Сегодня нам предстоит выяснить, для чего нужна установка расширительного бака в системе водоснабжения, как устроен мембранный бачок, и как его правильно подключить. Начнем мы, однако, с уточнения формулировок и названий сантехнической арматуры.
Долой путаницу
В магазинах сантехники вы можете встретить две разновидности этих устройств, отличающиеся друг от друга цветом:
| Изображение | Описание |
|
|
1. Устанавливаемые на отопление - водоснабжение расширительные баки обычно красные и в полном соответствии с названием предназначены для компенсации теплового расширения воды или жидкого теплоносителя при нагреве. Жидкости практически не сжимаются, и при их расширении давление в замкнутом контуре начинает расти с катастрофической скоростью; воздушная подушка тормозит его рост. |
 Гидроаккумуляторы, или расширительные баки для систем питьевого водоснабжения - синие
|
2. Гидроаккумуляторы - синего цвета (см. ) . Они позволяют создать автономный запас холодной воды, и выполняют функцию демпфера. То есть, гасят скачки давления при открытии/закрытии запорной арматуры и включении/выключении подающего воду насоса. |
Узнать больше о мембранных баках вам поможет видео в этой статье.
Устройство
Как устроены расширительные баки для водоснабжения?
Мембранный бачок - это стальная емкость с патрубком для подключения к водопроводу или системе отопления и золотником для накачки. Она разделена эластичной мембраной на два отсека - воздушный и водяной. Воздушный отсек нередко вместо воздуха заполняется азотом, исключающим поражение стенок бачка коррозией.
Любопытно: расширительный бак системы горячего водоснабжения или отопления обычно снабжается мембраной с повышенной термостойкостью. Никаких других конструктивных различий между ним и гидроаккумулятором нет, поэтому расширительный бачок можно смело использовать в роли гидроаккумулятора.
Схемы
Теперь давайте более детально разберемся, зачем нужен расширительный бак в системе водоснабжения, на примере конкретных схем.
Обвязка бойлера
Обвязка бойлера обычно включает два установленных на его входном патрубке элемента арматуры:
| Изображение | Описание |
|
|
Обратный клапан. Он пропускает холодную воду из водопровода внутрь накопительного водонагревателя, но не позволяет ей выливаться обратно при отключении ХВС. |
|
|
Предохранительный клапан. Поскольку обратный клапан превращает водопровод и бойлер в замкнутый контур, при нагреве воды в нем начинает быстро расти давление. Когда оно достигает опасных значений, предохранительный клапан сбрасывает избыток воды через дренажную трубку. |
Полезно: объединенные в одном корпусе обратный и предохранительный клапаны часто продаются под названием «группа безопасности бойлера».
Пока объем бойлера невелик, потери нагретой воды незначительны или отсутствуют (тепловое расширение компенсируется упругостью стенок водопровода). А вот при его значительном объеме горячая вода сбрасывается в дренаж литрами и десятками литров, что заметно сказывается на расходах на нужды ГВС.
Подключение расширительного бака к системе водоснабжения полностью исключает потерю нагретой воды. Ее избыток вмещается мембранным бачком, что сопровождается незначительным ростом давления в контуре.
Насколько большим должен быть расширительный бак на систему водоснабжения с бойлером известного объема?
Обычно он берется равным 10% от объема бойлера. Да, тепловое расширение воды в разумных пределах температуры меньше 10%; однако не забывайте про то, что вместимость отсека для воды не равна полному объему мембранного бачка: часть этого объема занята воздухом.
Поэтому на практике используется округление в большую сторону: бак расширительный для водоснабжения 50 литров способен обеспечить безопасную работу 500-литрового бойлера.
Запас воды
Как использовать гидроаккумулятор или расширительный бак для холодного водоснабжения, обеспечив себя водой на время ее периодических отключений?
Инструкция по монтажу прибора своими руками предельно проста и состоит всего из двух пунктов:
- Подключите патрубок бачка к любому участку водопровода гибкой или жесткой подводкой;
- На вводе ХВС установите обратный клапан. Он не позволит воде сливаться из бака в отключенный и сброшенный магистральный водопровод.
Обратите внимание: полезная емкость мембранного бака заметно отличается от его полного объема. Например, расширительный бак системы водоснабжения 500 литров, способен запасти на случай отключения не больше 250 литров воды.
Вода из скважины
Как установить расширительный бак в системе водоснабжения с подачей воды из скважины или колодца? Он опять-таки монтируется в любой точке водопровода.
Помимо мембранного бака, такая система включает:
| Изображение | Описание |
|
|
Погружной или Он поднимает воду и создает избыточный напор, обеспечивающий работу сантехнических приборов. |
|
|
Обратный клапан. Он ставится после погружного насоса или на всасывающем патрубке поверхностной насосной станции. |
|
|
Автоматическое реле, управляющее работой насоса (то есть включающее его при падении давления в контуре и выключающее при достижении давлением верхнего критического значения. |
Какое давление в расширительном баке системы водоснабжения нужно поддерживать?
Ответ нельзя дать, на зная настроек автоматики управления насосом. Давление в расширительном бачке водоснабжения должно быть немного ниже (примерно на 0,2 атмосферы) давления включения подкачки воды из скважины. В этом случае насос будет запускаться до того, как остатки воды из мембранного бачка вытекут через открытый кран.
Как накачать расширительный бак в системе водоснабжения, если давление в нем упало ниже необходимого? Это можно сделать любым воздушным насосом - велосипедным, автомобильным и т.д. Шланг насоса подключается к золотнику на мембранном бачке.
Вода из емкости
Водоснабжение из накопительной емкости практикуется в садовых товариществах с подачей воды по графику, а также там, где изношенные магистрали водоснабжения часто отключаются для ремонта. Самый простой способ подачи воды в водопровод - самотеком, из установленного на чердаке бака.
Однако такая схема имеет три серьезных недостатка:
- Запас воды ограничен прочностью перекрытия;
- Чердак должен быть утепленным и отапливаемым, иначе вода замерзнет в первые же заморозки;
- Напор в самотечном водопроводе ограничен расстоянием по вертикали между баком и краном. Между тем для нормальной работы бытовой техники (проточных водонагревателей, стиральных и посудомоечных машин) нужен напор не менее 3 метров (0,3 кгс/см2).
Подача воды из емкости, установленной в подвале, подполе или цокольном этаже, с помощью насосной станции лишена всех этих недостатков: вес стоящего на поверхности грунта или стяжки бака ничем не ограничен, напор создает насос, а температура грунта ниже уровня промерзания круглый год выше нуля.
Какую роль в этой схеме выполняет расширительный бак для систем водоснабжения? Ту же, что и при подаче воды из скважины: сглаживает скачки давления и позволяет насосу простаивать при незначительном расходе воды.
Какой должна быть схема подключения расширительного бака для водоснабжения? Опять-таки такой же, как при автономном водоснабжении из скважины или колодца.
Однако: на практике на подачу воды из емкости обычно ставится поверхностная насосная станция, представляющая собой насос, автоматическое реле с датчиком давления и гидроаккумулятор на одной станине.
Борьба с гидроударами
Гидроударом называется кратковременный скачок давления, возникающий в замкнутом контуре вследствие инерции движущегося потока воды при его мгновенной остановке. Гидроудар часто выводит давление за пределы прочности труб и гибких подводок; последствия весьма предсказуемы - владелец получает разрывы водопровода по швам и фитинговым соединениям.
Если к водопроводу подключены расширительные баки - водоснабжение делается абсолютно безопасным: воздушная емкость и в этом случае исполняет роль демпфера. Бачок небольшого объема монтируется на вводе водоснабжения или (при коллекторной разводке воды) на коллекторе.
Заключение
Надеемся, что наш материал поможет уважаемому читателю в проектировании и монтаже собственного водопровода. Успехов!
Автономной системой подачи воды сегодня уже никого не удивить. Такие конструкции очень удобны и практичны, однако для их функционирования, зачастую, требуются устройства, о которых человек, пользующийся только централизованным водопроводом, может просто не знать. К примеру, автономная система подачи воды будет длительное время бесперебойно работать только в случае, если в нее включен расширительный бак для водоснабжения. Современная промышленность выпускает множество самых разных моделей таких устройств. Чтобы подобрать для себя оптимальный вариант, необходимо ориентироваться в типах оборудования и хорошо представлять себе принцип его работы.
Устройство и функции этого оборудования
Типы мембранных баков
Существует два основных типа расширительного мембранного оборудования.
Прибор со сменной мембраной
Главная отличительная особенность – возможность замены мембраны. Она вынимается через специальный фланец, который держится на нескольких болтах. При этом нужно учесть, что в приборах большого объема для стабилизации мембраны ее дополнительно закрепляют задней частью к ниппелю. Еще одна особенность устройства в том, что вода, заполняющая бак, остается внутри мембраны и не контактирует с внутренней частью бака. Что оберегает металлические поверхности от коррозии, а саму воду от возможного загрязнения и существенно продляет срок эксплуатации оборудования. Выпускаются такие модели, как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении.
Устройства со сменной мембраной отличаются более долгим сроком службы, поскольку наиболее уязвимый элемент системы можно заменить и вода не соприкасается с металлическим корпусом прибора
Устройство со стационарной диафрагмой
В таких устройствах внутренняя часть бака разделена на две части жестко закрепленной мембраной. Она не подлежит замене, следовательно, при выходе ее из строя, оборудование придется менять. В одной части устройства содержится воздух, в другой – вода, которая напрямую контактирует с внутренней металлической поверхностью прибора, что может провоцировать ее быструю коррозию. Для предотвращения разрушения металла и загрязнения воды внутренняя поверхность водной части бака покрывается специальной краской. Однако такая защита не всегда долговечна. Выпускаются устройства горизонтального и вертикального типов.
Разновидность прибора с жестко закрепленной мембраной. Конструкция предполагает, что вода соприкасается со стенками оборудования
В нашем следующем материале представлены рекомендации эксперта по выбору мембранного бака:
Как правильно подобрать прибор?
Основной характеристикой, на основании которой выбирается оборудование, является его объем. При этом обязательно учитываются такие факторы:
- Количество людей, использующих систему водоснабжения.
- Число водозаборных точек, в количество которых входят не только душ и краны, но и бытовые приборы, например, стиральная и посудомоечная машины.
- Вероятность, что вода будет расходоваться несколькими потребителями одновременно.
- Предельное количество циклов «пуск-стоп» за один час для установленного насосного оборудования.
- Если количество потребителей не превышает трех человек, а установленный насос имеет производительность до 2куб. м в час, выбирается бак объемом от 20 до 24 л.
- Если число потребителей от четырех до восьми человек и производительность насоса в пределах 3,5 куб. м в час устанавливается бак объемом в 50 л.
- Если количество потребителей свыше десяти человек и производительность насосного оборудования составляет 5 куб. м в час, выбирают расширительный бак на 100 л.
При подборе нужной модели устройства стоит учитывать, что чем меньше объем резервуара, тем чаще будет включаться насос. А так же тот факт, что чем меньше объем, тем больше вероятность скачков давления в системе. Кроме того оборудование является и резервуаром для хранения определенного запаса воды. Исходя из этого корректируется и объем расширительного бака. Следует знать, что конструкция прибора позволяет установку дополнительного резервуара. Причем это можно сделать в ходе эксплуатации основного оборудования без проведения трудоемких демонтажных работ. После монтажа нового прибора объем резервуара будет определяться совокупностью объемов установленных в системе емкостей.
Кроме технических характеристик выбирая расширительный бак, особое внимание следует обращать на его производителя. Погоня за дешевизной может вылиться в гораздо более существенные расходы. Чаще всего для производства привлекающих своей стоимостью моделей используются самые дешевые материалы, а они, как показывает практика, не всегда качественные. Особенно важно качество каучука, из которого изготавливается мембрана. От этого напрямую зависит не только срок службы бака, но и безопасность воды, которая из него поступает.
При покупке бака со сменной мембраной обязательно нужно уточнить стоимость расходного элемента. Очень часто в погоне за прибылью не всегда добросовестные производители существенно завышают цену сменной мембраны. В таком случае будет более целесообразным подобрать модель другой компании. Чаще всего крупный производитель готов отвечать за качество своей продукции, поскольку дорожит репутацией. Таким образом, стоит в первую очередь рассматривать модели именно таких брендов. Это Джилекс и Elbi (Россия) и Reflex, Zilmet, Aquasystem (Германия).
Объем расширительного бака для водоснабжения может быть разным, он выбирается исходя из потребностей пользователей. Если впоследствии потребуется больший объем, можно будет установить дополнительный прибор
Особенности самостоятельной установки
Все расширительные баки можно разделить на две группы, определяющиеся способом подключения. Различают вертикальные и горизонтальные модели. Особых различий между ними не существует. При выборе руководствуются параметрами помещения, где будет размещено оборудование. В процессе монтажа следует придерживаться таких рекомендаций:
- Расширительный бак устанавливается таким образом, чтобы к нему можно было обеспечить беспрепятственный доступ для обслуживания.
- Необходимо предусмотреть возможный впоследствии демонтаж соединительного трубопровода для замены или ремонта оборудования.
- Диаметр присоединяемого водопровода не может быть меньше, чем диаметр патрубка.
- Нужно заземлить устройство, так можно избежать электролитической коррозии.
Монтаж прибора проводится со стороны всасывания насоса. На отрезке между насосным оборудованием и местом подключения нужно исключить все элементы, которые способны внести значительное гидравлическое сопротивление в систему. Линию подпитки подсоединяем к циркуляционному контуру всей системы.
По типу установки различают расширительные баки горизонтального и вертикального подключения
Обратите также внимание на материал о том, какие неисправности чаще всего возникают в насосных станциях, и как их устранить самостоятельно:
Расширительный бак – неотъемлемая часть автономной системы водоснабжения. Он поддерживает , предотвращает преждевременную порчу насоса и сохраняет определенный запас воды. Однако все эти функции выполняются только при условии грамотного подбора и правильно монтажа конструкции. Поэтому при отсутствии опыта лучше не увлекаться самодеятельностью, а найти квалифицированных специалистов, которые качественно установят любое устройство.
Наша сегодняшняя тема - баки мембранные для систем водоснабжения. Мы выясним, как они устроены и в каких целях используются, а также познакомимся с несколькими схемами включающих их систем. Приступим.
А ты кто такой
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.
Однако: такой маркировки придерживаются далеко не все изготовители этих изделий. Автору статьи встречались черные, серые, голубые и зеленые бачки.
Функции
Зачем используются баки мембранные для водоснабжения?
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. Автор использует для накачки велосипедный насос или автомобильный компрессор с манометром.
Обратите внимание: ниппель часто скрыт под металлической или пластиковой крышкой. Она защищает его от загрязнений или случайного стравливания находящегося под давлением воздуха.
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.
Схемы
Или расширительный бачок? Подключение баков мембранных для водоснабжения вполне предсказуемо зависит от выполняемых ими функций.
Резервная емкость
Функция мембранного бачка: создание резерва воды.
Подключение: к любой точке водопровода после ввода. Ввод должен быть укомплектован обратным клапаном, исключающим сброс воды при отключении и сбросе магистрального водопровода.
Скважина
Функция: бачок исполняет роль ресивера, позволяя насосу простаивать при небольшом расходе воды.
Подключение: гидроаккумулятор присоединяется к любой точке водопровода после насоса и обратного клапана.
Клапан может монтироваться на двух участках системы:
- В случае погружного насоса - на его выходном патрубке;
- В случае поверхностного насоса - на всасывающей трубе.
Обратите внимание: в последнем случае клапан обычно дополняется фильтром механической очистки.
Насосная станция - комплекс оборудования, включающий реле давления, гидроаккумулятор и поверхностный насос (см. ). Она используется для подачи воды из открытого водоема, неглубокой скважины или накопительного бака. Гидроаккумулятор подключен к насосу (как правило, гибкой подводкой); к водопроводу присоединяется выходной патрубок насосной станции.
Вот ключевые особенности ее монтажа:
- Всасывающая труба должна иметь как минимум такой же внутренний диаметр, как всасывающий патрубок станции;
- На всасывающей трубе должен стоять обратный клапан;
- Если насосная станция используется для подачи воды из наполняющейся через поплавковый клапан резервной емкости, между врезками выхода станции и заливного клапана емкости на вводе должен стоять еще один обратный клапан.
Борьба с гидроударами
Функция: гашение гидроударов.
Подключение: на вводе ХВС и/или ГВС без дополнительной арматуры. При коллекторной разводке труб мембранные бачки небольшого объема подключаются к коллекторам водоснабжения.
Температурное расширение
Функция: мембранные расширительные баки для горячего водоснабжения компенсируют расширение воды при росте температуры и исключают опасное увеличение давления в бойлере.
Подключение: к водопроводу ГВС сразу после бойлера.
На входном патрубке водонагревателя должно стоять два клапана:
- Обратный. Его функции уже упоминались: он предотвращает слив нагретой воды в водопровод ХВС;
- Предохранительный. Он дублирует функцию расширительного бачка на случай разрыва его мембраны и сбрасывает в дренаж избыток воды при критическом росте давления.
Заключение
Надеемся, что нам удалось удовлетворить любознательность читателя. Узнать больше о том, как функционирует система водоснабжения с мембранным баком, вам поможет видео в этой статье. Успехов!
- Предлагаем купить Для систем питьевого водоснабжения с доставкой, в интернет магазине "Tavago".
- Цена на Для систем питьевого водоснабжения от 1115 рублей.
- Прочитать инструкцию и отзывы о Для систем питьевого водоснабжения.
Расширительные баки для систем водоснабжения
или гидроаккумуляторы применяются в системах подачи питьевой воды. Они решают задачу хранения определенного запаса воды и поддержания нужного давления в питьевом трубопроводе. Напорные баки используются как вспомогательное оборудование закрытых систем водоснабжения. В открытых конурах они не нужны, потому что там используются резервуары, установленные в верхней точке системы.
Гидроаккумулятор для водоснабжения
является мембранным напорным хранилищем воды закрытого типа. Он представляет собой стальной сварной резервуар объемом нескольких литров до нескольких сотен литров. Внутри бака располагается мембрана, которая, обычно, изготовлена из синтетического каучука или эластичной резины. Она имеет форму полой груши, которая при избыточном давлении заполняется водой. Растянувшаяся мембрана с полным запасом воды повторяет форму резервуара. Это очень похоже на старый футбольный мяч с резиновой камерой, только вместо воздуха в камере (мембране) находится вода. Пространство между мембраной и внутренней поверхностью бака заполняется под некоторым давлением инертным газом, что исключает контакт воды с металлом резервуара и обеспечивает напор для последующей подачи воды в магистраль.
Насос, подающий в магистраль воду, не работает безостановочно - ему тоже нужна передышка. Поэтому, когда потребитель открывает кран, чтобы набрать воды, она будет под давлением поступать из своего временного хранилища - напорного мембранного бака. Так будет происходить до тех пор, пока давление в системе не упадет ниже номинального. И лишь тогда происходит включение насоса, работа которого обеспечит необходимый напор в системе.
Таким образом, расширительные баки для водоснабжения, автоматически выполняя несложную механическую работу по запасанию и последующей подаче потребителю воды, сберегают насосы от преждевременного износа за счет сокращения их периодов пусков/отключений. При этом, чем больше емкость гидроаккумулятора для системы водоснабжения, тем больше там накопится запасов воды и реже будет потребность во включении насоса. Кроме того мембранные баки для водоснабжения в состоянии обеспечивать потребителя водой во время перебоев с подачей электроэнергии - вода из гидроаккумулятора под давлением будет поступать в водопроводный кран даже без участия насоса.
Стоимость гидробака зависит от объема воды, которую он может аккумулировать, и от фирмы-производителя. Она составляет от 1 тыс. рублей за модели малой емкости до 50 тыс. рублей за баки объемом ½ кубометра. Поэтому степень комфорта при пользовании питьевым водопроводом будет связана с бюджетом, который выделен на приобретение мембранного бака для системы водоснабжения.
Салон инженерной сантехники «Tavago» предлагает большую товарную группу мембранных гидроаккумуляторов для питьевого водоснабжения от ведущих зарубежных (Reflex, GWC) и отечественных (Джилекс, Valtec) производителей.
Применяемые в системах холодного водоснабжения при подаче воды в дом от внешнего источника.
Правильный подбор, монтаж и эксплуатация баков обеспечит безопасную работу систем и сведет на нет вероятность возникновения аварийных ситуаций.
Мембранные баки VALTEC для систем отопления
Назначение расширительного бака VALTEC
Основная задача мембранного расширительного бака в системе отопления – компенсировать увеличение объема воды вследствие ее температурного расширения.
При отсутствии в замкнутой системе емкости, куда могут поступать излишки теплоносителя, даже незначительное увеличение температуры приведет к возрастанию давления, которое может превысить предельно допустимую величину для элементов гидравлической системы.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.
Место подключения расширительного мембранного бака VALTEC к системе отопленияДавление в точке подключения мембранного бака к системе всегда равно статическому давлению в данной точке при данных температурных параметрах.
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. 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 (h 1);
- расширительный бак помещен на 1 м выше точки его подключения к системе (h 2);
- статическое давление на уровне нижней точки системы – 15 м вод. ст.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
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
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 a 0 + P ст max – 0,1· (H Б + h 2 + 1), (2)
где P a 0 – 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; h 2 – превышение центра бака над точкой врезки, м.
При расположении бака ниже точки врезки h 2 подставляется со знаком «минус».
Абсолютное максимальное давление, возможное в расширительном баке:
P a max = P a 0 + P ПК + P ст Б – P ст ПК – 0,1· h 2 , (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
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..jpg) Рис. 3. Предохранительный клапан VALTEC VT.1831 с возможностью настройки и принудительным «подрывом»
|
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.
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.
Примеры обвязки с мембранным бакам
.jpg)
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.
.jpg)
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.
.jpg)
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.
Пример установки мембранного бака для ГВС приведен на рис. 7..jpg)
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)
.jpg)
| Марка | Объем, л | D, мм | Н, мм | L, мм | Dу | Dy2 |
| VAV 8 | 8 | 200 | 333 | 3/4 | ||
| VAV 12 | 12 | 280 | 323 | 3/4 | ||
| VAV 24 | 24 | 280 | 523 | 3/4 | ||
| VAV 50 | 50 | 365 | 683 | 3/4 | ||
| VAV 80 | 80 | 410 | 795 | 3/4 | ||
| VAV 100 | 100 | 495 | 809 | 3/4 | 3/4x1/2 | |
| VAV 150 | 150 | 495 | 1079 | 3/4 | 3/4x1/2 | |
| VAO 24 | 24 | 280 | 297 | 523 | 1 | |
| VAO 50 | 50 | 365 | 382 | 595 | 1 | |
| VAO 80 | 80 | 410 | 427 | 728 | 1 | |
| VAO 100 | 100 | 495 | 517 | 730 | 1 | 3/4x1/2 |
| VAO 150 | 150 | 495 | 517 | 1000 | 1 | 3/4x1/2 |
Номенклатура и габаритные размеры баков для отопления
.jpg)
| Марка | Объем, л | D, мм | Н, мм | Dу |
| VRV 8 | 8 | 200 | 333 | 3/4 |
| VRV 12 | 12 | 280 | 323 | 3/4 |
| VRV 18 | 18 | 280 | 423 | 3/4 |
| VRV 24 | 24 | 280 | 523 | 3/4 |
| VRV 35 | 35 | 365 | 473 | 3/4 |
| VRV 50 | 50 | 365 | 605 | 3/4 |
| VRV 80 | 80 | 410 | 735 | 3/4 |
| VRV 100 | 100 | 495 | 809 | 3/4 |
| VRV 150 | 150 | 495 | 1079 | 3/4 |
Нормативные требования к мембранным бакам
| Требование норматива | Норматив |
| 4.34. Расширительные баки должны быть цилиндрической формы; для баков с внутренним диаметром корпуса до 500 мм должны приниматься плоские приварные или эллиптические днища, а при диаметре более 500 мм – эллиптические. | СП 41-101-95 |
| 4.35. Расширительные баки должны быть оборудованы предохранительными клапанами. | |
| 4.47. Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10 %, а при расчетном давлении до 0,5 МПа – не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570. | |
| 7.2.6.1. Для компенсации температурных расширений теплоносителя в независимых системах отопления следует предусматривать расширительные баки. | СП 31-106-2002 |
| 7.2.6.2. В системе водяного отопления с искусственным побуждением циркуляции теплоносителя могут использоваться открытые или закрытые расширительные баки, располагаемые в помещении теплогенератора. Рекомендуется применять расширительные баки диафрагменного типа с тепловой изоляцией. | |
| 7.2.6.3. Требуемая вместимость бака устанавливается в зависимости от объема теплоносителя в системе отопления. | |
| 5.19. Для приема излишков воды в системе при ее нагревании и для подпитки системы отопления при наличии утечек в автономных котельных рекомендуется предусматривать расширительные баки диафрагменного типа. | СП 41-104-2000 |
| 3.4. Не допускается применять металлополимерные трубы для расширительного, предохранительного, переливного, сигнального трубопроводов. | СП 41-102-98 |
| 13.14. Водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также бакиаккумуляторы надлежит изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой; при этом для внутренней антикоррозионной защиты следует применять материалы, разрешенные Главсанэпиднадзором России. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету. | СНиП 2.04.01-85* |
| 13.17. Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха. | |
| 13.10. Запас воды в баках-аккумуляторах, устраиваемых в бытовых зданиях и помещениях промышленных предприятий, следует определять в зависимости от времени их заполнения в течение смены, принимаемого при числе душевых сеток: 10–20 – 2 ч; 21–30 – 3 ч; 31 и более – 4 ч. |