Расширительный бак для водоснабжения применяют для стабилизации рабочего давления, защиты оборудования от возможных гидроударов, а также для выравнивания температурных показателей жидкости. Работа гидробаков протекает автономно на основании полученных данных о состоянии системы и не требует наличия насосов, компрессора или подключения к электросети.

Расширительный бак.

Характеристика закрытых расширительных баков

Расширительные емкости – это резервуары цилиндрической или шарообразной формы с горизонтальным или вертикальным расположением рабочей камеры. Могут быть напольной или подвесной конструкции.


Оборудование предназначено для обеспечения бесперебойной эксплуатации систем водоснабжения жилого дома, подключенных к центральной сети. Для работы в структуре водопровода, подающего ресурс из подземных источников (скважины, колодцы), предназначены гидроаккумуляторы. Они поставляются в комплекте насосных станций, у них то же назначение, но другие требования и условия эксплуатации.

Особенности устройства и конструкции

Расширительный бак представляет собой непроницаемую емкость, выполненную из высоколегированной стали. Пространство рабочей камеры прибора делит на две части резиновая мембрана, которая по своей форме и способу крепления может быть двух видов.

В первом варианте – это вертикально установленный клапан, с одной стороны которого находится воздух, а с другой – вода. Вторая модификация устройства изготавливается в форме сплошной грушевидной емкости из резины, которая внизу, через выпускной клапан, фиксируется к корпусу прибора. Внутри мембраны находится жидкость, а снаружи – воздух.

Баки для бытового использования поставляются в торговую сеть размером от 8 до 150 л. Модели от 50 л снабжаются опорными стойками, штуцером для подключения дополнительных устройств и манометром для измерения давления.


Принцип работы гидроаккумулятора

Принцип работы гидроаккумулятора.

Гидроаккумулятор – это стальная емкость с металлическими опорами. Внутри корпуса находится две камеры – воздушная и гидравлическая. Верх воздушной камеры оборудован ниппелем, через который можно сбросить или накачать воздух. Низ емкости заканчивается специальным штуцером для соединения с водопроводом.

Принцип работы мембранного механизма следующий: после запуска перекачивающей станции вода подается в бачок прибора до тех пор, пока плотность в системе не превысит максимально допустимого уровня, после чего реле отключает гидроаккумулятор. При открытии кранов объем воды в камере уменьшается, сила напора падает, автомат подключает насос, и давление стабилизируется.

Классификация по области применения

Расширительные баки по своему внешнему виду и способу изготовления разделяют на открытые и закрытые конструкции. Оборудование открытого типа – это емкость накопительного действия, которая применяется в загородных домах с ограниченным водоснабжением. Размер и материал резервуара подбирают с учетом необходимого объема воды в сутки. Камеры такого типа используют в качестве дополнительного оборудования при устройстве отопления жилых зданий.


Устройства закрытого типа служат для компенсации температурных расширений и стабилизации давления в следующих системах:

  • подачи холодной воды;
  • горячего водоснабжения;
  • отопления;
  • водоочистки.

Материалы для гидропневматического оборудования

Безотказная работа любого гидропневматического агрегата зависит от правильного выбора мембраны. В зависимости от области применения и условий эксплуатации деталь может изготавливаться из следующих материалов:

  • Натуральная резина – предназначена для приборов с рабочим температурным диапазоном -5…+50°С.
  • Бутил-каучуковая диафрагма – работает в пределах 0…+120°С.
  • EPDM – синтетический эластомер, эксплуатируется в режиме +1…+110°С, рабочий напор жидкости – до 12 бар.
  • SBR-диффузор из стирол-бутадиеновой резины для горячего и холодного водоснабжения – до 15 бар, +1…+100°С.

Расчет объема бака перед выбором

Для того чтобы правильно настроить систему водопровода квартиры, нужно не ошибиться в выборе объема расширительного бака. Методика расчета размера емкости построена на сборе информации о бытовых приборах, расположенных в квартире.


Расчет объема бака перед выбором.

Составляем перечень точек подключения с указанием числа каждого типа оборудования, частоты включения в сутки и определяем суммарный коэффициент расхода воды (Cy). Например, есть два умывальника, общая частота использования 6 раз/сутки: 2х6 = 12. Такие вычисления необходимо произвести с каждым наименованием. Затем сложить все значения. Полученная сумма и будет показателем потребления ресурса в квартире.

После этого необходимо воспользоваться таблицей из международного способа расчета UNI 9182, подставить суммарный коэффициент и выбрать резервуар нужного размера.

На основании опыта использования системы расчетов объем емкости для квартиры равен:

  • до 3 потребителей – расширительный бак до 24 л;
  • до 8 точек – 50 л;
  • свыше 10 приборов – 100 л.

Горизонтальная и вертикальная ориентация

Какой ориентации приобрести гидробак, зависит от размера емкости и свободного места в квартире. В стандартном варианте резервуары объемом до 50 л выпускают с возможностью монтажа прибора на стены помещения и с вертикальным расположением корпуса.

Гидроаккумуляторы большей вместимости предусматривают несколько способов установки. Они могут быть как вертикальной, так и горизонтальной ориентации. В зависимости от комплектации приборы могут поставляться в составе насосной станции или в виде отдельного агрегата для автономных систем.

Схемы подключения гидробаков

Для того чтобы подключить гидропневматические баки к холодному или горячему водопроводу, они должны быть оснащены:

Схема подключения гидробака.

  • подающим, спускным и отводящим патрубками;
  • манометром;
  • предохранительным клапаном;
  • датчиком уровня;
  • ниппелем – устройством для регулирования и пополнения воздуха.

Расширительные емкости для холодной воды устанавливают в самой нижней точке распределительной системы. Баки для горячего водоснабжения монтируют на трассе трубопровода со стороны подачи жидкости к нагревательному оборудованию (теплообменник, бойлер и др.).

Выполнение установки расширительного бака

Монтаж агрегата производится в помещении с температурой не ниже 0°C. Минимальное расстоянии от стен и плит перекрытий – не более 60 см. Вокруг установленного оборудования необходимо обеспечить проход для доступа к воздушному крану, сливному клапану, запорной арматуре. Не допускается воздействие веса подключенного оборудования и трубопроводов на корпус прибора.

Перед установкой гидробака в камере необходимо измерить манометром плотность воздуха, она должна соответствовать техническим характеристикам механизма. Точную регулировку можно выполнить через ниппель в верхней части резервуара. Монтаж устройства (вертикально или горизонтально) зависит от объема бака и указывается в рекомендациях завода-изготовителя при покупке оборудования.

Особенности регулировки гидроаккумулятора

Настройка рабочих характеристик гидроаккумулятора происходит следующим образом:


  • Проверяем давление в воздушной камере. Для этого подключаем манометр к резиновому клапану, расположенному в верхней части емкости.
  • Если полученные значения не соответствуют рекомендуемым, то нажатием на ниппель стравливаем воздух и снижаем давление или накачиваем газ для повышения силы напора.
  • Затем открываем защитный кожух реле и при помощи большой гайки регулируем верхний уровень срабатывания, отвечающий за остановку насоса при максимальном давлении.
  • Нижняя граница запуска оборудования настраивается малым креплением.
  • Закрываем корпус реле и проверяем результаты.

Настройка давления бака в системе водоснабжения

Гидроаккумулятор поступает в торговую сеть с базовыми настройками производителя оборудования. Иногда такие параметры не соответствуют условиям эксплуатации.

Настройка давления бака в системе водоснабжения.

Корректировка работы расширительного бака показана в следующих ситуациях:


  • После установки агрегата. Регулировка значений согласно техническим нормам региона.
  • Слабый напор в системе.
  • Бак не наполняется.
  • Замена мембраны на новую.
  • Ремонт магистрали.
  • В воздушной камере превышены рекомендуемые значения, основания – показания манометра.
  • Нарушен температурный режим горячего водоснабжения.

При корректировке давления в газовом отсеке прибора следует учитывать, что для защиты емкости от коррозии воздушная камера на заводе заполняется осушенным азотом. Поэтому при регулировке плотности воздуха в газовой полости или наполнении резервуара после смены мембраны рекомендуется пользоваться техническим азотом.

Предохранительные клапаны устройства должны быть отрегулированы так, чтобы рабочее давление в защищенном сегменте не превышало нормативное более чем на 10 %, а при установленном значении до 0,5 МПа ≤ 0,05 МПа.

Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя

Расширительные баки для систем горячего водоснабжения компенсируют изменения объема жидкости в границах допустимой минимальной и максимальной температуры, а также поддерживают давление в проектном диапазоне.

Мембранная емкость для ГВС устанавливается непосредственно в точке подачи холодной воды в систему. Оптимальной считается установка резервуара после редуктора давления. Концентрация воздуха в камере гидроаккумулятора должна быть на 0,25 бар выше, чем показатели рабочего напора в магистрали, или на 0,2 бар больше, чем установленное давление на выходе редуктора.


При такой настройке излишки воды, периодически появляющиеся в системе из-за повышения температуры, в процессе охлаждения будут постепенно сбрасываться обратно в трубопровод.

Правила обслуживания гидробака

Правила обслуживания гидробака.

Установка, испытания и ремонт оборудования должны проводиться в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя специалистами, прошедшими специальную подготовку.

Любые изменения конструкции расширительной камеры с использованием сварных работ или посредством механических воздействий запрещаются.

Один раз в год требуется выполнять профилактический осмотр гидробака:

  • Проверять давление в воздушной камере.
  • Проводить внешний осмотр корпуса установки.
  • Обследовать контрольно-измерительную аппаратуру (манометр, клапаны, реле и др.).
  • Инспектировать герметичность трубопроводов и работу запорной арматуры.

Монтаж гидробака открытого типа

Расширительные емкости открытого типа – это навесное оборудование, которое монтируют в верхней точке магистрали. Место установки должно иметь хорошую вентиляцию во избежание формирования конденсата на поверхности прибора. Высота размещения емкости должна позволять свободный доступ к внутренней части резервуара для выполнения технического осмотра или ремонта рабочей камеры.

Резервуар оборудуется поплавковым клапаном, который устанавливается на входной магистрали. Он предназначен для поддержания в накопительной камере уровня жидкости, который исключает перелив воды через кромку бака.

Источник: zen.yandex.ru

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияИзменение давления при температурном расширении без учета деформации элементов системы можно рассчитать по формуле:   Δp = βt · Δt / βv, где β – 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияВнутренняя 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияДоказать 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.

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияЕсли 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКакое давление в расширительном бачке водоснабжения

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияПри 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).

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияТеплоноситель 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияРис. 2. Варианты организации выпуска воздуха из системы с мембранным баком

 

Подбор мембранного расширительного бака VALTEC

Достаточный объем мембранного расширительного бака рекомендуется определять по формуле:

Vб = C · βt / (1 – Pamin / Pamax), (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; Pamin – начальное (настроечное) абсолютное давление в расширительном баке, бар; Pamax – 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 βt, соответствующие максимальной разнице температур воды в неработающей и работающей системе, рекомендуется принимать из табл. 3.

Настроечное абсолютное давление вычисляется по формуле:

Pamin = Pa0 + Pстmax – 0,1· (HБ + h2 + 1), (2)

где Pa0 – атмосферное давление, бар; Pстmax – статическое давление на уровне нижней точки системы, бар; НБ – превышение точки врезки бака над нижней точкой системы, м; h– 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:

Pamax = Pa0 + PПК + PстБ  – PстПК – 0,1· h2, (3)

где PПК – давление настройки предохранительного клапана, бар; PстБ – статическое давление на уровне установки предохранительного клапана, бар; PстПК – 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 βt

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКак 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.Какое давление в расширительном бачке водоснабженияРис. 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияНекоторое 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.

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

 

Примеры обвязки с мембранным бакам

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКонструкция 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКак 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:

VГА = 16,5 · Qmax · (Рmах + 1) · (Рmin + 1) / n · (Рmах – Рmin) · (Р0 + 1), л (5) , где

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

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

Рmin – 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:

Vв = VГА · (Рmах – Рmin) / (Рmах + 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

Характеристика закрытых расширительных баков

Главная задача расширительных бачков – поддерживать давление в заданных пределах.

Используются герметичные емкости из металла, в которых находится запас теплоносителя на случай температурного сжатия жидкости. Так решается проблема завоздушивания трубопровода. Если теплоноситель, расширяясь при нагревании, создает слишком большое давление, гидробак компенсирует перепад.

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, расширительные бачки отличаются друг от друга, и различные модели имеют разные эксплуатационные параметры. Конструктивно различаются следующие типы гидробаков:

  1. Резервуары, предусматривающие замену груши.
  2. Баки со стационарно установленной мембраной.
  3. Емкости, не имеющие в конструкции мембраны.

В первом случае груша выполняет функцию мембраны. Именно в нее закачивается воздух, который меняет объем рабочей камеры при термическом увеличении объема жидкости в системе. Давление воздуха в расширительном баке должно быть таким, чтобы выдавливать воду в трубы при падении температуры в радиаторах.

Настройка давления бака в системе водоснабжения

Изначально на момент продажи в гидробаках для водопроводных систем в камере гидробака имеется стандартное давление в 1,5 бар. В инструкции по применению указывается допустимый диапазон, за который не рекомендуются выходить, особенно в сторону увеличения.

Какое давление должно быть в расширительном баке системы водоснабжения

Чтобы правильно установить оптимальный режим для гидробака, за основу берут следующие рекомендации:

  1. Регулировку давления воздуха в расширительном баке выполняют после отключения энергоснабжения.
  2. Вентили должны быть перекрыты. Воду сливают, оставляя емкость пустой.
  3. Фиксируют давление воздуха в расширительном баке при помощи манометра.
  4. В случае несоответствия воздух накачивается либо стравливается до достижения показателей, установленных производителем.

При производстве гидробаков вместо воздуха используют инертные газы, чтобы исключить появление очагов коррозии. При регулировке вручную давление делают на 10% ниже, чем того требует производитель.

Следует помнить, что после включения насоса рабочая камера гидробака наполнится водой, а уже потом достигнет потребителя. Если давление воздуха падает, напор нестабильный. А когда оборудование работает в штатном режиме, он постоянен, и не меняется в процессе пользования системой.

Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя

Здесь есть одна особенность. Такие гидробаки должны иметь рабочее давление воздуха чуть выше, а именно, на 0,2 бар выше, чем написано в инструкции.

Так, если насос выдает 3,5 бар, гидробак настраивается на 3,7 бар. Первая проверка работоспособности и настройка выполняется перед запуском системы, пока емкость не заполнена теплоносителем.

Отсутствие жидкости в камере – нормальный режим работы. А заполняется она только когда вода в трубах нагревается. Нехватка давления воздуха в расширительном баке приводит к тому, что теплоноситель заполняет резервуар, что является нарушением эксплуатационных требований. В этом случае необходимо отключить и спустить систему, а затем настроить гидробак заново.

Гидробак открытого типа

Такие конструкции считаются устаревшими, так как не обеспечивают абсолютной автономности, и может лишь увеличить период между обслуживанием. Разогретая жидкость испаряется, и ее нехватку нужно ликвидировать, периодически подливая теплоноситель, восполняя его объем. Никаких диафрагм и груш не используется. Давление в системе появляется за счет того, что открытый гидробак монтируется на возвышенности (на чердаке, под потолком и т.д.).

Естественно, никакого давления воздуха в расширительном баке открытого типа нет. При расчете учитывают, что один метр водяного столба создает давление в 0,1 атмосфер. Однако есть способ автоматизировать добор воды. Для этого устанавливается поплавок, который при опускании открывает кран, а после наполнения резервуара поднимается, и перекрывает доступ воды в бак. Но в данном случае все равно нужно контролировать работу системы.

Правила обслуживания гидробака

Суть ревизии заключена в проверке давления в воздушной камере. Манометр должен быть исправен, и иметь точность измерения 0,1 бар. Можно пользоваться автомобильным прибором для проверки давления в шинах. Удобно, когда шкала содержит градацию и в атмосферах. Тогда не придется производить перерасчет, если в инструкции указано давление в других единицах.

Если в результате накачивания давление воздуха в расширительном баке не поднимется, это может свидетельствовать о том, что груша или мембрана вышла из строя, и требует замены. В процессе осмотра проверяют ниппель и клапаны. Они должны быть герметичны.

Важно, чтобы это оснащение выдерживало установленные заводом-изготовителем параметры. Проверять прочность не стоит, но после накачки воздух должен оставаться в газовой камере долгое время.

Источник: vodatyt.ru

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияИзменение давления при температурном расширении без учета деформации элементов системы можно рассчитать по формуле:   Δp = βt · Δt / βv, где β – 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияВнутренняя 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияДоказать 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.

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияЕсли 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКакое давление в расширительном бачке водоснабжения

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияПри 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).

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияТеплоноситель 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияРис. 2. Варианты организации выпуска воздуха из системы с мембранным баком

 

Подбор мембранного расширительного бака VALTEC

Достаточный объем мембранного расширительного бака рекомендуется определять по формуле:

Vб = C · βt / (1 – Pamin / Pamax), (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; Pamin – начальное (настроечное) абсолютное давление в расширительном баке, бар; Pamax – 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 βt, соответствующие максимальной разнице температур воды в неработающей и работающей системе, рекомендуется принимать из табл. 3.

Настроечное абсолютное давление вычисляется по формуле:

Pamin = Pa0 + Pстmax – 0,1· (HБ + h2 + 1), (2)

где Pa0 – атмосферное давление, бар; Pстmax – статическое давление на уровне нижней точки системы, бар; НБ – превышение точки врезки бака над нижней точкой системы, м; h– 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:

Pamax = Pa0 + PПК + PстБ  – PстПК – 0,1· h2, (3)

где PПК – давление настройки предохранительного клапана, бар; PстБ – статическое давление на уровне установки предохранительного клапана, бар; PстПК – 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 βt

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКак 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.Какое давление в расширительном бачке водоснабженияРис. 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияНекоторое 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.

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

 

Примеры обвязки с мембранным бакам

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКонструкция 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.

Какое давление в расширительном бачке водоснабжения

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.

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

 

Какое давление в расширительном бачке водоснабженияКак 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:

VГА = 16,5 · Qmax · (Рmах + 1) · (Рmin + 1) / n · (Рmах – Рmin) · (Р0 + 1), л (5) , где

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

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

Рmin – 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:

Vв = VГА · (Рmах – Рmin) / (Рmах + 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



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.