Мембранный бак: как работает конструкция расширительного типа — устройство, принцип работы расширителя

Назначение и эксплуатационные характеристики мембранного расширительного бака

При нагреве теплоносителя за счет увеличения объема жидкости повышается давление в котлах и контуре отопительной системы. Поскольку вода является несжимаемой средой, а сама система герметична, это может привести к поломке труб или котлов

Для решения возникающей проблемы недостаточно поставить клапан для выдавливания излишнего объема нагретого носителя, и вот почему: при охлаждении жидкость будет сжиматься, а на ее место в контур непременно попадет воздух, который будет мешать циркуляции теплоносителя. Соответственно, из радиаторов потребуется постоянно спускать воздух и добавлять новый теплоноситель, в результате чего нагрев воды окажется весьма дорогим.

По этой причине мембранный расширительный бак для отопления является оптимальным решением. Такой гидроаккумулятор представляет собой резервуар, подключенный к отопительной системе посредством трубы. Излишнее давление в нем компенсируется его объемом; таким образом обеспечивается безопасность системы и полноценная работа отопительного контура. Расширитель принимает в себя какое-то количество жидкости при повышении объема и давления, а затем, когда эти показатели понижаются, возвращает ее назад. От аналогичных устройств другого типа эти приборы отличаются следующими преимуществами:

• их можно успешно применять практически в любой воде, в частности – с высоким содержанием кальция;
• такие баки разрешается использовать для питьевой воды;
• они имеют большой полезный вытесняемый объем (по сравнению с баками без мембраны);
• подкачка воздуха в бак-расширитель требуется в минимальном количестве;
• установка прибора осуществляется быстро и не требует больших затрат;
• расходы на эксплуатацию и поддержание устройства в рабочем состоянии минимальны.

Однако расширительный бак имеет и недостатки. Иногда при его монтаже возникают проблемы, связанные с большим размером прибора: вследствие того, что жидкость отдает тепло гидроаккумулятору, теплопотери могут увеличиваться. Чтобы избежать неконтролируемых теплопотерь, устройство рекомендуется утеплять.

Также в таких приборах существует повышенный риск образования ржавчины.

Преимущества и недостатки

Бачок-расширитель вбирает в себя определенное количество воды при увеличении ее объема, затем возвращает. В качестве выраженных плюсов таких устройств следует отметить:

• возможность применения для любой жидкости, циркулирующей в комплексах водоснабжения и отопления, даже с чрезмерным содержанием кальция;
• отсутствие потребности в подкачке большого количества воздуха (если сравнивать с баками, работающими без мембраны);
• простота и сравнительная дешевизна монтажа конструкций;
• существенная экономия в процессе эксплуатации.

Нельзя умолчать и об имеющихся минусах резервуаров-расширителей. К таковым относятся:

• повышенная вероятность возникновения ржавчины в агрегатах;
• увеличенные теплопотери из-за передачи тепла гидроаккумулятору;
• внушительные габариты, требующие достаточно места для установки.

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