Расширительный бак сосуд под давлением

Расширительный бак. Принцип работы, подбор, давление накачки

В данной статье мы рассмотрим принцип работы расширительного бака, давление зарядки бака, подбор с учетом места и условий эксплуатации, а также коэффициента эффективности. В конце по традиции видео о выборе бака.

Современная система отопления представляет собой замкнутый закрытый контур, где источником тепла является котел, а в качестве переносчика тепла выступает, чаще всего, либо вода, либо котельный антифриз. При нагревании воды с 20 до 90 °C , а это средний диапазон радиаторной системы отопления, объем воды увеличивается примерно на 4% от первоначального. Если в системе используется антифриз на базе этилен- или пропиленгликоля, то объем при тех же изменениях температур увеличивается уже до 6%.

При отсутствии расширительного бака или его неисправности, давление в системе будет сильно скакать, будет срабатывать предохранительный клапан и котел в итоге выйдет на ошибку по отсутствию давления в системе отопления. Расширительный мембранный бак необходим для компенсации тепловых расширений теплоносителя. Внутри бака имеется мембрана, разделяющая воздушную подушку с определенным давлением и емкость под теплоноситель. При тепловом расширении теплоносителя давление в системе начинает увеличиваться, воздух сжимается, и часть теплоносителя перемещается в бак. В этом случае общее давление в системе меняется незначительно и не приводит к аварийному сбросу через предохранительный клапан.

Для начала нужно понять, на сколько литров увеличивается объем теплоносителя в системе при нагреве. Допустим, имеется дом 360 м2 с максимальными расчетными теплопотерями 36 кВт/ч. Общий литраж системы составляет 500 л. В качестве теплоносителя применяется антифриз. Итого общий объем системы при нагревании на антифризе увеличится на 6%, то есть на 30 л (500*0,06).

Если тепловое расширение теплоносителя не превышает 6% почему же многие предлагают ставить бак на 10%, а то и 15%, и даже 20 % от общего литража системы, когда вроде бы хватило и 6%. Первое, что приходит в голову – это запас. Но запас тут не причем. При работе расширительный бак использует не весь свой объем, а только определенную его часть. Это называется коэффициентом эффективности бака, который необходимо знать для точного подбора бака.

Шаг 1. Вычисление данного коэффициента эффективности .

Для начала нужно определиться, где будет стоять бак относительно верхней точки системы. Если верхняя точка системы находится на высоте 10 м относительно бака, а это трех этажный коттедж с цоколем, то статическое давление составит примерно 1кг.

Соответственно, давление закачки или зарядки воздухом слитого расширительного бака должно быть равно статическому давлению, в нашем случае это 1 кг/см2 + 0,2 кг/см2 запас. Итого оно составит 1,2 кг/см2.

Минимальное давление холодной системы отопления должно составлять давление зарядки бака + 0,3 кг/см2 — запас на падение давления после отведения воздуха из системы, который продолжает выходить после пуска еще неделю, итого 1,5 кг/см2. Максимальное рабочее давление разогретой системы отопления составляет не более 2,5 так как на большинстве котлов при 3 кг/см2 уже происходит срабатывание предохранительного сбросного клапана. С давлением системы разобрались, рабочий диапазон составит от 1,5 до 2,5 кг/см2.

Эффективность расширительного бака определяется по следующей формуле:

где PV максимальное рабочее давление системы, а PS – минимальное. Итого по нашим расчетам получается:

Шаг 2. Вычисление необходимого объема. А вот теперь считаем расширительный бак под наши условия по формуле:

Vбака = Vсистемы * Eкрж /Dk,

где Vсистемы – объем системы отопления при минимальной температуре, Екрж – коэффициент расширения жидкости при нагреве (6% на антифризе), Dk – коэффициент эффективности. Подставим значения:

Vбака = 500 * 0,06 / 0,29 = 103,4 л

Таким образом, требуемый объем расширительного бака для системы объемом 500 на антифризе с расчетным диапазоном температур 20-90 °C составит 103,4 литра , что составит 20% от литража системы. Согласитесь, цифра несколько отличается от привычных 10%.

По традиции, видео инструкция подбора бака прилагается:

Источник

Расширительный бак для водоснабжения: выбор, устройство, установка и подключение

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.

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