Назначение и устройства расширительного сосуда
Расширительный бак для водоснабжения применяют для стабилизации рабочего давления, защиты оборудования от возможных гидроударов, а также для выравнивания температурных показателей жидкости. Работа гидробаков протекает автономно на основании полученных данных о состоянии системы и не требует наличия насосов, компрессора или подключения к электросети.
Расширительный бак.
Характеристика закрытых расширительных баков
Расширительные емкости – это резервуары цилиндрической или шарообразной формы с горизонтальным или вертикальным расположением рабочей камеры. Могут быть напольной или подвесной конструкции.
Оборудование предназначено для обеспечения бесперебойной эксплуатации систем водоснабжения жилого дома, подключенных к центральной сети. Для работы в структуре водопровода, подающего ресурс из подземных источников (скважины, колодцы), предназначены гидроаккумуляторы. Они поставляются в комплекте насосных станций, у них то же назначение, но другие требования и условия эксплуатации.
Особенности устройства и конструкции
Расширительный бак представляет собой непроницаемую емкость, выполненную из высоколегированной стали. Пространство рабочей камеры прибора делит на две части резиновая мембрана, которая по своей форме и способу крепления может быть двух видов.
В первом варианте – это вертикально установленный клапан, с одной стороны которого находится воздух, а с другой – вода. Вторая модификация устройства изготавливается в форме сплошной грушевидной емкости из резины, которая внизу, через выпускной клапан, фиксируется к корпусу прибора. Внутри мембраны находится жидкость, а снаружи – воздух.
Баки для бытового использования поставляются в торговую сеть размером от 8 до 150 л. Модели от 50 л снабжаются опорными стойками, штуцером для подключения дополнительных устройств и манометром для измерения давления.
Принцип работы гидроаккумулятора
Принцип работы гидроаккумулятора.
Гидроаккумулятор – это стальная емкость с металлическими опорами. Внутри корпуса находится две камеры – воздушная и гидравлическая. Верх воздушной камеры оборудован ниппелем, через который можно сбросить или накачать воздух. Низ емкости заканчивается специальным штуцером для соединения с водопроводом.
Принцип работы мембранного механизма следующий: после запуска перекачивающей станции вода подается в бачок прибора до тех пор, пока плотность в системе не превысит максимально допустимого уровня, после чего реле отключает гидроаккумулятор. При открытии кранов объем воды в камере уменьшается, сила напора падает, автомат подключает насос, и давление стабилизируется.
Классификация по области применения
Расширительные баки по своему внешнему виду и способу изготовления разделяют на открытые и закрытые конструкции. Оборудование открытого типа – это емкость накопительного действия, которая применяется в загородных домах с ограниченным водоснабжением. Размер и материал резервуара подбирают с учетом необходимого объема воды в сутки. Камеры такого типа используют в качестве дополнительного оборудования при устройстве отопления жилых зданий.
Устройства закрытого типа служат для компенсации температурных расширений и стабилизации давления в следующих системах:
- подачи холодной воды;
- горячего водоснабжения;
- отопления;
- водоочистки.
Материалы для гидропневматического оборудования
Безотказная работа любого гидропневматического агрегата зависит от правильного выбора мембраны. В зависимости от области применения и условий эксплуатации деталь может изготавливаться из следующих материалов:
- Натуральная резина – предназначена для приборов с рабочим температурным диапазоном -5…+50°С.
- Бутил-каучуковая диафрагма – работает в пределах 0…+120°С.
- EPDM – синтетический эластомер, эксплуатируется в режиме +1…+110°С, рабочий напор жидкости – до 12 бар.
- SBR-диффузор из стирол-бутадиеновой резины для горячего и холодного водоснабжения – до 15 бар, +1…+100°С.
Расчет объема бака перед выбором
Для того чтобы правильно настроить систему водопровода квартиры, нужно не ошибиться в выборе объема расширительного бака. Методика расчета размера емкости построена на сборе информации о бытовых приборах, расположенных в квартире.
Расчет объема бака перед выбором.
Составляем перечень точек подключения с указанием числа каждого типа оборудования, частоты включения в сутки и определяем суммарный коэффициент расхода воды (Cy). Например, есть два умывальника, общая частота использования 6 раз/сутки: 2х6 = 12. Такие вычисления необходимо произвести с каждым наименованием. Затем сложить все значения. Полученная сумма и будет показателем потребления ресурса в квартире.
После этого необходимо воспользоваться таблицей из международного способа расчета UNI 9182, подставить суммарный коэффициент и выбрать резервуар нужного размера.
На основании опыта использования системы расчетов объем емкости для квартиры равен:
- до 3 потребителей – расширительный бак до 24 л;
- до 8 точек – 50 л;
- свыше 10 приборов – 100 л.
Горизонтальная и вертикальная ориентация
Какой ориентации приобрести гидробак, зависит от размера емкости и свободного места в квартире. В стандартном варианте резервуары объемом до 50 л выпускают с возможностью монтажа прибора на стены помещения и с вертикальным расположением корпуса.
Гидроаккумуляторы большей вместимости предусматривают несколько способов установки. Они могут быть как вертикальной, так и горизонтальной ориентации. В зависимости от комплектации приборы могут поставляться в составе насосной станции или в виде отдельного агрегата для автономных систем.
Схемы подключения гидробаков
Для того чтобы подключить гидропневматические баки к холодному или горячему водопроводу, они должны быть оснащены:
Схема подключения гидробака.
- подающим, спускным и отводящим патрубками;
- манометром;
- предохранительным клапаном;
- датчиком уровня;
- ниппелем – устройством для регулирования и пополнения воздуха.
Расширительные емкости для холодной воды устанавливают в самой нижней точке распределительной системы. Баки для горячего водоснабжения монтируют на трассе трубопровода со стороны подачи жидкости к нагревательному оборудованию (теплообменник, бойлер и др.).
Выполнение установки расширительного бака
Монтаж агрегата производится в помещении с температурой не ниже 0°C. Минимальное расстоянии от стен и плит перекрытий – не более 60 см. Вокруг установленного оборудования необходимо обеспечить проход для доступа к воздушному крану, сливному клапану, запорной арматуре. Не допускается воздействие веса подключенного оборудования и трубопроводов на корпус прибора.
Перед установкой гидробака в камере необходимо измерить манометром плотность воздуха, она должна соответствовать техническим характеристикам механизма. Точную регулировку можно выполнить через ниппель в верхней части резервуара. Монтаж устройства (вертикально или горизонтально) зависит от объема бака и указывается в рекомендациях завода-изготовителя при покупке оборудования.
Особенности регулировки гидроаккумулятора
Настройка рабочих характеристик гидроаккумулятора происходит следующим образом:
- Проверяем давление в воздушной камере. Для этого подключаем манометр к резиновому клапану, расположенному в верхней части емкости.
- Если полученные значения не соответствуют рекомендуемым, то нажатием на ниппель стравливаем воздух и снижаем давление или накачиваем газ для повышения силы напора.
- Затем открываем защитный кожух реле и при помощи большой гайки регулируем верхний уровень срабатывания, отвечающий за остановку насоса при максимальном давлении.
- Нижняя граница запуска оборудования настраивается малым креплением.
- Закрываем корпус реле и проверяем результаты.
Настройка давления бака в системе водоснабжения
Гидроаккумулятор поступает в торговую сеть с базовыми настройками производителя оборудования. Иногда такие параметры не соответствуют условиям эксплуатации.
Настройка давления бака в системе водоснабжения.
Корректировка работы расширительного бака показана в следующих ситуациях:
- После установки агрегата. Регулировка значений согласно техническим нормам региона.
- Слабый напор в системе.
- Бак не наполняется.
- Замена мембраны на новую.
- Ремонт магистрали.
- В воздушной камере превышены рекомендуемые значения, основания – показания манометра.
- Нарушен температурный режим горячего водоснабжения.
При корректировке давления в газовом отсеке прибора следует учитывать, что для защиты емкости от коррозии воздушная камера на заводе заполняется осушенным азотом. Поэтому при регулировке плотности воздуха в газовой полости или наполнении резервуара после смены мембраны рекомендуется пользоваться техническим азотом.
Предохранительные клапаны устройства должны быть отрегулированы так, чтобы рабочее давление в защищенном сегменте не превышало нормативное более чем на 10 %, а при установленном значении до 0,5 МПа ≤ 0,05 МПа.
Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя
Расширительные баки для систем горячего водоснабжения компенсируют изменения объема жидкости в границах допустимой минимальной и максимальной температуры, а также поддерживают давление в проектном диапазоне.
Мембранная емкость для ГВС устанавливается непосредственно в точке подачи холодной воды в систему. Оптимальной считается установка резервуара после редуктора давления. Концентрация воздуха в камере гидроаккумулятора должна быть на 0,25 бар выше, чем показатели рабочего напора в магистрали, или на 0,2 бар больше, чем установленное давление на выходе редуктора.
При такой настройке излишки воды, периодически появляющиеся в системе из-за повышения температуры, в процессе охлаждения будут постепенно сбрасываться обратно в трубопровод.
Правила обслуживания гидробака
Правила обслуживания гидробака.
Установка, испытания и ремонт оборудования должны проводиться в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя специалистами, прошедшими специальную подготовку.
Любые изменения конструкции расширительной камеры с использованием сварных работ или посредством механических воздействий запрещаются.
Один раз в год требуется выполнять профилактический осмотр гидробака:
- Проверять давление в воздушной камере.
- Проводить внешний осмотр корпуса установки.
- Обследовать контрольно-измерительную аппаратуру (манометр, клапаны, реле и др.).
- Инспектировать герметичность трубопроводов и работу запорной арматуры.
Монтаж гидробака открытого типа
Расширительные емкости открытого типа – это навесное оборудование, которое монтируют в верхней точке магистрали. Место установки должно иметь хорошую вентиляцию во избежание формирования конденсата на поверхности прибора. Высота размещения емкости должна позволять свободный доступ к внутренней части резервуара для выполнения технического осмотра или ремонта рабочей камеры.
Резервуар оборудуется поплавковым клапаном, который устанавливается на входной магистрали. Он предназначен для поддержания в накопительной камере уровня жидкости, который исключает перелив воды через кромку бака.
Выводы по теме
Использование расширительных баков в системе водоснабжения квартиры позволяет получить контролируемую подачу воды с постоянным давлением, обеспечивающим стабильную безаварийную работу сантехнического оборудования.
Источник: https://vodasovet.ru/vodoprovod/rasshiritelnyj-bak
Источник
Мембранный расширительный бак предназначен для компенсации температурного расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления в закрытых системах отопления.
Жидкости, которые используются в системах отопления, при нагревании, за счет теплового расширения, увеличивают свой объем. Например, объем воды при нагревании до 90 оС увеличивается на 3,55%. Если в качестве теплоносителя в системе отопления применяют антифриз на основе этиленгликоля, то объем жидкости увеличивается еще более.
Мембранный расширительный бак для отопления. Устройство и схема работы. Через воздушный клапан (ниппель) воздушную камеру автомобильным насосом наполняют сжатым воздухом.
В закрытой системе отопления без расширительного бака даже незначительное повышение температуры приведет к резкому росту давления и срабатыванию предохранительного клапана. Избыточная часть теплоносителя через клапан выльется наружу.
Мембранный расширительный бак для отопления представляет собой сосуд, разделенный на две части подвижной мембраной. Одна часть сосуда соединена с системой отопления и заполнена теплоносителем. В другую часть сосуда закачивается воздух под определенным давлением.
При изменении объема жидкости в системе отопления, мембрана в баке перемещается в ту или другую сторону. В результате объем, занимаемый жидкостью в баке, тоже меняется. Сжатый воздух по другую сторону мембраны действует как пружина, поддерживая рабочее давление теплоносителя и не допуская срабатывания предохранительного клапана.
Эксплуатационные ограничения и требования безопасности
В зависимости от конструкции расширительного бака и применяемых материалов производители накладывают определенные ограничения на их использование в системах отопления.
Как правило, производители предъявляют определенные требования к составу и коррозионным свойствам жидкости — теплоносителю в системе отопления. Например, ограничивают содержание этиленгликоля в растворе антифриза.
Запрещается использование расширительного бака при давлениях, превышающих допустимые величины, указанные в технической документации производителя. В месте присоединения расширительного бака к системе отопления, обязательно требуется установка группы безопасности, которая контролирует и ограничивает давление в баке.
В системах отопления частных домов и автономного отопления квартир используют баки и другое отопительное оборудование с рабочим давлением не менее 3 бар.
Не допускается расширительный бак для отопления использовать в системах питьевого водоснабжения.
Установка, монтаж и подключение расширительного бака
Расширительный бак подключают к обратному трубопроводу отопительной системы со стороны всасывания циркуляционного насоса. 1 — мембранный расширительный бак; 2 — присоединительная запорная арматура и сливной кран; 3 — циркуляционный насос; 4 — кран подпитки
Расширительный бак устанавливают в отапливаемом помещении. Бак размещают в месте, легко доступном для обслуживания. Монтаж производят так, чтобы имелся доступ к воздушному ниппелю, фланцу и присоединительной арматуре.
Рекомендуется расширительный бак устанавливать вертикально, присоединительным патрубком вниз, а воздушным ниппелем вверх.
Расширительные баки небольшого размера обычно крепятся к стене с помощью кронштейна. Детали крепления, как правило, в комплект изделия не входят и заказываются отдельно. Баки большого размера устанавливают на пол, на ножках.
Расширительный бак подключают к обратному трубопроводу отопительной системы со стороны всасывания циркуляционного насоса.
Присоединительная арматура для расширительного бака позволяет отключать бак от системы, сливать воду из бака, пломбировать запорный кран.
В месте подключения, на линии к баку необходимо устанавливать запорную арматуру, защищенную от случайного закрывания. Кроме того, следует установить сливной (дренажный) кран для опорожнения бака. Производители баков обычно предлагают специальную присоединительную запорно — дренажную арматуру для своих изделий. Такие комплекты необходимо заказывать отдельно.
Для присоединения бака к обратному трубопроводу следует использовать трубы с внутренним диаметром, равным диаметру присоединительного патрубка бака.
Расширительный бак соединяют с системой отопления после промывки системы.
Настройка давления в расширительном баке
Перед вводом в эксплуатацию системы отопления, до заполнения бака теплоносителем, в расширительный бак через воздушный клапан — ниппель автомобильным насосом закачивают воздух. Величину давления воздуха контролируют автомобильным же манометром, встроенным в насос или отдельным прибором. Многие производители продают расширительные баки уже заполненные воздухом или азотом до определенного давления, указанного в техдокументации. В любом случае необходимо проверить достаточность начального давления воздуха в баке.
Начальное давление в воздушной камере расширительного бака — Ро :
Po > Pст + 0,2 бар,
где Рст — статическое давление системы отопления в месте установки бака — равно высоте столба воды от точки подсоединения расширительного бака до верхней точки системы отопления (высота столба 10 м = 1 бар)
Начальное давление в воздушной камере обязательно проверяют и регулируют при отсутствии в баке жидкости — открыть присоединительный штуцер и вылить остатки теплоносителя из бака. Встроенные в котел расширительные баки тоже освобождают от жидкости.
В системе отопления частного дома удобно устанавливать расширительный бак с заводским наполнением воздушной камеры воздухом или азотом давлением Ро = 0,75 — 1,5 бар. Такую величину выставленного на заводе давления можно оставить без изменения, даже если она будет значительно больше рассчитанной по формуле Ро. В большинстве случаев такого давления для систем отопления частного дома или квартиры вполне достаточно.
Встроенные в котел расширительные баки обычно уже заполнены воздухом или азотом до давления, указанного в инструкции к котлу. Перед установкой котла необходимо проверить давление воздуха в расширительном баке и, при необходимости, отрегулировать — закачать или спустить воздух.
Превышение начального давления над статическим минимум на 0,2 бар. необходимо для создания в системе давления, при котором снижается риск образования вакуума, парообразования и кавитации.
На следующем этапе бак присоединяется к системе отопления. Затем открывается вентиль подпитки и система отопления и бак заполняются теплоносителем с начальным давлением подпитки — Рнач.:
Рнач > или = Ро + 0,3 бар
(например, если Ро = 1 бар, то Рнач >= 1,3 бар)
Часто производители котлов, например газовых, указывают в технической документации рекомендуемое начальное давление подпитки теплоносителя в системе. В инструкции также указывают минимальное давление теплоносителя, ниже которого котел просто не будет включаться в работу. В этом случае заполняют систему с начальным давлением, указанным в инструкции к котлу.
Далее, включаем котел и разогреваем систему отопления до максимальной рабочей температуры (например, 75 оС). При нагревании из воды выделяется растворенный в ней воздух. Удаляем воздух из системы отопления. Следим за показаниями манометра и фиксируем величину давления в системе с расширившейся водой — Ррасш.
В заключении отключаем циркуляционный насос и снова включаем подпитку и доводим давление в системе при максимальной температуре теплоносителя до конечного — Ркон:
Ркон < или = Ркл — 0,5 бар,
где Ркл — давление открытия предохранительного клапана системы отопления.
(например, если Ркл = 3 бар, то давление в системе доводим до Ркон <= 2,5 бар при температуре теплоносителя 75 оС)
Описанная выше методика настройки давления расширительного бака позволяет поднять до максимума эффективный полезный объем расширительного бака. Бак будет способен принять в себя наибольшее количество воды, и затем вновь отдать её системе. Это бывает полезно в случае, например, небольших протечек в системе. Бак сможет отдавать воду в систему длительное время — давление в системе будет снижаться с меньшей скоростью. Работоспособность системы отопления будет сохраняться более продолжительное время. Или, в результате охлаждения теплоносителя, давление в системе может снизиться ниже минимального, необходимого для включения котла. В этом случае автоматика не сможет запустить отопление в работу. При настройке давления по указанной выше методике риск такого развития событий снижается до минимума.
Эти преимущества, описанной здесь, методики настройки давления особенно актуальны для систем отопления загородных домов, куда хозяева заглядывают не каждый день.
Проверка целостности мембраны
Привести в действие на короткое время воздушный клапан (ниппель). Если из клапана истекает вода, бак нужно заменить, или, в баках со сменяемой мембраной, необходимо произвести замену мембраны.
Если необходимо удалить газ из воздушной камеры расширительного бака, перед этим обязательно следует опорожнить его водяную камеру, а не наоборот!
Перед тем, как снова наполнить бак водой, следует выставить требуемое предварительное давление в воздушной камере. При несоблюдении этих указаний существует опасность разрыва мембраны.
Расчет объема расширительного бака для отопления
Объем расширительного бака выбирается таким образом, чтобы при нагреве теплоносителя до максимальной рабочей температуры, рост давления в системе отопления не превышал допустимой величины (оставался ниже давления срабатывания предохранительного клапана).
Объем расширительного бака для системы отопления емкостью до 150 литров
Для систем отопления, содержащих небольшое количество теплоносителя, до 150 литров, объем расширительного бака выбирают по упрощенной формуле:
Vn = 10 — 12% x Vs ,
где: Vn — расчетный объем расширительного бака; Vs — полный объем системы отопления.
Выбирают бак с номинальным объемом больше расчетного.
Расчет емкости расширительного бака для системы отопления объемом свыше 150 литров
Расчет начинают с определения приращения объема теплоносителя — дополнительного объема, который образуется в результате нагрева жидкости до рабочей температуры — Ve.
Ve = Vs x n%,
где, Vs — полный объем системы отопления; n% — коэффициент расширения жидкости в системе отопления.
Значение коэффициента расширения n%, при максимальной рабочей температуре теплоносителя (воды) в системе отопления, определяется из таблицы:
T oC405060708090100nv%0,751,171,672,242,863,554,34
Коэффициент расширения для антифриза на основе водного раствора этиленгликоля (Тосол и др.) определяется по формуле:
na% = nv% x (1 + ea% / 100),
где nv% — коэффициент расширения воды из таблицы выше; ea% — процентное содержание этиленгликоля в растворе антифриза.
На втором этапе расчета (вторым действием) определяют объем водяного затвора в баке, Vv — это объем теплоносителя, который изначально заполняет расширительный бак под действием статического давления в системе отопления. Емкость водяного затвора определяют по формуле:
Vv = Vs x 0,5% , но не менее 3-х литров.
На третьем этапе находим начальное давление в системе отопления — Po. Оно равно статическому давлению в системе отопления и определяется из расчета 1 бар = 10 метров водяного столба. Высота водяного столба в системе отопления равна расстоянию по вертикали между крайней нижней и самой верхней точкой системы, в которых находится теплоноситель. По чертежам или в натуре определяют вертикальные отметки крайних точек системы отопления. Разница между верхней и нижней отметками и будет равна высоте водяного столба жидкости в системе.
На четвертом этапе расчета определяют величину максимального рабочего давления в системе отопления — Pe. Максимальное рабочее давление должно быть меньше давления срабатывания предохранительного клапана в системе отопления на величину, минимум 0,5 бар.
Pe = Pk — (Pk x 10%), но обязательно Pk — Pe => 0,5 бар.
где: Pk — давление срабатывания предохранительного клапана.
В заключении расчета определяют необходимый объем мембранного расширительного бака для отопления по формуле:
Vn = (Ve + Vv) x (Pe + 1)/(Pe — Po)
Выбирают бак с номинальным объемом больше расчетного.
Пример расчета расширительного бака (читать далее . . . . )
Уважаемые читатели!
Подписывайтесь на канал и не забывайте ставить лайки, это настраивает Вашу персональную ленту Дзен на показ большего количества статей про строительство частного дома, если эта тема вам интересна.
ЕЩЕ СТАТЬИ НА ЭТУ ТЕМУ:
⇒ Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома
⇒ Неисправности и коды ошибок газового котла Ariston, Protherm, Baxi
⇒ Настройка, регулировка мощности газового котла
Источник