Мембранный бак для водоснабжения

Изменение давления при температурном расширении без учета деформации элементов системы можно рассчитать по формуле:   Δp = βt · Δt / βv, где βt  – коэффициент температурного расширения воды, 1/°С; Δt – изменение температуры воды, °С; βv – коэффициент объемного сжатия воды, 1/Па. Расчеты показывают, что в жесткой замкнутой системе, изменение давления составляет порядка 3 бар /°С.        Если учитывать деформации труб, то результаты получатся следующие:   при стальных и медных трубопроводах – в среднем 2,2 бара/°С: при полимерных и металлополимерных трубопроводах – всреднем 1,2 бара/°С.

Как работает расширительный бак VALTEC

В расширительном мембранном баке находится диафрагма, которая разделяет его на две части, одна из которых содержит азот, находящийся под начальным избыточным давлением, а в другую часть поступают излишки теплоносителя из системы.

Первоначально весь объем расширительного бака полностью занят азотом; при нагреве теплоносителя его объем увеличивается, что приводит к сжатию азота. Давление азотной подушки увеличивается и выравнивается с давлением в системе отопления на данном статическом уровне. Когда температура теплоносителя и, соответственно, его объем уменьшается, давление азотной подушки возвращает теплоноситель обратно в систему, не давая давлению в системе снизиться ниже настроечного уровня.

Внутренняя поверхность корпуса мембранного расширительного бака в условиях эксплуатации зачастую является зоной возможного выпадения конденсата. При наличии в газовой подушке кислорода неизбежно начнется интенсивная коррозия металла корпуса бака. Именно поэтому производителями закачивается в бак нейтральный азот, а не атмосферный воздух, содержащий водяные пары и кислород. Подкачивая в газовую полость воздух, пользователь невольно сокращает срок службы мембранного бака.

Место подключения расширительного мембранного бака VALTEC к системе отопления

Давление в точке подключения мембранного бака к системе всегда равно статическому давлению в данной точке при данных температурных параметрах.

Доказать приведенное выше высказывание очень просто. Если допустить, что давление в точке подключения бака изменяется, то придется признать, что объем теплоносителя в баке тоже изменился. А этого быть не может, т.к. взяться лишнему теплоносителю в замкнутой системе неоткуда, да и бесследно исчезнуть он тоже никак не мог. Надо отметить, что это правило распространяется только на систему с одним расширительным баком.

Таким образом, от места расположения расширительного бака зависят параметры работы всех остальных элементов системы отопления, требуемое начальное давление в расширительном баке и сам объем бака.

При выборе места присоединения расширительного бака следует помнить, что чем выше давление в системе отопления, тем меньше вероятность ее завоздушивания.

 

Если мембранный бак присоединяется к системе непосредственно после циркуляционного насоса, следует проверить, чтобы перед насосом сохранялся антикавитационный запас по давлению.

На рис. 1 приведено несколько вариантов присоединения мембранного бака к системе отопления со следующими высотными параметрами:

• превышение верхней точки системы над нижней (H) – 10 м;
• теплогенератор и предохранительный клапан расположены на 2 м выше нижней точки системы (h₁);
• расширительный бак помещен на 1 м выше точки его подключения к системе (h₂);
• статическое давление на уровне нижней точки системы – 15 м вод. ст.

Рис. 1. Варианты подключения мембранного бака к системе отопления

У выносных флажков на рис. 1 обозначены расчетные значения рабочего давления в характерных точках каждой системы (в м вод. ст).

Значение настройки предохранительного клапана принято 33 м вод. ст., напор насоса – 6 м вод. ст., емкость системы – 200 л. Разница максимальной и минимальной температур теплоносителя – 80 ºС.

В табл. 1 приведены расчетные характеристики мембранных баков для схем с их разным подключением.

Таблица 1. Расчетные данные по системам рисунка 1

Схема на рис. 1	Расчетное предварительное давление в баке, м вод. ст.	Расчетная емкость бака, л	Марка выбранного бака VALTEC
а	13	14,9	VRV18
b	13	14,9	VRV18
c	11	14,2	VRV18
d	11	14,2	VRV18
e	3	11,5	VRV12
f	3	11,5	VRV12

 

При установке мембранного бака в гравитационной системе отопления на верхней магистрали его следует смещать от главного стояка в сторону отопительных стояков, чтобы исключить паразитное влияние на циркуляцию остывающего в баке теплоносителя. Главный стояк необходимо оснастить воздухоотводчиком и предохранительным клапаном (рис. 1f).

 

Теплоноситель должен поступать в мембранный бак сверху. В этом случае отсутствует вероятность попадания воздуха в жидкостный отсек бака. Если это требование выполнить невозможно, рекомендуется соблюдать такие правила:  точка подпитки должна находиться как можно ближе к точке подключения бака; при заполнении системы теплоносителем не допускается использование для выпуска воздуха автоматических воздухоотводчиков (они должны быть закрыты). Выпуск воздуха из системы должно осуществляться через предусмотренные для этого штуцеры с кранами (рис. 2а) или комбинированные краны с дренажом и ручным воздухоотводчиком (рис. 2б); по возможности следует использовать мембранные баки, имеющие верхний патрубок для присоединения воздухоотводчика к жидкостной полости. Рис. 2. Варианты организации выпуска воздуха из системы с мембранным баком

 

Подбор мембранного расширительного бака VALTEC

Достаточный объем мембранного расширительного бака рекомендуется определять по формуле:

V_б = C · β_t / (1 – P^a_min / P^a_max), (1)

где C – общий объем теплоносителя в системе отопления, л. Включает в себя объем воды в трубах, котле, радиаторах и других элементах системы. Этот показатель подсчитывается по фактической емкости каждого элемента системы; P^a_min – начальное (настроечное) абсолютное давление в расширительном баке, бар; P^a_max – максимальное абсолютное давление, возможное в расширительном баке, бар.

С определенной погрешностью значение объема теплоносителя в системе можно выбирать из табл. 2. При расчетах на стадии технико-экономического обоснования допускается принимать удельную емкость системы отопления 15 л/кВт.

Значения коэффициента температурного расширения теплоносителя β_t, соответствующие максимальной разнице температур воды в неработающей и работающей системе, рекомендуется принимать из табл. 3.

Настроечное абсолютное давление вычисляется по формуле:

P^a_min = P^a₀ + P^ст_max – 0,1· (H_Б + h₂ + 1), (2)

где P^a₀ – атмосферное давление, бар; P^ст_max – статическое давление на уровне нижней точки системы, бар; Н_Б – превышение точки врезки бака над нижней точкой системы, м; h₂ – превышение центра бака над точкой врезки, м.

При расположении бака ниже точки врезки h₂ подставляется со знаком «минус».

Абсолютное максимальное давление, возможное в расширительном баке:

P^a_max = P^a₀ + P_ПК + P^ст_Б  – P^ст_ПК – 0,1· h₂, (3)

где P_ПК – давление настройки предохранительного клапана, бар; P^ст_Б – статическое давление на уровне установки предохранительного клапана, бар; P^ст_ПК – статическое давление на уровне врезки в систему мембранного бака, бар.

Таблица 2. Ориентировочный объем теплоносителя в системе

Тип системы и ее элементы	Удельный объем теплоносителя, л/кВт	Примечания
Котельная	13	без учета объема аккумулирующих емкостей
Система отопления	11	усредненная величина
Конвекторы системы отопления	8
Конвекторы системы вентиляции	10
Радиаторы системы отопления	15

 

Таблица 3. Значение коэффициента температурного расширения теплоносителей β_t

Температура, °С	Содержание гликоля, %
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,0002	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,0004	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,0018	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,0044	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0079	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0228	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0435	0,0465	0,0491	0.0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0673
110	0,0515	0,0545	0,0568	0,0591	0,0614	0,0637	0,0683	0,0729
120	0,0603	0,0633	0,0653	0,0673	0,0693	0,0713	0,0753	0,0793

 

Как показывает анализ формулы 1, оптимальный выбор объема расширительного мембранного бака напрямую связан с правильной настройкой предохранительного клапана (согласно СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» это обязательный для экспанзомата элемент). Обычно он настраивается на давление, превышающее допустимое для самого уязвимого элемента системы на 10 % (с учетом разности высот клапана и защищаемого элемента). Поэтому для систем отопления рекомендуется применять клапаны с возможностью регулировки давления настройки. Кроме того, клапан обязательно должен иметь устройство принудительного открывания («подрыва») для периодической проверки его работоспособности и во избежание залипания золотника. Пример такого клапана показан на рис. 3.Рис. 3. Предохранительный клапан VALTEC VT.1831 с возможностью настройки и принудительным «подрывом»

Установка расширительного бака недостаточного объема или некорректный монтаж могут стать причиной неправильной работы системы отопления и даже выхода ее из строя.

Настроечное давление бака не должно быть ниже гидростатического давления на уровне центра бака более, чем на 1 м вод. ст. (0,1 бара). В противном случае уже в процессе заполнения системы полезный объем бака заполнится теплоносителем, и при последующем нагреве и расширении жидкости будет предоставлен меньший объем, чем это необходимо. Иными словами, если в баке настроечное (заводское) давление равно 1,5 бара, то заполнять систему нужно до давления на уровне центра бака, не превышающего 1,6 бара. Если по проекту в системе необходимо установить большее гидростатическое давление, то для этого, перед монтажом бака, в нем необходимо поднять давление при помощи воздушного насоса.

Некоторое количество теплоносителя в баке, обеспеченное его «недокачкой» до гидростатического на 1 м вод. ст., необходимо на тот случай, когда произойдет охлаждение залитого теплоносителя. Например, если система заполнялась днем при температуре воды 20 °С, и котел по каким-либо причинам не был запущен, при ночном охлаждении теплоносителя его объем уменьшится, что может привести к разряжению в верхних точках системы и интенсивному подсосу воздуха через воздухоотводчики.

В двух одинаковых системах, различающихся только по типу теплоносителя, расширительный бак большего объема потребуется в той системе, где используется незамерзающий теплоноситель на основе гликоля (этилен- или пропиленгликоля), т.к. коэффициент расширения у гликолевых растворов несколько выше, чем у воды.

Таким образом, при переходе с водяной системы на систему с гликолем, возможно, потребуется замена бака на больший по типоразмеру или установка дополнительного расширительного бака.

Сигналом к тому, что система нуждается в баке большей емкости, служит частое срабатывание предохранительного клапана.

Диаметр подводящей линии к мембранному расширительному баку должен быть не менее рассчитанного по следующей формуле:где Q – мощность котла, Вт; Vk – объем воды в котле, л, с – теплоемкость теплоносителя Дж/кг · К.

 

Примеры обвязки с мембранным бакам

Рис. 4. Установка расширительного бака в системе с одним котлом: 1 – расширительный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – циркуляционный насос; 4 – фильтр; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – воздухоотводчик

В данном случае экспанзомат расположен на обратном трубопроводе системы, что позволяет эксплуатировать его при меньшей температуре теплоносителя, чем если бы он был установлен на линии подачи. Такое решение позволяет продлить срок службы аппарата. Подключение бака на всасывающем патрубке насоса предохраняет насос от кавитации.

Рис. 5. Установка расширительных баков в системе с несколькими котлами и автоматическим ограничением минимальной температуры воды в обратном трубопроводе (предусмотрено по одному баку на каждый котел): 1 – расширительный бак; 2 – группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик); 3 – циркуляционный насос; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – гидравлическая стрелка

В данной схеме предусмотрено по одному экспанзомату на котел. Емкость каждого из них должна быть не меньше расчетной на всю систему, т.е. если по расчету ей необходим бак емкостью 80 л, то такой должна быть емкость каждого из устанавливаемых аппаратов. Это обусловлено тем, что при работе на пониженной мощности, когда выключается горелка одного из котлов, также происходит отключение соответствующего циркуляционного насоса и закрытие трехходового клапана. При этом циркуляция воды через отключенный котел отсутствует, и расширительный бак, установленный на данном котле, изолируется от остальной системы. Оставшийся в работе экспанзомат должен обеспечить компенсацию расширения теплоносителя во всем объеме системы. Это положение справедливо и при использовании двухходовых клапанов, выполняющих функцию блокировки котлов.

Рис. 6. Установка расширительного бака в системе с несколькими котлами и автоматическим ограничением минимальной температуры воды в обратном трубопроводе (один расширительный бак на всю систему): 1 – расширительный бак; 2 – группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик); 3 – циркуляционный насос; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 –обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – гидравлическая стрелка

Мембранные баки для систем ГВС

Основное отличие мембранных баков для водоснабжения заключается в том, что вода в них не должна соприкасаться со стенками корпуса, как это допускается в системах отопления. Поэтому в них всегда применяется мембрана камерного типа (в виде мешка). Кроме того, к материалу мембраны баков для водоснабжения предъявляются повышенные требования по допустимости контакта с пищевыми жидкостями.

Расчет мембранного расширительного бака для ГВС производится по формуле 1. Подсчет объема воды в системе ведется с учетом воды, содержащейся в трубопроводах и водонагревателе или теплообменнике.

Конструкция некоторых водонагревателей предусматривает наличие демпфирующей воздушной подушки в замкнутом объеме самого водонагревателя. Объем этой подушки обуславливается высотой расположения выпускной трубы ГВС и также должен учитываться при подборе расширительного бака ГВС.

Пример установки мембранного бака для ГВС приведен на рис. 7.

Рис. 7. Установка расширительного бака в системе горячего водоснабжения: 1 – расширительный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насос; 4 – фильтр; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран

 

Мембранные баки VALTEC для систем ХВС (гидроаккумуляторы)

Основные функции гидроаккомулятора в системах холодного водоснабжения следующие:

• снижение количества включений насоса;
• демпфирование гидроударов и пульсаций воды при работе насоса;
• поддержание давления в системе в заданном диапазоне;
• подача воды потребителям в период «пиковых» нагрузок, которые выше производительности насоса.

Гидроаккумулятор работает следующим образом: при включении насоса вода закачивается в бак до максимально установленного значения, после чего насос отключается благодаря срабатыванию реле давления. В течение периода водоразбора объем воды в баке уменьшается, падает и давление в баке. При падении давления до минимально установленного значения насос включается и цикл повторяется.

Правильно подобранный гидроаккумулятор продлевает срок службы насосного оборудования.

Если к гидроаккумулятору присоединить компрессор, поддерживающий постоянное давление в воздушной полости, то получится гидропневмостанция, напор на выходе которой будет постоянным, независимо от разбора воды.

 

Как правило, производительность насоса подбирается по максимальному требуемому расходу. Грамотно подобрав гидроаккумулятор, можно снизить производительность насоса до среднесуточной часовой производительности. При этом дефицит подаваемой насосом воды в пиковые периоды будет покрываться из гидроаккумулятора.

Большинство производителей мембранных баков рекомендуют объем гидроаккумулятора рассчитывать по формуле:

V_ГА = 16,5 · Qmax · (Р_mах + 1) · (Рmin + 1) / n · (Р_mах – Р_min) · (Р₀ + 1), л (5) , где

Q_max – средний расход насоса, равный расчетному расходу воду в системе, л/мин;

Р_mах – избыточное давление выключения насоса, установленное на реле давления, бар;

Р_min – избыточное давление включение насоса, установленное на реле давления, бар;

Р₀ – избыточное давление предварительной накачки воздушной полости бака, как правило, принимаемое (Pmin – 0,5), бар;

n – максимально допустимое число включений насоса, указываемое в паспорте насоса (обычно n = 12–15), 1/ч.

Пример: требуется определить объем гидроаккумулятора для системы с расчетным расходом 22 л/мин, при максимальных и минимальных давлениях на реле соответственно 4,5 и 2,5 бара. VГА = 16,5 · 22 · (4,5 + 1) · (2,5 + 1) / 15 · (4,5 – 2,5) · (2,0 + 1) = 77,6 л. К установке принимается бак VALTEC VAV80.

 

По российским СНиП 2.04.01-85*, объем гидроаккумулятора должен подсчитываться по формуле: VГА = Qhmax / 4n, м3 (6), где Qhmax – номинальная часовая подача насоса, м3/ч, n = 6–10 1/ч.

Полезный объем воды в водяной полости гидроаккумулятора определяется по формуле:

V_в = V_ГА · (Р_mах – Рmin) / (Р_mах + 1), л (7)

Пример: требуется определить объем воды в гидроаккумуляторе VALTEC VAV80 при максимальных и минимальных давлениях на реле соответственно 4,5 и 2,5 бара. Vв = 80 · (4,5 – 2,5) / (4,5 + 1) = 29 л.

Особенности монтажа гидроаккумулятора заключаются в следующем. Гидроаккумулятор необходимо снабдить предохранительным клапаном, который должен устанавливаться на подводящем трубопроводе, не далее, чем 1 м от бака. Как вариант: допускается подключение к верхнему патрубку бака, соединенному с водяной полостью, группы безопасности, включающую в себя предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр.

Диаметр подводки к гидроаккумулятору должен быть не меньше диаметра магистрали, к которой она присоединяется.

Требования к материалу мембраны гидроаккумуляторов по длительной прочности гораздо выше, чем для расширительных баков, т.к. здесь мембрана работает в условиях частых знакопеременных нагрузок. В то же время требования к термической стойкости материала мембраны в гидроаккумуляторах ниже, чем у расширительных баков.

 

Признаком неисправности гидроаккумулятора (разрыв мембраны, снижение давления воздушной подушки) служат частые циклы включения/выключения насоса.

Источник: valtec.ru

Особенности устройства и функциональное назначение

В первую очередь потребителей интересует, для чего нужен расширительный бак для водоснабжения. Он предназначается для поддержания оптимальной величины давления в системах водообеспечения.

Чаще всего для надежного водоснабжения задействуют закрытые устройства мембранного типа, представляющие собой резервуар, внутри которого имеется резиновая диафрагма. Это изделие делит мембранный расширительный бак для водоснабжения на водную и воздушную части.

После того, как производится запуск системы подачи жидкости, при помощи электрического насоса водный отсек заполняется жидкостью. Одновременно объем воздушной камеры уменьшается. При эксплуатации мембранного бака для систем водоснабжения, чем выше будет давление, чем меньше воздуха останется в резервуаре.

Как только давление преодолеет запрограммированную величину, насосное оборудование в автоматическом режиме выключается. Заработает оно после того, как давление снизится ниже минимально допустимого показателя. При этом вода начинает поступать из водного отсека мембранного бака для водоснабжения.

Повторение цикла выключения-включения происходит много раз автоматически. Для проверки давления в системе водоподачи пользуются манометром, установить который можно непосредственно на резервуаре. Функционирование бака при желании настраивают, подобрав для него оптимальный диапазон рабочего давления.

Смонтированный в системе водоснабжения расширительный бачок с мембраной одновременно выполняет несколько важных функций:

1. Поддерживает давление при отключенном насосном агрегате.
2. Защищает конструкцию подачи воды от возникновения гидравлического удара – его способен спровоцировать перепад напряжения в сети или проникновение в трубопровод воздуха.
3. Сохраняет некоторый объем воды под давлением.
4. Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.

Принцип работы расширительного бака для водоснабжения позволяет при малом  водопотреблении не включать насос, а покрывать бытовые потребности за счет жидкости, хранящейся в резервуаре.

Типы расширительных мембранных баков

Производители выпускает два варианта таких резервуаров:

1. Со сменной мембраной. Их основная отличительная особенность заключается в возможности заменить данный элемент. Вынимают мембрану расширительного бака для водоснабжения посредством фланца, держащегося при помощи нескольких болтов. При этом необходимо помнить, что в приборах, имеющих большой объем, для стабильного функционирования данного элемента его дополнительно прикрепляют к ниппелю задней частью. Другой особенностью данного устройства мембранного бака для водоснабжения является то, что вода, наполняющая бак, находится в диафрагме и не соприкасается с внутренней поверхностью емкости. За счет этого металлические элементы не подвергаются коррозийным процессам, а вода защищена от возможного загрязнения. В итоге период эксплуатации приборов значительно увеличивается. Продается такой расширительный бак для водоснабжения в горизонтальном или вертикальном варианте.
2. Со стационарной диафрагмой. В резервуарах данной конструкции внутреннее пространство разделено на две части прочно закрепленной диафрагмой, которая не подлежит замене. Когда мембрана в расширительный бак для водоснабжения выходит из строя, бачок приходится менять. В одной части резервуара находится воздух, а во второй – вода, напрямую соприкасающаяся с его внутренней поверхностью из металла, а это может вызвать коррозию. С целью недопущения разрушения стенок бака и загрязнения воды его изнутри покрывают особым красящим составом. Но подобная защита не является долговечной. Выпускают резервуары со стандартной диафрагмой двух типов – горизонтального и вертикального.

Выбор расширительного бачка для водоснабжения

Прежде, чем приобрести для холодного водоснабжения расширительный бак автономной сети, обращают внимание на его объем.

При этом нужно учитывать:

1. Количество предполагаемых пользователей водоснабжающей системой.
2. Число мест водозабора, среди которых находятся душ, краны и бытовые приборы, к примеру, стиральная машина.
3. Возможность одновременного расхода воды несколькими домочадцами.
4. Наибольшее количество циклов выключения-включения насоса на протяжении  одного часа.

Профессионалы советуют при выборе компенсационного бака для водоснабжения ориентироваться на следующие немаловажные показатели:

• если количество пользователей не более 3-х, а производительность насосного агрегата не превышает 2 кубометров в час, объем резервуара должен составлять 20 – 24 литра;
• когда число домочадцев не превышает 8 человек, а мощность насоса около 3,5 кубометров в час, потребуется емкость на 50 литров;
• если потребителей будет больше 10 человек, а производительность насосного агрегата равна 5 кубометрам в час, следует приобрести модель объемом 100 литров.

При подборе варианта устройства расширительного бака для водоснабжения нужно помнить, что, чем меньше объем у него, тем чаще происходит включение насоса. А также следует принимать во внимание, что, при уменьшении объема возрастает вероятность возникновения скачков давления в локальной сети.

Помимо этого, расширительный бак для холодной воды является емкостью, в которой хранится некоторый ее запас. С учетом данной информации необходимо корректировать объем компенсационного прибора.

Конструкция расширительного устройства позволяет устанавливать дополнительный резервуар. Это можно делать в процессе эксплуатации основного прибора без выполнения трудоемкого демонтажа.

После завершения установки дополнительного прибора величина резервуара составит сумму объемов емкостей, имеющихся в системе. При покупке расширительного бака помимо технических характеристик надо обращать внимание на компанию-производителя данной продукции. Недорогая покупка может в будущем потребовать более значительные суммы затрат.

Обычно для изготовления недорогих моделей предприятия используют наиболее дешевые материалы, а они в большинстве случаев, как подтверждает практика, не всегда имеют соответствующее качество. Особенно этот нюанс важен для каучука, из которого производят мембрану.

Так от качества диафрагмы расширительного бака для скважины зависит не только длительность его эксплуатации, но и безопасность воды, поступающей из источника водоснабжения.

Приобретая резервуар со сменной мембраной, следует непременно уточнить стоимость данного расходного элемента. Нередко с целью получения прибыли не совсем добросовестные производители значительно завышают цену на нее. В этом случае лучше приобрести модель другой торговой марки.

Чаще всего известные, хорошо себя зарекомендовавшие производители, дорожащие своей репутацией, готовы гарантировать качество выпускаемой продукции. Среди потребителей популярны следующие бренды: немецкие – Reflex, Zilmet и российские – Джилекс и Elbi.

Нюансы самостоятельного монтажа

Подключение мембранного бака для водоснабжения в зависимости от его типа может быть выполнено в вертикальном или горизонтальном варианте. Особых отличий между этими двумя группами резервуаров нет. Делая выбор, ориентируются на параметры помещения, предназначенного для размещения оборудования.

При установке мембранного бака для водоснабжения придерживаются ряда рекомендаций:

1. Резервуар располагают так, чтобы при необходимости произвести обслуживание к нему был обеспечен беспрепятственный доступ.
2. Следует предусмотреть выполнение демонтажа соединительных труб для проведения ремонта или замены.
3. Диаметр подсоединяемого водопровода не должен быть меньше этого параметра у патрубка.
4. Чтобы не допустить электролитической коррозии резервуар необходимо заземлить.

Бак монтируют со стороны всасывания насоса. На участке между насосным агрегатом и точкой подключения исключают все элементы, которые могут создать в системе большое гидравлическое сопротивление.

Решить проблему с тем, как накачать расширительный бак в системе водоснабжения, когда величина давления в нем упала ниже определенной отметки, поможет любой воздушный насос – автомобильный, велосипедный или другой. Для этого шланг насоса подсоединяют к золотнику на мембранном устройстве.

Расширительный бак – обязательный элемент каждой автономной водоснабжающей конструкции. Этот резервуар, благодаря наличию мембраны, не только поддерживает требуемую величину давления в системе, но и препятствует преждевременной поломке насосного оборудования и сохраняет некоторый запас воды.

Однако все вышеперечисленные функции прибор будет выполнять при условии, что он был грамотно выбран с учетом рекомендаций и правильно смонтирован. Поэтому при отсутствии навыков подобного вида работ и незнания принципа работы мембранного бака для водоснабжения лучше доверить его установку специалистам, которые быстро, качественно и в кратчайшие сроки произведут все необходимые мероприятия.

Источник: kanalizaciyadoma.com

Что из себя представляет мембранный бак

Устройство мембранного бака для водоснабжения не отличается сложностью: он состоит из тонкостенной стальной емкости (из черной стали с эмалевым покрытием, реже — из нержавеющей стали), разделенной грушевидной мембраной на два отсека. Один предназначен для воды, второй — для воздуха. Водяной отсек снабжен патрубком для подключения к водопроводу, воздушный имеет ниппель для накачки.

Обратите внимание: воздушный отсек в заводских условиях часто заполняется азотом. Бескислородная среда препятствует коррозии стальных стенок.

Производители нередко используют цветовую маркировку изделий.

Преобладают два вида окраски:

• Мембранный бак для горячего водоснабжения и отопления окрашивается в красный цвет;
• Мембранный бак для холодного водоснабжения обычно синий.

Функции

Они могут выполнять несколько функций:

• Создавать запас воды. Сжатый воздух в воздушном отсеке гидроаккумулятора создает избыточное давление, обеспечивающее корректную работу санитарной и бытовой техники
• Экономить ресурс насоса (обеспечивающего автономную подачу воды или повышающего ее напор), делая его включения более редкими. Максимальная нагрузка на механику и обмотку насоса создается при его запуске, поэтому срок службы оборудования обратно пропорционален количеству циклов включения и выключения;
• Компенсировать температурное расширение воды при ее нагреве.Увеличение объема жидкости в замкнутом пространстве приводит к стремительному росту давления, угрожающему целостности водопровода и бойлера;

Справка: на входе накопительного водонагревателя всегда монтируется обратный клапан, исключающий сброс нагретой воды и осушение нагревательного элемента при отключении магистрального водопровода. Именно клапан делает объем, ограниченный бойлером и водопроводом ГВС, замкнутым.

• Гасить гидроудары. Монтаж мембранного бака водоснабжения делает эксплуатацию водопровода более безопасной: воздух в нем исполняет роль демпфера.

Расчет

Как выполняется расчет мембранного бака для водоснабжения?

Начнем с небольшого отступления.

Нужно понимать, что в процессе эксплуатации бачок заполняется водой не полностью. Часть его объема занята воздухом. Соотношение полного и эффективного объема зависит от давления накачки (давления в воздушном отсеке в отсутствие воды) и давления в водопроводе.

Обычно, эффективная ёмкость бачка  составляет 30-60% от полного объёма. К примеру, бак мембранный для водоснабжения 100 литров, фактически вмещает в себя не больше 60 литров жидкости.

Если установка мембранного бака водоснабжения нужна для создания запаса воды (в том числе при работе насоса), действует простое правило: больше — лучше. А вот если устройство используется для компенсации температурного расширения при нагреве жидкости, системе необходим более точный расчет.

При нагреве с 10 до 100 градусов по шкале Цельсия вода увеличивает свой объем  на 4,34%.

Казалось бы, все просто: мембранный расширительный бак для водоснабжения должен иметь объем, равный 4-5% от объема бойлера.

Однако мы упускаем пару нюансов:

• Как мы только что выяснили, мембранные расширительные баки для горячего водоснабжения вмещают гораздо меньшее по сравнению со своим полным объемом количество воды;
• Следует учитывать объем как бойлера, так и водопровода: жидкость в нем тоже нагревается с сопутствующим нагреву увеличением объема.

С учетом этих тонкостей мембранный расширительный бак для систем водоснабжения должен иметь объем в 10% от объема бойлера.

Давление

Каким должно быть давление в мембранном баке системы водоснабжения?

Нормой считаются 1,2-1,7 атмосферы для бачков объемом 20-25 литров и  1,8-2 атмосферы для больших объемов. Однако давление зарядки гидроаккумулятора нельзя рассматривать в отрыве от оборудования, которое работает в одной упряжке с ним.

Приведем конкретный пример. Предположим, что гидроаккумулятор подключен к насосу с автоматическим реле давления. Реле включает насос при давлении 1,5 кгс/см2 и выключает при 3 кгс/см2.

Давление накачки бачка равно 1,7 атмосферы.

Что будет происходить при работе такой системы:

• По мере расхода воды давление в системе будет падать;
• В момент, когда в бачке останется несколько миллилитров воды, оно опустится до 1,7 атмосферы (давления накачки);
• После того, как воздух вытеснит из гидроаккумулятора всю воду, датчик давления зарегистрирует его мгновенное падение с 1,7 кгс/см2 до нуля, и лишь тогда реле включит насос. С практической стороны это означает, что подача воды будет осуществляться с кратковременными перерывами.

Между прочим: при наличии в системе насоса с плавным пуском перебои могут длиться 5-10 секунд.

Отсюда — практическая инструкция: давление в гидроаккумуляторе должно быть незначительно (примерно на 10%) ниже давления включения автоматического реле.

Как накачиваются мембранные расширительные баки для водоснабжения и гидроаккумуляторы? Как замеряют давление в них?

Обе операции осуществляются через стандартный автомобильный ниппель.

Неисправности и ремонт

Что ломается в мембранных бачках  и можно ли устранить их неисправности своими руками? Типовая неисправность у этих устройств одна — разрыв эластичной мембраны

Она непрерывно деформируется в процессе эксплуатации и рано или поздно выходит из строя.

Симптомы неисправности:

• Если гидроаккумулятор используется в качестве резервного источника воды, ее напор при перекрытом вводе падает сразу после открытия крана;
• Если гидроаккумулятор работает в системе с насосом и автоматическим реле, на разрыв мембраны указывают частые (при каждом открытии крана) включения насоса;
• Неисправные баки расширительные мембранные для систем водоснабжения выдает срабатывание предохранительного клапана и слив воды в дренаж.

Полезно: чтобы убедиться в наличии неисправности, нажмите на шток воздушного ниппеля. Если оттуда капает вода — мембрана лопнула.

К счастью, мембраны для расширительных баков для водоснабжения продаются отдельно от них. Для замены в большинстве случаев достаточно отсоединить бачок от водопровода и, открутив несколько болтов, снять фланец под соединительным патрубком.

Источник: zen.yandex.ru

Мембранный расширительный бак: устройство, принцип работы

Мембранный расширительный бак – это устройство, которое позволяет сглаживать скачки давления в системах водоснабжения и отопления.

Устройство мембранного бака

Внешне мембранный бак выглядит как герметичная бочка с фланцем для подключения к трубопроводу.

Мембранный бак – это герметичный сосуд, в котором есть два отсека, разделённых гибкой мембраной:

1. воздушный отсек содержит воздух под определенным постоянным давлением
2. водяной отсек соединяется с системой водоснабжения или отопления, в него поступает вода под разным давлением

Отсеки разделены эластичной мембраной, которая способна сжиматься и растягиваться, изменяя тем самым соотношение между объемами одного и второго отсеков. Отсек с воздухом имеет вентиль с ниппелем, через которое можно изменять давление воздуха, тем самым регулируя работу мембранного бака. Именно от давления воздуха будет зависеть, какой объём воды и под каким давлением сможет поступать в водяной отсек.

Схема мембранного расширительного бака

Принцип работы мембранного расширительного бака

Когда давление воды в системе возрастает, водяной отсек бака расширяется и заполняется большим объемом воды, а отсек с воздухом сжимается. При уменьшении объёма давление воздуха возрастает до тех пор, пока не уравновесит давление воды. Когда давление в системе падает (и становится меньше, чем давление воздуха), под действием давления воздуха мембрана сокращается, отсек с водой уменьшается, выталкивая воду обратно в систему, восполняя потери давления. Расширительный мембранный бак будет «отдавать» воду в систему до тех пор, пока давление воды и воздуха не уравновесят друг друга.

Мембранный расширительный бак в системах отопления

Известно, что вода при нагревании увеличивается в объёме (примерно на 4% при нагреве до 90 градусов), поэтому в замкнутых системах отопления необходимо использовать расширительные баки, которые будут компенсировать расширение воды. Размер расширительного бака должен соответствовать отопительной системе: объем бака должен быть таким, чтобы «погасить» расширение всей воды, находящейся в системе отопления. Если не использовать расширительный бак, то при нагреве воды давление в трубах возрастёт слишком сильно, это может привести к повреждению труб и отопительного оборудования.

Мембранный бак в качестве гидроаккумулятора

В системах водоснабжения расширительный бак используется в качестве гидроаккумулятора. который позволяет накаливать некоторое количество воды под давлением, а затем использовать её для водоснабжения. При этом для подачи воды используется запасённое в гидроаккумуляторе давление без включения насоса. Так гидроаккумулятор позволяет реже включать насос и тем самым продлить срок его службы.

Так же как и в системе отопления мембранный бак компенсирует расширение воды при подаче горячего водоснабжения.

Использование расширительного бака для защиты от гидроудара

При резком включении насоса, подающего воду, а так же при резком перекрытии трубопровода возникает гидроудар – скачок давления, который может повредить как трубопровод, так и оборудования. Расширительный бак в этом случае сработает как демпфер: под действием избыточного давления мембрана растянется, объём водяного отсека увеличится, а давление упадёт.

Гидроудар в трубопроводе – это резкое изменение скорости потока воды, возникающее при мгновенном перекрытии трубы, в результате чего возникает скачок давления, который может повредить трубу или запорную арматуру.

Для чего нужен гидроаккумулятор? Это устройство, которое используется в системах водоснабжения для хранения некоторого количества воды под давлением и при выключенном насосе обеспечивает давление воды и возможность некоторое время потреблять воду.

Реле давления воды – это устройство автоматизации системы водоснабжения, которое обеспечивает автоматическое включение насоса при падении давления и выключение – при достижении нужного давления.

Дата публикации: 05.03.2014 17:07:16

© 2009-2015 «Строй своими руками»
Использование материалов сайта «Строй своими руками » разрешено только при условии размещения активной гипертекстовой ссылки на источник.

Мембранный бак для системы отопления: принцип работы и его функции

В системах отопления и водоснабжения применяется много приборов. Одним из главных является мембранный бак. С его помощью происходит сглаживание перепадов давления. Мембранный бак для системы отопления, принцип работы которого основан на улучшении качества отопительной системы, состоит из герметичной бочки с фланцем.

Таким способом он подключается к трубопроводной системе.

Устройство мембранного бака

Оборудование представлено в виде герметичного сосуда, разделенных на два раздела:

• Воздушный отдел включает воздух под давлением.
• Водяной отдел крепится к отоплению. Он пропускает через себя воду различного давления.

Эластичная мембрана разделяет отделы, благодаря чему она изменяется по форме. Поэтому меняются объемы этих отсеков. Отдел с воздухом содержит вентиль с ниппелем, благодаря чему меняется давление. С его помощью регулируется функционирование мембранного бака.

Давление воздуха влияет на поступление воды, а также объем и давление.

Принцип работы

При увеличении водяного отсека происходит расширение бака. В результате он наполняется большим количеством воды. А отдел с воздухом приобретает меньшие размеры. Затем давление воздуха уменьшается, благодаря чему уравновешивается давление воды. При уменьшении давления в системе происходит сокращение мембраны, после чего восполняется потерянное давление.

Подача воды в мембранном баке будет происходить до того, пока воздух и вода по давлению не будут уравновешены.

Функции мембранного бака

• Для отопительной системы. Нагревание воды ведет к увеличению ее объема, из-за чего требуется применение расширительных баков. С их помощью происходит компенсация расширения воды. По размеру прибор должен соответствовать системе отопления: объем «погашает» расширение воды. Если отсутствует мембранный бак, то нагрев ведет к появлению дефектов в системе отопления. В результате может выйти из строя вся система.
• В устройстве водоснабжения мембранный бак применяется вместо гидроаккумулятора, благодаря которому накапливается вода, после чего происходит ее расход по назначению. Для работы применяется давление, присутствующее в гидроаккумуляторе, а насос в этом случае не требуется. Поскольку насос функционирует редко, то продлевается его срок эксплуатации. В качестве гидроаккумулятора он выполняет функцию компенсации воды при подключении горячей воды.
• Функция предохранения от гидроудара. Если резко включать насос для подачи воды, то такое перекрытие ведет к появлению гидроудара. Он предполагает перепад давления, из-за чего выходит из строя трубопровод и весь механизм. Мембранный бак будет выполнять функцию защиты: из-за большого давления произойдет растяжение мембраны, водяной отдел будет большим, а давление снизится.

Использование такого оборудования полезно во многих сферах работы оборудований. Поэтому очень важно его присутствие в отопительной системе.

Еще по теме:

Подключение радиатора отопления к однотрубной системе: принцип работы и варианты монтажа Сбросной клапан для отопления. Отопление с естественной циркуляцией двухэтажного дома: принцип работы и варианты монтажа Сбросной клапан для отопления.

Источник: santex1.ru

Функции и принцип работы

Мембранный бак – это герметичный преимущественно металлический резервуар, состоящий из двух разделенных камер: воздушной и водяной. В роли разделителя выступает специальная резиновая мембрана – она, как правило, выполнена из крепкого бутила, который устойчив к развитию бактериальных микроорганизмов. Водяная камера оснащена патрубком, через который непосредственно подается вода.

Главная задача расширительного мембранного бака – аккумулировать определенный объем воды и подавать ее по запросу пользователя под необходимым давлением. Но этим функции прибора не ограничиваются – также он:

• защищает насос от преждевременной деформации: благодаря резерву воды насос включается не при каждом открывании крана, а только при опустошении бака;
• предохраняет от перепадов давления воды при параллельном использовании нескольких кранов;
• защищает от гидравлических ударов, которые потенциально могут происходить при включении насосной установки.

Принцип работы бака следующий. Когда насос включается, в водяную камеру под давлением начинает закачиваться вода, а объем воздушной камеры в это время уменьшается. Когда давление достигает максимально допустимой отметки, насос отключается, и подача воды прекращается. Затем по мере забора воды из бака давление снижается и, когда оно уменьшается до минимально допустимой отметки, насос вновь включается и возобновляет закачку воды.

Совет. В процессе работы бака в водяной камере может накапливаться воздух, что провоцирует снижение эффективности оборудования, поэтому как минимум раз в 3 месяца нужно проводить обслуживание отсека – стравливать из него лишний воздух.

Виды мембранных баков

Различают два вида расширительных мембранных резервуаров:

1. С заменяемой мембраной – модели, подразумевающие возможность смены резиновой мембраны. При первой же необходимости ее можно вынуть через фланец, раскрутив его болты. В крупных баках мембрана дополнительно зафиксирована к ниппелю, что позволяет стабилизировать прибор, но и в этом случае ее можно без проблем снять с креплений на задней части.
2. Со стационарной мембраной – баки, в которых разделительная мембрана закреплена максимально жестко и не подлежит замене. Если она выйдет из строя, менять придется весь прибор. Цена таких расширительных резервуаров ниже, чем стоимость моделей предыдущего вида, но о полноценном удобстве эксплуатации тут говорить не приходится.

Особенности выбора бака

Главный фактор выбора мембранного бака – его объем. При расчете оптимального объема резервуара следует учитывать следующие нюансы:

• количество пользователей водопроводной системы;
• количество точек водозабора: кранов, выходов для душа и джакузи, выходов для бытовой техники и котлов, которые работают с водой;
• производительность насоса;
• максимальное количество циклов включения/выключения насоса за один час.

Для расчета приблизительного объема бака можете воспользоваться такими ориентирами от специалистов: если количество пользователей не более трех, а производительность насоса составляет не больше 2 куб.м./ч, то вполне достаточно резервуара объемом 20-24 л; если количество пользователей от четырех до восьми, а производительность насоса колеблется в рамках 3-3,5 куб.м./ч, потребуется резервуар объемом 50-55 л.

Выбирая бак, помните: чем скромнее его объем, тем чаще придется включать насос и тем выше риск перепадов давления в водопроводной системе.

Совет. Если вы предполагаете, что со временем возникнет необходимость увеличения объема мембранного бака, покупайте оборудование с возможностью подключения дополнительных емкостей.

Схема подключения бака

Мембранный резервуар может устанавливаться как вертикально, так и горизонтально, но в обоих случаях схема подключения будет идентичной:

1. Определите место монтажа. Прибор должен располагаться со стороны всасывания циркуляционного насоса и до разветвления водопровода. Проследите, чтобы к баку обеспечивался свободный доступ для выполнения обслуживающих работ.
2. Закрепите резервуар к стене или полу через каучуковые прокладки и заземлите его.
3. К патрубку резервуара с помощью фитинга-американки подсоедините пятивыводной штуцер.
4. К четырем свободным выводам последовательно подсоедините: реле давления, трубу от насоса, манометр и разводную трубу, которая подает воду непосредственно к точкам забора.

Важно, чтобы сечение подсоединяемой трубы водопровода было равным или немного большим по отношению к сечению приемного патрубка, но оно ни в коем случае не должно быть меньшим. Еще один нюанс: между расширительным баком и насосом желательно не располагать никаких технических устройств, дабы не спровоцировать увеличение гидравлического сопротивления в системе водоснабжения.

Инструкция по наладке оборудования

После того как мембранный бак установлен и подключен, важно грамотно его настроить и запустить. Остановимся на главных моментах этого этапа.

Первым делом нужно узнать величину внутреннего давления бака. В теории оно должно составлять 1,5 атм, но не исключено, что во время хранения прибора на складе или в процессе транспортировки случилась протечка, которая спровоцировала понижение столь важного показателя. Дабы убедиться в правильности давления, снимите колпачок золотника и выполните замеры манометром. Последний может быть трех видов: пластиковый – дешевый, но не всегда точный; механический автомобильный – более надежный и сравнительно доступный в цене; электронный – дорогой, но максимально точный.

После измерений необходимо определиться, какое давление будет наиболее оптимальным в вашем случае. Практика показывает, что для нормального функционирования сантехники и бытовых приборов давление в мембранном баке должно варьироваться в рамках 1,4-2,8 атм. Предположим, что вы выбрали эти показатели – что делать дальше? Сначала, если исходное давление в баке оказалось ниже 1,4-1,5 атм, его нужно повысить путем подкачки воздуха в соответствующую камеру резервуара. Затем следует настроить реле давления: откройте его крышку и при помощи большой гайки P настройте максимальный показатель давления, а при помощи малой гайки ∆P – минимальный показатель.

Теперь можно запускать систему: по мере закачки воды наблюдайте за манометром – давление должно постепенно подниматься, а после того, как оно достигнет максимальной установленной отметки, насос должен отключиться.

Как видите, без расширительного мембранного бака вы действительно можете даже и не рассчитывать на полноценную работу индивидуального водоснабжения. Поэтому, если хотите бесперебойно пользоваться благами цивилизации, основательно подойдите к выбору и подключению прибора – все принципы и тонкости перед вами, так что советуем их хорошо проштудировать и только потом переходить к активным действиям.

Расчет объема гидроаккумулятора: видео

Источник: sandizain.ru