Расширительный бачок для отопления: для чего нужен, где и какой лучше

В водяной системе отопления один из компонентов — расширительный бак. Это небольшой резервуар, который отвечает за стабилизацию давления. Без него возможны повреждения труб, радиаторов и других элементов системы. О том, что такое расширительный бак для отопления и как он регулирует давление и поговорим дальше.

Назначение и виды

В системе отопления температура теплоносителя постоянно изменяется, что приводит к изменениям его объема. Ведь известно, что жидкости при нагревании расширяются, при остывании сжимаются. Расширительный бак для отопления как раз и предназначен для того, чтобы принимать на себя излишки жидкости при нагреве (расширении), и возвращать их в систему при остывании. Таким образом он поддерживает стабильное давление в системе отопления.

Расширительный бак для отопления окрашен в красный цвет

Открытого типа

Есть два типа расширительных бачков: открытого и закрытого. Емкости открытого типа используется обычно в самотечных системах (с естественной циркуляцией). Так он называется потому, что представляет собой негерметичную емкость. Это может быть бочка, кастрюля, специально сваренный резервуар. Для того чтобы теплоноситель меньше испарялся, устанавливают крышку, но сама емкость негерметична. Принцип работы открытого расширительного бака прост: это емкость, в которую вытесняется излишек теплоносителя при повышении температуры и подается обратно при остывании.

Расширительный бак открытого типа — любая емкость, например, пластиковая канистра

При расчете баков открытого типа берут солидный запас по объему: можно долить теплоноситель и некоторое время не проверять его уровень. Емкость негерметична, так что идет постоянное испарение жидкости и запас не помешает. В случае недостатка теплоносителя, в систему попадет воздух, что может ее остановить. Последствия могут быть печальными — если сработает автоматика котла (если она есть) — есть вероятность разморозки. Если автоматики нет, котел от перегрева может разорваться. В общем, это тот случай, когда запас действительно оправдан.

Если в систему отопления залита вода, можно сделать автоматической пополнение на основе поплавка от бачка унитаза. Принцип работы точно такой же: при понижении уровня ниже определенной точки открывается подача воды. При достижении нужного уровня, подача перекрывается.

Расширительный бак для отопления открытого типа с поплавком

Плюс такого решения в том, что нет необходимости контролировать количество теплоносителя, возможность завоздушивания минимальна. Минус — надо тянуть водопроводную трубу. Так как открытые систем обычно работают на естественной циркуляции, расширительный бак для отопления ставят в самой верхней точке системы. Очень часто это — чердак, так что трасса получается длинной.

И это еще не все возможные аварийные ситуации. Поплавки, случается, не перекрывают подачу воды. Если такое произойдет с унитазом, вода просто бежит в канализацию. В случае с отоплением вода польется на чердак, затопит дом… Чтобы избежать подобной ситуации, надо сделать контроль перелива. В самом простом случае это ввареный/приделанный на нужном уровне патрубок с подключенным к нему шлангом. Шланг можно вывести в канализацию, но тогда надо придумать еще и сигнализацию переполнения емкости (заодно тогда и снижение уровня ниже критического). Можно шланг просто вывести на метр от дома или запустить в систему водостока. В этом случае видны будут «следы» переполнения и можно будет своевременно отреагировать и без сигнализации. Так что открытый расширительный бак для отопления требует некоторого дооборудования.

Закрытого типа

Расширительный бак для отопления закрытого типа ставится в системы с принудительным движением теплоносителя. В них движение теплоносителя активизируется при помощи циркуляционного насоса. Такие системы работают при повышенном (относительно атмосферного) давлении. Для сохранения этого давления, емкость должна быть герметичной.

Одна из главных функций расширительного бака для закрытой системы отопления — поддержание стабильного давления. Для этого емкость делят на две части. В одной находится воздух или закачанный на заводе инертный газ (обычно аргон). Эта часть герметична, есть выход малого диаметра, в котором установлен золотник (принцип работы такой же, как у велосипедного или автомобильного). Другая камера пуста и имеет выход какого-то сечения. Через этот выход расширительный бак для отопления подключается к трубопроводу. При расширении в эту камеру поступает теплоноситель.

Виды мембранных расширительных баков

Расширительный бак закрытого типа делится на камеры при помощи эластичной резиновой перегородки — мембраны. Бывает она двух видов: в виде диафрагмы (диска) или груши. Разницы особой нет, за исключением того, что грушу проще менять. Так что емкости с грушей более популярны, чем с диафрагмой.

Принцип работы мембранного расширительного бака сложнее, чем открытого. В «сухой» камере создается определенное давление. Оно подбирается в зависимости от рабочего давления в системе, а стандартная заводская настройка — 1,5 Бар. Пока давление в системе ниже чем в расширительном баке, «водяная» часть емкости остается пустой.

Когда оно становится выше, жидкость начинает поступать, мембрана растягивается, повышая давление в «газовой» части бака. Этот процесс происходит до тех пор, пока либо давление в системе не начинает падать (теплоноситель остывает), либо емкость заполняется полностью. Первый случай — это нормальная работа системы отопления, второй — аварийная.

Второй вариант означает, что объема расширительного бака не хватает. И такая ситуация возникает при неправильно подобранном размере (слишком маленький) или при перегреве котла. Чтобы сохранить работоспособность системы в таких ситуациях, ставят аварийные клапана.

Устройство и работа мембранного расширительного бака

Определение объема расширительного бака и его выбор

Для нормальной работы отопления расширительный бак должен иметь достаточный объем. Есть два способа его определения: можно рассчитать по формуле, можно воспользоваться эмпирическими данными.

Эмпирический путь

Начнем с эмпирического способа. По опыту эксплуатации сделан вывод, что если объем расширительного бака для отопления составляет около 10% от общего объема системы отопления, этого достаточно. Вопрос в том, как определить объем системы. Способов как минимум два:

• Посчитать при заполнении (если заполняется водой и стоит счетчик или при заполнении теплоносителем из канистр — вы точно будете знать, сколько закачали жидкости).
• Высчитать по объему элементов системы. Потребуется найти информацию о том, сколько литров помещается в одном метре трубы, в одной секции радиатора. С этими данными уже можно узнать объем системы отопления.

Объем теплоносителя в трубах разного диаметра

Зная, сколько литров теплоносителя в вашем отоплении, легко рассчитать требуемый объем мембранного бака — он должен быть не менее 10% от этой цифры. В случае с баком открытого типа, реальный объем можно хоть удвоить — меньше вероятность того, что бачок опустеет. По минимуму, стоит добавить половину — вы все равно недольете его, минимум, на 1/3.

Мембранный расширительный бак для отопления берут обычно не слишком завышая расчетную цифру. Дело в том, что чем больше емкость, тем дороже стоит расширитель. И рост цены значительный. Тем не менее, брать меньший не стоит — давление будет «скакать», что приведет к раннему износу компонентов или вообще, останову системы. Наиболее вероятно, что отопление засбоит в морозы, потому что в холодную погоду теплоноситель более горячий, значит — его объем больше. И именно в эти моменты, объема расширительного бака может не хватить. Если вы заметили такие симптомы и расчет подтвердил, что мембранный бачок у вас недостаточного размера, не обязательно менять его на больший. Можно поставить второй. Важно чтобы суммарная емкость их была не менее расчетного значения.

Если в системе антифриз

Антифриз для отопления имеет большее тепловое расширение, чем вода. Причем разные марки имеют различные характеристики. Поэтому, для теплоносителя этого вида, желательно объем расширительного бака предварительно рассчитать.

Тут есть два пути: определить как для воды, сделать поправку на большее тепловое расширение. Оно зависит от процентного содержания этиленгликоля (тосола). На каждые 10% гликоля добавляем 10% объема. То есть:

• 10% этиленгликоля — должны добавить 10% от найденного объема бака для воды;
• 20% этиленгликоля — 20% добавляем и т.д.

Этот расчет обычно оправдан, но можно найти более точные цифры, используя формулу (на рисунке).

Формула расчета объема расширительного бака для системы отопления

После того как вы определились с объемом, пора покупать расширительный бак. Но в магазине они есть разных цветов. Как минимум, есть синие (голубые) и красные. Так вот, мембранный расширительный бак для отопления всегда красного цвета. Синие — для водопровода, причем для холодной воды. Они значительно дешевле, но мембрана там сделана из резины не приспособленной к высоким температурам. Так что в системе отопления прослужит он совсем недолго.

Давление в мембранном баке и его проверка

Чтобы закрытая система отопления работала нормально, в расширительном баке должно быть давление на 0,2-0,5 Бар ниже, чем в системе. Чем больше система, тем больше разница в давлении. Но, как уже говорили, на заводе их накачивают до 1,5 Бар, так что перед установкой расширителя, его лучше проверить и настроить под свою систему отопления.

Золотник часто прячется под пластиковой крышкой

Проверяем давление манометром, подключив его к выходу с золотником. Если давление выше, чем вам надо, немного стравливаем. Сделать это несложно — чем-то тонким нажать на лепесток в ниппеле. Послышится шипение выходящего воздуха. Когда давление достигнет желаемого уровня, освобождаем лепесток.

Если мембранный бачок накачан слишком слабо (такое тоже бывает), его можно накачать обычным насосом. Но удобнее автомобильным, с манометром — сразу можно контролировать давление. После проверки можно устанавливать в систему.

Место установки

Расширительный бак для отопления закрытого типа устанавливается на прямом участке перед циркуляционным насосом. Перед, в том смысле, что насос гонит воду от расширительной емкости, а не в нее. В таком случае расширитель работает более корректно.

Место для установки мембранного расширительного бака

Для установки мембранного бака, монтируют тройник, от него идет труба, к которой подключается емкость. Высота установки не имеет значения. Но перед баком и за ним лучше поставить отсечные краны. Мембрана, выходит из строя раз в несколько лет. Еще чаще приходится его проверять, подкачивать. Чтобы для обслуживания не приходилось останавливать и сливать систему и ставят запорный кран. Его перекрывают и можно бачок снимать, проверять, ремонтировать.

В самой высокой точке

В системах открытого типа, место установки расширительного бака выбирается исходя из других соображений. Его ставят в самой верхней точке системы. В этом случае он работает еще и как воздухосборник. Пузырьки воздуха стремятся вверх, а если в самой верхней точке стоит расширительный бачок, они тут и поднимаются на поверхность, выходя в атмосферу. Так что такой бак намеренно делают негерметичным, чтобы воздух из системы отопления имел возможность выходить естественным путем.

Расширительный бачок системы охлаждения двигателя — устройство и принцип работы

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

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.