Подбирайте расширительный бак солнечной системы так, чтобы он мог принять весь объем теплоносителя коллектора в виде пара, а не только тепловое расширение жидкости. Сложите объем коллектора, объем расширения и резерв 3 литра, затем умножьте на коэффициент давления. Типичному бытовому полю площадью 5 м² нужно 25 литров, тогда как для контура котла того же объема хватило бы 12–18 литров.
Чем расширительный бак солнечной системы отличается от бака системы отопления?
Потому что солнечный контур рассчитан на закипание. Когда накопитель полон и насос останавливается, абсорбер продолжает поглощать тепло: в течение нескольких минут жидкость внутри него вскипает, превращаясь в пар, и вытесняет оставшуюся жидкость из коллектора вниз, в трубопроводы. Бак должен принять и этот вытесненный объем, и обычное тепловое расширение, иначе откроется предохранительный клапан на 6 бар, и система потеряет жидкость, а вместе с ней — защиту от замерзания.
Контур котла так не работает. Его бак компенсирует лишь изменение объема воды, нагретой до 80 °C, примерно на 4–8% и ничего более. Если поставить такой бак в солнечный контур, придется подпитывать систему после каждой жаркой неиспользуемой недели — классическая причина того, что система теряет давление каждое лето, и постоянная тема в материале о проблемах перегрева и стагнации.
Какова формула подбора?
Принятый в Европе подход складывает три объема и применяет коэффициент давления:
V = (V_reserve + V_expansion + V_vapour) × (p_end + 1) / (p_end − p_pre)
| Величина | Что означает | Типичное значение |
|---|---|---|
| V_reserve | Жидкость, постоянно находящаяся в баке | 3 л или 0,5% объема системы |
| V_expansion | Тепловое расширение заправленной жидкости | Объем системы × 0,08 для гликоля при нагреве с 20 до 120 °C |
| V_vapour | Объем жидкости в коллекторе плюс трубопроводы выше подключения коллектора | По паспорту коллектора, обычно 0,8–1,5 л на м² |
| p_end | Конечное давление — уставка предохранительного клапана минус 10% | 5,4 бар при клапане на 6 бар |
| p_pre | Давление предварительной накачки бака | Рабочее давление минус 0,3 бар |
Сам компонент описан в статье глоссария о расширительном баке; здесь важно, что V_vapour — это слагаемое, которое практика для котлов опускает, и оно нередко составляет треть от общего объема.
Пример расчета: плоские коллекторы 5 м², статическая высота 8 м
| Исходные данные | Значение |
|---|---|
| Объем жидкости в системе (коллекторы, трубы, змеевик) | 40 л |
| Объем жидкости в коллекторах | 5 л |
| Статическая высота | 8 м |
| Рабочее давление (1,0 + 0,1 × 8) | 1,8 бар |
| Давление предварительной накачки (1,8 − 0,3) | 1,5 бар |
| Конечное давление (клапан на 6 бар − 10%) | 5,4 бар |
V_reserve = 3 л. V_expansion = 40 × 0,08 = 3,2 л. V_vapour = 5 л плюс около 1 л трубы выше подключения = 6 л.
Сумма = 12,2 л. Коэффициент давления = (5,4 + 1) / (5,4 − 1,5) = 1,64.
V = 12,2 × 1,64 = 20 л → выберите ближайший стандартный размер, 25 л.
Для поля комбисистемы площадью 10 м² тот же расчет обычно дает 40–50 л. Округлять в большую сторону всегда выгодно: бак с запасом стоит на несколько евро дороже, а слишком маленький обходится в заправку гликоля каждое лето.
Какое давление предварительной накачки и заполнения нужно задать?
Установите давление предварительной накачки при отключенном баке и слитой жидкостной стороне, пользуясь автомобильным манометром и ручным насосом. Затем заполните контур до давления примерно на 0,1–0,3 бар выше рабочего, чтобы бак удерживал резервный объем, — около 1,9–2,0 бар в приведенном примере.
Две сопутствующие детали определяют, долго ли прослужит бак:
- Защитите мембрану от пара. Установите предвключенный бак или оставьте два–три метра неизолированной медной трубы между тройником и баком, чтобы пар конденсировался до того, как достигнет резины. Мембраны «запекаются» при длительном нагреве выше примерно 70 °C.
- Установите его так, чтобы горячая жидкость не попадала в него конвекцией. Солнечные баки обычно подвешивают ниже точки подключения, а труба поднимается к тройнику.
Как проверить, что имеющийся бак по-прежнему подходит?
Раз в год и после каждого жаркого периода, который переводил коллекторы в стагнацию:
- Считайте давление в холодной системе и сравните его с расчетным давлением заполнения.
- Отключите бак, слейте жидкость с его жидкостной стороны и проверьте давление предварительной накачки манометром; жидкость в ниппеле (клапане Шрадера) означает отказ мембраны.
- Поищите засохший гликоль под сбросом предохранительного клапана — свидетельство того, что бак был слишком мал или «спущен», чтобы принять вытесненный объем при последней стагнации.
- Повторите расчет, если коллекторов стало больше; увеличение поля без увеличения бака гарантирует лето бесконечных подпиток.
Подбирайте объем бака по объему жидкости в коллекторах реального поля, а не по практическому правилу, потому что слагаемое пара зависит от типа коллектора: вакуумные трубки содержат меньше жидкости на м², чем плоские коллекторы, но достигают более высоких температур стагнации, поэтому оба эффекта нужно рассчитывать, а не предполагать. Это и самая дешевая страховка во всем контуре — именно бак удерживает антифриз внутри системы.
Часто задаваемые вопросы
Какой расширительный бак нужен солнечной системе горячего водоснабжения?
Примерно 18–25 литров для бытового поля 4–6 м² и 40–50 литров для комбисистемы 10 м². Точное значение получается сложением объема жидкости в коллекторах, расширения жидкости и резерва 3 литра с последующим применением коэффициента давления, заданного уставкой предохранительного клапана и давлением предварительной накачки бака.
Можно ли использовать обычный расширительный бак системы отопления в солнечном контуре?
Нет. Стандартные баки систем отопления рассчитаны только на тепловое расширение, а их мембраны не рассчитаны на температуры, которые развивает коллектор при стагнации. Используйте бак, рассчитанный на солнечные системы, подобранный так, чтобы принять весь объем коллектора в виде пара.
Какое давление предварительной накачки должно быть у расширительного бака солнечной системы?
Примерно на 0,3 бар ниже рабочего давления системы, которое, в свою очередь, составляет около 1 бар плюс 0,1 бар на каждый метр статической высоты. Для двухэтажного дома это означает давление предварительной накачки около 1,5 бар и давление холодного заполнения около 2 бар.
Как понять, что мой расширительный бак слишком мал?
Система теряет давление после каждого жаркого периода с малым водоразбором, а под сбросом предохранительного клапана вы находите кристаллы засохшего гликоля. Бак с правильным давлением предварительной накачки и целой мембраной, который все равно не может этого предотвратить, просто слишком мал для объема коллектора.