Какое давление в расширительном баке отопления: расчёт объёма и подключение

Коротко: какое давление нужно

Давление воздуха в пустом расширительном баке ставят на 0,2 бар выше статического давления: высоту верхней точки отопления над баком в метрах делят на 10 и прибавляют 0,2. Для двухэтажного дома с перепадом 5 м это 0,7 бар. Холодную систему заполняют ещё на 0,2–0,3 выше, но не ниже минимума из инструкции котла. Заводская настройка воздуха — 1,5 бар (так указано в карточках STOUT и Flamco), поэтому перед монтажом давление проверяют и при необходимости стравливают. Объём зависит от объёма воды, температуры и этих давлений — формула и таблица ниже.

Как работает расширительный бак и чем он отличается от гидроаккумулятора

При нагреве с 10 до 80 °C вода расширяется почти на 2,9%. В закрытой системе ей некуда деться, и без него система быстро дойдёт до срабатывания предохранительного клапана. Мембранный бак разделён резиновой мембраной: с одной стороны вода из системы, с другой — воздух под давлением. Вода расширяется, заходит внутрь и сжимает воздух, остывает — воздух выталкивает её обратно.

Открытый бак без крышки ставили на чердаке, выше всех радиаторов, в старых системах с естественной циркуляцией. Вода из него испаряется и насыщается кислородом, поэтому в системах с насосом его заменяет мембранный.

Гидроаккумулятор внешне похож, но хранит запас холодной воды для насоса, и воздух в нём подбирают под реле — об этом статья какое давление должно быть в гидроаккумуляторе. Расширительный бак отопления ничего не хранит: он принимает лишнюю воду при нагреве, а давление в нём задаёт высота системы. У STOUT разница видна по карточкам: красный STH-0006 — для «замкнутые системы отопления зданий», воздух 1,5 бар, синий STW-0001 — для «системы холодного хозяйственно-питьевого водоснабжения зданий», воздух 2 бар.

Какое давление должно быть в расширительном баке отопления

Нужны три цифры, все в барах по манометру:

• Статическое Pст = H / 10, где H — высота верхней точки системы над баком в метрах: 1 м водяного столба ≈ 0,1 бар.
• Воздух в пустом баке P0 = Pст + 0,2. Запас нужен, чтобы в верхних радиаторах не было разрежения и подсоса воздуха.
• Заполнение холодной системы Pз = P0 + 0,2…0,3. Немного воды заходит туда заранее, и при остывании система не «проседает».

Поправка на котёл: у настенных котлов есть датчик минимального давления. Если по инструкции нужно, например, не меньше 1 бар, заполняйте систему до 1,2, а воздух — на 0,2 ниже. В горячей системе стрелка манометра поднимается: если объём подобран точно по расчёту, — до конечного Pк, то есть до 2,5 при клапане на 3 бар, с запасом по объёму — меньше. Если стрелка при нагреве уходит к 3 бар, объёма не хватает, воздух выставлен неверно или порвана мембрана.

Расчёт расширительного бака: формула объёма

Порядок расчёта:

1. Прирост объёма: Ve = Vсист × e, где Vсист — объём воды в системе, e — коэффициент расширения при максимальной температуре подачи.
2. Нужный объём по закону Бойля — Мариотта: V = Ve × (Pк + 1) × (Pз + 1) / ((Pк − Pз) × (P0 + 1)). «+1» переводит показания манометра в абсолютное давление. Pк — давление клапана минус 0,5 бар.
3. Округление вверх до ближайшего типоразмера: 5, 6, 8, 12, 14, 18, 24–25, 35, 50, 80, 100 л.

В справочниках чаще пишут короче: V = Ve × (Pк + 1) / (Pк − P0). Это та же формула при Pз = P0. Она не учитывает воду, которая заходит внутрь при заполнении, и занижает результат примерно на пятую часть.

Коэффициенты посчитаны по плотности воды: e = ρ10 / ρt − 1. Незамерзающие теплоносители расширяются сильнее — коэффициент берите из паспорта жидкости.

Объём системы складывают из паспортов. По карточкам: стальной Rommer Compact 22 500 × 1000 вмещает 5,63 л, секция биметаллического Royal Thermo BiLiner 500 — 0,205 л. Метр трубы PEX 20 × 2,8 — около 0,16 л, полипропилена 32 × 5,4 — около 0,35 л (π × d² / 4 по внутреннему диаметру). Добавьте котёл, бойлер косвенного нагрева и тёплый пол. Прикидка «10–15 л на 1 кВт котла» даёт запас: со стальными и биметаллическими радиаторами воды обычно меньше.

Пример расчёта для двухэтажного дома

Котёл и расширительный бак — на первом этаже, верх радиаторов второго этажа выше него на 5 м. В системе 12 радиаторов Rommer Compact 22 500 × 1000, 120 м PEX 20 × 2,8, 20 м полипропилена 32 мм и котёл на 4 л (цифра — из вашего паспорта). Подача до 80 °C, клапан 3 бар.

При заводских 1,5 бар та же ёмкость принимает при нагреве примерно на треть меньше воды, чем при 0,7. Встроенный бак котла на 8 л при воздухе 1 и заполнении 1,2 бар, подаче 80 °C закрывает систему примерно до 90 л. Если добавить бойлер или тёплый пол, понадобится отдельный, на обратке рядом с котлом.

Таблица подбора по объёму системы

Расчёт для типового дома: воздух 1, заполнение 1,2, клапан 3 бар. Сначала расчётный объём, после стрелки — ближайший типоразмер.

Если тёплый пол и радиаторы работают от одного котла, считайте всю воду по максимальной температуре котла. Узел подмеса разобран в статье водяной тёплый пол.

Подключение расширительного бака: схема и установка

Обратка от радиаторов → кран → сетчатый фильтр → тройник с баком → насос → котёл → подача → группа безопасности → радиаторы.

• Бак — на обратке перед насосом. Здесь давление почти не меняется при пуске насоса, а вода холоднее, и мембрана служит дольше.
• Между котлом и предохранительным клапаном кранов нет. Клапан ставят на подаче за котлом, обычно в группе безопасности, как STOUT SVS-0004: рабочее давление 3 бар, для котлов до 50 кВт.
• Перед ним — сервисный кран, чтобы снять ёмкость без слива системы: например, группа подключения мембранного бака или кран, который нельзя случайно оставить закрытым.
• Подводка не тоньше штуцера: 3/4″ у малых, 1″ и 1 1/2″ у больших. Малые модели вешают на кронштейн, большие ставят на ножки, ниппель оставляют доступным.

Монтаж по шагам:

1. До подключения проверьте манометром воздух и выставьте P0 по расчёту.
2. Закрепите корпус и подключите его через сервисный кран к обратке.
3. Заполните систему до Pз, спустите воздух из радиаторов и снова подпитайте до Pз.
4. Прогрейте систему: на максимуме манометр должен показывать меньше Pк.

Остальная обвязка котла — в статье подключение и обвязка газового котла. Бойлеру косвенного нагрева нужен свой бак на холодной воде, см. подключение бойлера косвенного нагрева.

Как проверить и когда менять расширительный бак

Признаки неисправности:

• при нагреве стрелка подходит к порогу клапана, клапан капает;
• остывшая система «проседает» ниже давления заполнения, её часто подпитывают;
• при нажатии на золотник ниппеля идёт вода, а не воздух, — мембрана порвана.

Проверка: остудите систему, закройте сервисный кран и слейте воду из ёмкости. Затем измерьте давление на ниппеле автомобильным манометром и подкачайте до P0. Если воздух уходит за несколько дней, травит ниппель или мембрана. С водой внутри мерить бесполезно: манометр покажет давление воды.

Замена расширительного бака зависит от модели. У STOUT STH-0006 мембрана сменная, её меняют через фланец. У STH-0004 и STH-0005 в карточках указана несменная мембрана — такую модель меняют целиком. Порядок: перекрыть кран, слить воду, снять корпус, выставить воздух в новом, поставить, открыть кран и подпитать систему.

Расширительные баки из каталога: размеры и характеристики

В карточке смотрите объём, заводское давление воздуха, максимальное давление, резьбу и сменная ли мембрана. Плоские модели ставят в тесную нишу, у них ниже предельное давление.

Все модели — в разделе расширительные баки для отопления и группы безопасности. Для водопровода — расширительные баки для водоснабжения.

Вопросы и ответы

Объём, давление воздуха, максимальное давление, температура, размеры, подключение и мембрана — из карточек каталога. Коэффициенты расширения посчитаны по плотности воды, объём бака — по закону Бойля — Мариотта, как в методике EN 12828. Расчёты — ориентир для частного дома; для своей системы сверяйтесь с паспортами оборудования.