Об’єм мембранного бака рахують за формулою V = (VL × E) / D, де D = (PV − PS) / (PV + 1). Для системи на 300 л із нагрівом до 80 °C, передзарядкою 1,5 бар і максимальним робочим тиском 2,5 бар отримаємо 31,5 л, тобто серійний бак на 35 л. Швидка перевірка: 10–15% об’єму системи. Нижче формула зі змінними, таблиці й три приклади.
Навіщо потрібен розширювальний бак і що буде, якщо помилитися з об’ємом
Вода при нагріванні розширюється на 0,3–0,35% на кожні +10 °C, а стиснутися в закритій системі не може. Надлишок приймає мембранний бак: мембрана прогинається, повітря в сухій камері стискається, тиск у контурі росте плавно.
Якщо бак замалий
Мембрана впирається у стінку корпусу раніше, ніж система вийде на робочу температуру. Тиск підстрибує до уставки клапана 3 бар, клапан скидає теплоносій, після охолодження тиск падає нижче 1 бар, і ви робите підживлення. Кожне підживлення вносить воду з розчиненим киснем, а кисень – це корозія радіаторів і теплообмінника.
Якщо бак завеликий
Пораду «беріть із запасом» дають усі, мінусів не пояснює ніхто. Перший: переплата, бо 24 л коштують близько 1 500 грн, а 100 л – 5 437 грн. Другий: мембрана рухається на кілька міліметрів, вода в нижній частині корпусу застоюється. Третій: перепади тиску згладжуються, і манометр перестає показувати витік чи завоздушення. Беріть найближчий номінал угору, а не «вдвічі більше».
Закрита чи відкрита система: який бак потрібен
У відкритій системі бак стоїть у найвищій точці й сполучається з атмосферою: ємність без мембрани, об’єм 5–8% контуру, вода випаровується і насичується киснем. Закрита система герметична, працює під тиском 1,5–2 бар і вимагає мембранного бака. Все далі – про закриті системи, де об’єм залежить ще й від двох тисків: передзарядки та максимального робочого.
Червоний чи синій бак: опалення проти водопостачання
Зовні баки схожі, призначення різне, і це найчастіша помилка.
8 бар для опалення, 10 бар для водопостачання
Червоні баки IMERA серії R розраховані на 8 бар і мембрану до +100 °C. Сині гідроакумулятори на 10 бар – для холодної питної води: мембрана з харчовим допуском, контакт із теплоносієм 80 °C її руйнує. Заміна не працює в жодну сторону.
Мембрана EPDM/SBR, проточна чи змінна
Баки до 24–35 л мають незмінну мембрану: порвалася – міняють бак цілком. Від 50 л доступна фланцева конструкція, куди ставлять нові мембрани для розширювальних баків. Матеріал для опалення – EPDM або SBR, до +100 °C.
Окремо баки для геліосистем
У сонячних колекторах теплоносій періодично закипає, а контур заповнений гліколем. Для цього є окрема лінійка баків для геліосистем із термостійкою мембраною: звичайний червоний бак у геліоконтурі виходить із ладу за один-два сезони.
Крок 1. Визначаємо об’єм теплоносія в системі
Точний метод
Складіть три складові:
- Котел – з паспорта: у настінних газових це 1,5–4 л.
- Радіатори або тепла підлога – за таблицею нижче.
- Труби – за формулою V = 0,785 × d² × L, де d – внутрішній діаметр у метрах, L – довжина, результат у м³ (×1000 для літрів).
| Внутрішній діаметр труби | Літрів на 1 погонний метр |
|---|---|
| 12 мм | 0,113 |
| 16 мм | 0,201 |
| 20 мм | 0,314 |
| 26 мм | 0,531 |
| 32 мм | 0,804 |
| 40 мм | 1,256 |
| 50 мм | 1,963 |
Швидкий метод
Якщо проєкту немає: 15 л на 1 кВт потужності котла. Котел на 20 кВт дає близько 300 л. Метод грубий, але достатній: бак усе одно береться з дискретного ряду.
Таблиця за типом опалювальних приладів
| Тип приладів | Літрів на 1 кВт потужності |
|---|---|
| Радіатори | 10,5 |
| Конвектори | 7 |
| Тепла підлога | 17 |
Крок 2. Коефіцієнт розширення теплоносія
Коефіцієнт E показує, на яку частку зросте об’єм води при нагріванні від 10 °C до робочої.
| Максимальна температура, °C | Коефіцієнт розширення E |
|---|---|
| 40 | 0,008 |
| 50 | 0,012 |
| 60 | 0,017 |
| 70 | 0,022 |
| 80 | 0,029 |
| 90 | 0,036 |
| 99 | 0,043 |
Для радіаторів беріть 80 °C (E = 0,029), для теплої підлоги – 50 °C (E = 0,012), для твердопаливного котла – рядок 99 °C.
Крок 3. Формула розрахунку об’єму бака
Інженерна форма:
V = (VL × E) / D, де D = (PV − PS) / (PV + 1)
- V – шуканий об’єм бака, л;
- VL – об’єм теплоносія в системі, л;
- E – коефіцієнт розширення з таблиці вище;
- D – коефіцієнт корисної місткості: частка номінального об’єму, яку бак реально приймає;
- PV – максимальний робочий тиск, бар: беруть 2,5, на 0,5 бар нижче за уставку клапана 3 бар;
- PS – тиск передзарядки бака, бар.
Розгорнута форма тієї ж формули:
V = e × C / (1 − (Pпоч + 1) / (Pмакс + 1))
Тут e – коефіцієнт розширення, C – об’єм системи, Pпоч – передзарядка, Pмакс – максимальний робочий тиск; одиниця в дужках переводить надлишковий тиск в абсолютний.
Приклад 1. Система на 300 л
Дано: VL = 300 л, нагрів від 10 до 80 °C (ΔT = 70 °C), E = 0,029 ≈ 0,03. Передзарядка PS = 1,5 бар, PV = 2,5 бар.
- D = (2,5 − 1,5) / (2,5 + 1) = 1 / 3,5 = 0,2857
- Об’єм розширення: 300 × 0,03 = 9 л
- V = 9 / 0,2857 = 31,5 л
- Найближчий серійний номінал угору – 35 л
Перевірка резерву: бак має вміщати не менше 3% об’єму системи, тобто 9 л. Бак на 35 л умову виконує.
Чому 2,5, а не 3 бар: при PV = 3 вийшло б D = 0,375 і V = 24 л, тобто бак повний рівно до відкриття клапана. Ці 0,5 бар і є різниця між 24 і 35 л.
Приклад 2. Будинок 150–180 м², радіатори
Дано: котел 20 кВт, радіатори. Об’єм системи: 20 × 10,5 = 210 л радіаторів, труби 30 л, котел 5 л, разом 245 л. Нагрів до 80 °C, E = 0,029. Висота стовпа 7 м, статичний тиск 0,7 бар, тому PS = 1,2 бар, PV = 2,5 бар.
- D = (2,5 − 1,2) / 3,5 = 1,3 / 3,5 = 0,3714
- Об’єм розширення: 245 × 0,029 = 7,1 л
- V = 7,1 / 0,3714 = 19,1 л
- Серійний номінал угору – 24 л
Із заводською передзарядкою 1,5 бар D впав би до 0,2857, а розрахунок дав би 24,9 л, тобто вже 35 л.
Як порахувати швидко: правило 10% і коли воно бреше
Спрощене правило: об’єм бака = 10–15% об’єму системи. У прикладі 1 воно дає 30 л проти 31,5, у прикладі 2 – 24,5 л проти 19,1, тобто той самий типорозмір. Але воно бреше у двох випадках:
- Висока передзарядка. При висоті стовпа 15 м передзарядка близько 2,0 бар, D = (2,5 − 2,0) / 3,5 = 0,1429, і системі на 300 л потрібно 63 л, тобто 21% об’єму. Помилка удвічі.
- Множник 0,08. «8% об’єму» дає для прикладу 1 лише 24 л замість 31,5: значення занижене, воно з моделі з передзарядкою 0,5 бар.
Крок 4. Передзарядний тиск і висота системи
- Виміряйте висоту від бака до найвищої точки системи, у метрах.
- Розділіть на 10 – це статичний тиск у барах: 7 м / 10 = 0,7 бар.
- Додайте 0,2–0,3 бар. Це і є передзарядка: у прикладі 1,0–1,2 бар.
- Перевірте, що PV = 2,5 бар нижчий за уставку клапана 3 бар.
- Виставте тиск на порожньому баку, до підключення, з точністю ±0,1 бар.
Заводська передзарядка більшості баків – 1,5 бар, це система висотою до 12 м. Для двоповерхового будинку її знижують, інакше бак працює не на повну.
Поправка на антифриз: гліколь у системі
Гліколеві розчини розширюються сильніше за воду, і це пропускають майже всі калькулятори.
| Теплоносій | Розширення при 95 °C |
|---|---|
| Вода | 4,0% |
| 10% етиленгліколю | 4,4% |
| 20% етиленгліколю | 4,8% |
| 30% етиленгліколю | 5,2% |
Те саме при 80 °C у вигляді E:
| Теплоносій | E при 80 °C |
|---|---|
| Вода | 0,029 |
| 10% гліколю | 0,032 |
| 50/50 вода-гліколь | 0,0436 |
Практичне правило: на антифризі беріть бак на 50% більший за розрахунковий для води. Приклад 3: система на 300 л із прикладу 1, але з 30-відсотковим розчином. 31,5 × 1,5 = 47,2 л, номінал – 50 л, модель RV50 за 2 636 грн.
Готові рішення за площею будинку
| Об’єкт | Об’єм системи | Бак | Модель IMERA |
|---|---|---|---|
| Будинок 100 м², радіатори | 150–180 л | 18–24 л | R18 (~1 430 грн), R24 (~1 500 грн) |
| Будинок 150–200 м², радіатори | 220–300 л | 24–35 л | R24 (~1 500 грн), 35 л |
| Тепла підлога 120 м² | 300–400 л | 35–50 л | 35 л, RV50 (2 636 грн) |
| Котел 20 кВт, радіатори | ~300 л | від 30 л | 35 л |
| Система з гліколем 300 л | 300 л | 50 л | RV50 (2 636 грн) |
Стандартний ряд IMERA: 8, 12, 18, 24, 35, 50, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1000 л. R8 коштує 1 112 грн, RV100 – 5 437 грн, RV400 – 18 204 грн. Асортимент – у розділі розширювальні баки, підбір під систему – [email protected] або +38 (067) 447 24 10, Пн-Пт 09:00–19:00.
Куди ставити бак
Бак монтують на зворотній магістралі, до циркуляційного насоса. На зворотці температура нижча на 15–20 °C, що продовжує ресурс мембрани, а положення перед всмоктувальним патрубком тримає стабільний тиск і не дає кавітації, і це стосується будь-яких циркуляційних насосів IMP Pumps.
Патрубок направляють угору або вбік, щоб повітря не збиралося у водяній камері. Баки від 24 л кріплять до стіни: заповнений бак на 50 л важить понад 55 кг, різьба такого не тримає. Кріплення підбирають під діаметр корпусу.
Часті помилки при підборі
- Купують синій гідроакумулятор на 10 бар замість червоного бака на 8 бар.
- Не змінюють заводську передзарядку 1,5 бар під висоту системи.
- Міряють передзарядку на баку, підключеному до заповненої системи: манометр покаже тиск води, а не повітря.
- Рахують об’єм «на око», забувши про труби теплої підлоги.
- Ігнорують гліколь і отримують спрацювання клапана в перший морозний тиждень.
FAQ
Як підібрати розширювальний бак для опалення? Порахуйте об’єм системи (за паспортом і таблицею труб або швидко: 15 л на 1 кВт котла), візьміть коефіцієнт розширення за максимальною температурою і підставте у формулу V = (VL × E) / D, де D = (PV − PS) / (PV + 1). Округліть угору до номіналу: 8, 12, 18, 24, 35, 50, 80, 100 л.
Скільки атмосфер повинно бути в розширювальному бачку? Передзарядка дорівнює статичному тиску плюс 0,2–0,3 бар. Статичний тиск – це висота системи в метрах, поділена на 10: для будинку висотою 7 м це 0,7 бар, тому передзарядка 1,0–1,2 бар. Заводська настройка більшості баків – 1,5 бар, під низьку систему її знижують. Точність ±0,1 бар.
Як розрахувати об’єм води в системі опалення? Складіть об’єм котла з паспорта, об’єм приладів (радіатори 10,5 л/кВт, конвектори 7 л/кВт, тепла підлога 17 л/кВт) і об’єм труб за формулою V = 0,785 × d² × L. Труба 16 мм містить 0,201 л на метр, 32 мм – 0,804 л. Швидка оцінка: 15 л на 1 кВт котла.
Який тиск має бути в розширювальному бачку опалення? Розрізняйте три величини. Передзарядка повітря в сухій камері – 1,0–1,5 бар залежно від висоти системи. Робочий тиск у холодній системі – 1,5–2 бар. Максимальний робочий у розрахунку – 2,5 бар, тобто на 0,5 бар нижче за уставку клапана. Корпус IMERA витримує 8 бар.
Який бак потрібен для газового котла на 24 кВт? За швидким методом система становитиме близько 360 л (15 л на 1 кВт). При 80 °C, передзарядці 1,2 бар і PV = 2,5 бар: 360 × 0,029 = 10,4 л, D = 0,3714, V = 28 л. Номінал угору – 35 л. Багато настінних котлів мають вбудований бак на 6–8 л, його об’єм зараховується у загальний.
Чим розширювальний бак відрізняється від гідроакумулятора? Розширювальний бак працює в опаленні: 8 бар, мембрана EPDM або SBR до +100 °C, корпус червоний. Гідроакумулятор працює у водопроводі: 10 бар, мембрана з харчовим допуском, корпус синій. Порівняння лінійок є у матеріалі Гідроакумулятори і розширювальні баки IMERA.
