Расширительный сосуд (бак) – емкость, служащая для приема в системе избытка воды, образующегося при ее нагревании, а также для создания определенного запаса воды с целью компенсации возможных ее утечек из системы, поддержания заданного гидравлического давления, удаления лишней воды из системы в водосток и в некоторых случаях для удаления воздуха (рис. 6.5). Расширительный сосуд применяют в изолированной системе отопления одного здания и в системе отопления нескольких зданий при их тепловой мощности не более 6 МВт, когда утечка воды в распределительных теплопроводах еще не вызывает постоянного действия подпиточных насосов на тепловой станции. Расширительный сосуд может быть открытым, сообщающимся с атмосферой, и закрытым, находящимся под переменным избыточным давлением газовой «подушки».

Рис. 6.5. Расширительные баки: а – А16В041; б – А16В042; в – А16В043; 1 – корпус бака; 2 – поплавковое реле;З – спускной штуцер; 4 – люк

Расширительный сосуд изготовляют стандартных размеров, цилиндрическим или прямоугольным, из листовой стали толщиной 3–4 мм. Внутри и снаружи сосуд окрашивают свинцовым суриком, разведенным на натуральной олифе. Для нормальной работы системы к расширительному сосуду присоединяют расширительную трубу диаметром 25–32 мм, соединяющую бак с высшей точкой системы; циркуляционную трубу диаметром 20–25 мм, присоединяемую к дну сосуда и предназначенную для циркуляции воды в сосуде, что предохраняет ее от замерзания; контрольную (сигнальную) трубу диаметром 20 мм, прокладываемую от расширительного сосуда к раковине в котельной, чтобы определить степень заполнения системы, и присоединяемую на высоте 250 мм от дна сосуда; переливную трубу диаметром 32–50 мм для отвода излишней воды из сосуда, которую присоединяют на расстоянии 100 мм от верха сосуда. Трубы диаметром 20–32 мм применяют для сосудов вместимостью от 100 до 500 л; диаметром 25–50 мм – вместимостью до 4000 л. Расширительные сосуды, устанавливаемые в холодном помещении, например на чердаке, утепляют теплоизоляционной мастикой.

Открытый расширительный сосуд в гравитационных системах водяного отопления присоединяют к главному стояку. В насосной системе отопления расширительную и циркуляционную трубы присоединяют к общей обратной магистрали близ всасывающего патрубка насоса на расстоянии не менее 2 м между точками присоединения этих труб для обеспечения надежной циркуляции воды через бак. Полезный объем сосуда зависит от вида отопительных приборов: он максимален при использовании секционных радиаторов и минимален при использовании конвекторов. Закрытый расширительный сосуд присоединяют перед насосом, но не обязательно в верхней точке системы отопления. Часто его устанавливают рядом с котлом, при этом не нужно монтировать переливную и контрольную трубы, теплоизолировать сосуд. Кроме того, в этом случае не приходится тратить теплоту на подогрев воды в сосуде и насыщать теплоноситель кислородом воздуха. Закрытый расширительный сосуд представляет собой герметичную стальную емкость, внутри которой закреплен эластичный баллон (обычно из бутил каучука), сообщающийся с теплопроводами системы отопления. При повышении температуры воды увеличение ее объема в системе отопления воспринимается баллоном, который, увеличиваясь в размерах, вытесняет часть воздуха, постоянно находящегося в зазоре между ним и внутренними стенками сосуда. При снижении температуры воды и уменьшении объема баллона количество воздуха, необходимое для поддержания постоянного давления воды в системе отопления, подается специальным устройством или компрессором.

В насосных системах центрального отопления расширительный сосуд не может в полной мере обеспечить удаление воздуха из системы, что приводит к нарушению циркуляции теплоносителя и вызывает ускоренную коррозию стальных труб и приборов.

Воздух попадает в систему при заполнении ее теплоносителем, а также вносится водой в процессе эксплуатации. Количество растворенного воздуха, переходящего в свободное состояние, зависит от температуры и давления теплоносителя в системе. Эксплуатация систем отопления на деаэрированной воде, из которой удален воздух, не устраняет опасности образования газовых пробок, так как в результате химической реакции с образованием гидроксида железа II, превращающегося затем в окалину, выделяется водород. Поэтому в системах отопления необходимо устанавливать воздухосборники или воздухоотводчики (см. рис. 4.2). В гравитационных системах отопления, в которых скорость воды небольшая, подающую магистраль прокладывают с подъемом к расширительному сосуду, через который и выпускается воздух. Горячие подводки прокладывают с подъемом к стоякам, а обратные – к приборам, т. е. уклоны выполняются в сторону движения теплоносителя. В насосных системах отопления с верхней разводкой воздух выпускают через воздухосборники, устанавливаемые на наиболее удаленных стояках. Подающую магистраль прокладывают с подъемом к удаленному стояку, благодаря чему направления движения воздуха и воды совпадают, и воздух полностью удаляется. При нижней разводке воздух, собирающийся в отопительных приборах, которые расположены в верхней части системы, удаляется в атмосферу периодически с помощью ручных и воздушных автоматических кранов или централизованно через специальную воздушную трубу. Чтобы обеспечивать надежное воздухо-и газоудаление, магистральные теплопроводы прокладывают с уклонами. Если скорость движения воды в магистральных теплопроводах диаметром более 50 мм превышает 0,25 м/с, то допускается их прокладка без уклона.

В системах парового отопления воздух, будучи тяжелее пара, скапливается в нижней части в конденсатных трубах и удаляется из них или из конденсатосборника с помощью воздушных трубок. В отопительных котельных помимо запорной и регулирующей арматуры, применяемой в системах отопления, используется и специальная: предохранительные самопритира-ющиеся безрычажные грузовые полноподъемные клапаны КПС-0,7 и петлевые приспособления, предохраняющие котлы от повышения в них давления выше максимально допустимого, редукционные клапаны. Значительная часть арматуры регулируется автоматически в зависимости от режима работы котлов. Для этого котлы оборудуются водоуказательными приборами (для наблюдения за уровнем воды), манометрами, термометрами, электротехническими устройствами, средствами автоматизации и сигнализации.