просто пропускал немного воды обратно через водопроводную трубу и выходил из дома, уменьшая дополнительное давление. В настоящее время этот метод работает не везде, потому что во многих общественных системах водоснабжения есть запорные устройства, которые не позволяют воде возвращаться. Это позволяет избежать катастрофического обратного потока в доме, но создает дополнительную нагрузку на бак водонагревателя. Поэтому многие сантехники предлагают установить расширительный бак водонагревателя вместе с нагревателями накопительного бака (если не с каким-либо нагревателем).

Первой линией защиты от скачков давления является регулятор давления. Второй — расширительный бачок. Как мы знаем, вода, как и многие другие материалы, расширяется при нагревании. Например, 50 галлонов холодной воды могут легко расшириться до 51-52 галлона после нагрева. Расширенная вода создает высокое давление во всей системе. Высокое давление плохо влияет на ваш водонагреватель и водопровод в целом. Это может привести к неисправности или преждевременному разрушению ваших приборов и труб, что приведет к утечкам воды, повреждению водой и другим проблемам.Если регулятор давления не работает должным образом, расширительный бак тоже не будет работать должным образом. В случае каких-либо проблем, лучше поменять их вместе, чтобы они не отменяли друг друга.

Что такое регулятор давления?

A Регулятор давления — очень важная часть водопроводной системы. Регулятор давления (он же Редукционный клапан ) расположен между вашей домашней системой и городской водой, поступающей из магистрали.Регулятор давления контролирует давление воды, которая может попасть в ваш дом. Например, давление воды в городе может достигать 110 фунтов на квадратный дюйм (PSI). Трубы и приборы в вашем доме рассчитаны на работу при давлении 65 фунтов на квадратный дюйм. Если бы в вашем доме не было регулятора, который мог бы поглощать выбросы городской воды, ваша бытовая техника была бы повреждена. Высокое давление также может привести к разрывам труб в стенах и другим проблемам. Очень важно проверить ваш регулятор давления и убедиться, что он работает правильно.

Как работает расширительный бачок?

После подключения к водопроводу вода уходит в водяную часть расширительного бачка. Внутри есть резиновая мембрана, которая перемещается внутри резервуара по мере того, как в резервуар попадает больше воды. На другой (воздушной) стороне резервуара есть клапан велосипедного типа, и мы накачиваем эту часть, чтобы она соответствовала определенному давлению, которое мы собираемся установить на регуляторе давления.
По мере того, как водонагреватель нагревается, холодная вода нагревается и расширяется.Часть израсходованной воды попадет в «водяную» часть расширительного бачка, что приведет к сдавливанию «воздушной» части расширительного бачка. Это эффективно поглотит избыточное давление и устранит проблему.

Нужен ли мне расширительный бак?

Почему мы не всегда видим расширительные бачки возле водонагревателей? Потому что в некоторых случаях расширительный бачок не является обязательным. Производители водонагревателей часто рекомендуют их устанавливать, особенно при установке баковых водонагревателей.Их установка не всегда необходима, но в некоторых случаях они могут помочь вам решить многие проблемы, если ожидается, что ваша водопроводная система будет иметь дело с ситуациями высокого давления воды. Например, если вы заменили вышедший из строя регулятор давления, но давление все еще увеличивается, установка расширительного бачка, скорее всего, решит вашу проблему. Вот почему установка расширительных баков теперь необходима для нагревателей баков во многих частях Соединенных Штатов. Некоторые производители могут даже аннулировать сервисную гарантию на обогреватель, если расширительный бачок не установлен.