расширительный бачок, мембранный расширительный бак
Расширительный бачок. Назначение.
Как известно вода имеет очень низкий коэффициент сжатия, поэтому в системах отопления любое изменение объема воды должно быть компенсировано с помощью расширительной емкости открытого типа или специально разработанного для этих целей расширительного бачка.
Расширительные бачки или баки, выпускаются в основном мембранного типа и предназначены для поддержания в системе определенного давления. При увеличении температуры объем воды увеличивается, давление растет, и часть воды переходит в расширительный бачок, сжимая воздушную подушку в нем. Когда температура в системе снижается, объем воды уменьшается, и она частично выходит из бака под действием давления в воздушной подушке.
Если в отношении расширительных бачков вопросы с подбором и вводом в эксплуатацию возникают у потребителя редко, то мембранные расширительные баки или емкости у нас повсеместно подбираются на «глазок», а их пуск в эксплуатацию в 99% осуществляется неправильно.
Данная статья предназначена для того, чтобы решить все вопросы с подбором и вводом в эксплуатацию расширительного мембранного бачка или бака для системы отопления.
Для начала выясним, что же такое мембранная расширительная емкость или мембранный расширительный бачок, далее по тексту будем говорить просто — расширительный бак.
Внешний вид расширительного бака вы уже видели в начале статьи.
Как же устроен внутри расширительный бак мембранного типа.
Основные части расширительного бака — металлический корпус и мембрана из синтетической резины, разделяющая корпус расширительного бака на две части.
С одной стороны мембраны под давлением закачивается воздух, который сжимается при расширении воды в системе. С другой стороны мембраны — полость, в эту полость (между мембраной и корпусом) при расширении попадает вода.
Как работает расширительный бачок.
Схема, иллюстрирующая работу расширительного бачка, представлена на следующем рисунке.
Как рассчитать необходимый объем мембранного расширительного бака.
Формула для подбора емкости мембранного расширительного бака выглядит так:
Где у нас:
Vu = общий полезный объем бака = Vi — Vf
Vi = начальный объем = V
Vf = конечный объем
e = коэффициент расширения, соответствующий разнице между температурой воды холодной системы (отопление выключено) и максимальной рабочей температурой в системе отопления.
Для стандартных систем отопления:
e = 0,04318 (Tmax = 99°C — Tmin =10°C)
C = общий объем воды в системе который включает в себя котел, трубопроводы отопления, радиаторы, разводку и т.д.
Приблизительно «С» имеет значение между 10 и 20 литрами на 1,0 Ккал/час выходной мощности установленного в системе отопления котла (без учета ГВС). ГВС это сокращенно система горячего водоснабжения, естественно это отдельная система и там свои правила подбора расширительного бака, несколько отличающиеся от подбора расширительной емкости для системы отопления.
Pi = Начальное (абсолютное) давление в емкости.
Обратите особое внимание на следующую запись и запомните для себя, давление (Pi) не должно быть ниже гидростатического давления в том месте, где бак присоединен к системе. На это давление вы обязаны накачать бак до того как начнете заполнение системы отопления водой.
Это и есть главная ошибка при эксплуатации расширительных мембранных баков. Давление в них монтажники закачивают, после того как заполнили систему отопления водой. Естественно при таких условиях точное давление угадать невозможно и расширительный бак либо совсем не работает, либо работает не эффективно.
Pf = максимальное (абсолютное) давление установленного в системе предохранительного клапана, учитывая разницу в уровнях установки емкости и предохранительного клапана.
Последняя строка требует комментария, для того чтобы вы точнее ее поняли.
Сбросной предохранительный клапан (группа безопасности) установлен, например на котле. Котел на первом этаже, расширительный бак на третьем. Разницы в уровнях из условия 3м на этаж приблизительно6 метров. В единицах давления это 0,06 кгс/кв. см. Для того чтобы предохранительный клапан не срабатывал и не сбрасывал раньше времени, давление в расчете применяем:
Pi = 3м (1этаж) + 3м (2этаж) +1м (высота установки бака на 3м этаже) +1м (минимальный запас) Получаем Pi =8м.
Pf не должно быть меньше = 8м+6м = 14м или 1,4 кгс/кв.см. – Это будет наше рабочее давление. Мы проверили клапан, если у нас клапан выбран по разрешенному давлению в котле – например 3 кгс/кв.см в расчете можете использовать давление Pf от 1,4 до 3 х 0,75 = 2,25 кгс/кв.см. коэффициент 0,75 применяем исходя их коэффициента запаса прочности при выборе предохранительного клапана.
Только учтите, по какому давлению подбирали расширительный мембранный бак, на таком давлении он и должен у вас работать, иначе его эффективность будет равна 0.
И еще один комментарий к последней записи, на практике установлено – при естественной циркуляции, чем выше давление в системе отопления (в разумных пределах конечно), тем более эффективно работает система отопления.
Теперь пример расчета расширительного мембранного бака к нашей системе отопления.
Исходные данные:
Котел – 30 квт или это 30 х 0,859 =25,8 ккал следовательно у нас в системе отопления приблизительно 25,8 х 4,65 = 120 литров воды (применили 4,65 литра на 1ккал)
Напомним что такой котел, без учета ГВС отопит дом площадью примерно300 кв. метров — из расчета для средней полосы 1 кВт на 10 кв. метров отапливаемой площади.
C =120 литров
Pi = 0.7 бар =0,7 кгс/кв.см или 0,7 атм (в бар. сейчас выпускают практически все группы безопасности – манометры на группах безопасности).
Pf = 1,4 бар
Получаем V=10,36 литра.
Выбираем из ближайшего ряда (8, 12, 18, 25, 35, 50, 80) расширительный мембранный бак объемом 12 литров.
Не забывайте также, что иногда предварительное давление Po, в воздушной полости бака, может быть выставлено на заводе. Обычно это 3 кгс/кв.см (указано в паспорте). Для нас оно избыточное и перед пуском котельной его необходимо привести в соответствие с тем, что мы посчитали, иначе расширительный бак эффективно работать не будет.
Читайте на следующей странице — схема установки расширительного бачка.
Как выбрать расширительный бачок для отопления — ESPO Львов | Отопление и водоснабжение
Такое комплектующее оборудование, как расширительный бачок для отопления, предназначено для компенсирования температурных увеличений объемов жидкости в таких системах. Общеизвестно, что в процессе нагревания объемы воды увеличиваются. На каждые 10 градусов эти объемы увеличиваются на 0,3 процента. Допустим, при нагревании теплоносителя до 70 градусов его объем станет больше на 3%.
Деваться этому объему станет некуда, поскольку жидкость практически не сжимается. Своеобразная роль хранилища для такого избытка и отведена расширительным бакам. Здесь вода остывает, уменьшается в объеме и возвращается в отопительные системы.
Удаление излишков разогретой воды из систем отопления невозможно, поскольку освобождающиеся места в трубопроводах будет заполняться воздухом. Появляющиеся воздушные пробки со временем заблокирует движение теплоносителей, а потом и самих отопительных систем. Предотвращение «завоздушивания» обеспечивают расширительные баки.
ТИПЫ РАСШИРИТЕЛЬНЫХ БАКОВ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
Для обеспечения нормального функционирования отопительных систем используются два типа таких баков:
- Расширительные баки открытого типа применяются в тех системах отопления, которые отличаются естественной циркуляцией теплоносителя. Они являются открытыми емкостями со специальными соединителями на дне, которые необходимы для подключения к системам. Место их расположения — самая высокая точка отопительного трубопровода. Обычно, это — лестничные клетки, чердаки. Неудобство может возникать из-за того, что для контроля уровня воды будет возникать потребность подниматься на чердаки, чтоб осуществлять визуальный обзор. Такие баки необходимо покрывать тепловой изоляцией. Для их изготовления используется листовая сталь. Баки бывают прямоугольными или цилиндрическими. Открытые расширительные баки используются не только для того, чтобы поддерживать объемы теплоносителей, но и для восполнения объемов воды в системах при каких-либо утечках. Их функциями являются также ограничение гидравлического давления, сброс лишнего теплоносителя, управление функционированием приборов подпитки, удаление воздуха из систем отопления.
- Расширительные баки закрытого типа могут быть применены в открытых системах отопления, характеризующихся естественной циркуляцией, а также – в закрытых отопительных системах, имеющих принудительную циркуляцию. Появление таких баков позволило использовать системы отопления без контакта с атмосферой. Это обеспечивает циркуляцию без примесей вредных газов, которые могут вызывать коррозию, и увеличивает продолжительность службы оборудования. Отсутствие утечек воды гарантирует отсутствие и потребности в подпитках. Баки закрытого типа устанавливаются в котельных, а потому им не нужна защита от замерзания. Собой представляют герметические устройства, которые оборудованы ручными клапанами либо автоматическими аналогами, необходимыми для сброса воздуха.
Как правильно подобрать расширительный бак для отопления – это могут обстоятельно объяснить опытные специалисты, которых у нас немало. Они расскажут и то, что закрытые расширительные баки отличаются габаритными размерами, у них нет никакого испарения теплоносителей, минимальны тепловые потери, отсутствие коррозийных процессов, возможность функционирования систем отопления при высоком давлении. Отсюда – экономия энергии при использовании таких баков в отопительных системах.
ГАРАНТИИ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАСШИРИТЕЛЬНЫХ БАКОВ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ
Расширительные баки не могут подвергаться дополнительным статистическим нагрузкам. На них не могут воздействовать трубы и агрегаты. Нельзя проводить изменения их конструкции и формы емкости.
Приобретение оптимального варианта расширительного бака – это половина дела. Их монтаж должен проводиться в соответствии с установленными нормативными. Это станет основой будущей эффективной эксплуатации.
Расширительные баки при вводе в эксплуатацию подвергаются обязательным мерам по соблюдению максимальных и минимальных параметров температуры и давления.
Мы гарантируем реализацию расширительных баков от самых различных производителей. Все они отличаются достаточным качеством. В нашем ассортименте есть изделия плоской, круглой, квадратной, прямоугольной форм. Предлагаемые изделия могут устанавливаться на полу и подвешиваться на стены.
Относительно того, как правильно выбрать расширительный бачок, существует много мнений. Главное, исходить из конкретных условий будущей эксплуатации, учитывать все пожелания, чтобы потом не заниматься ремонтами, заменами и дорогостоящим обслуживанием.
Расширительный бак
и напорный бак: в чем разница?
Напорные и расширительные баки имеют схожую конструкцию и могут звучать одинаково, но это не совсем одно и то же.
В этом руководстве мы описали основные различия между расширительным баком и напорным баком, чтобы вы могли выбрать правильный бак для себя.
📌 Ключевые выводы:
- Напорный бак — это большой резервуар, в котором хранится вода, обычно из частного источника, такого как колодец, под давлением, чтобы ее можно было мгновенно доставить по дому, когда она вам понадобится.
- Расширительный бак, также называемый мембранным баком, представляет собой бак меньшего размера, который защищает водонагреватель и водопроводную систему от теплового расширения.
- Напорные баки больше, чем расширительные баки, и бывают нескольких конструкций — они не всегда имеют камеру или диафрагму.
Содержание
- ⚖️ В чем разница между расширительным баком и напорным баком?
- 🆚 Расширительный бак против напорного бака: ключевые отличия
- 📑 Итоговое слово
⚖️ В чем разница между расширительным баком и напорным баком?
Основное различие между расширительным баком и напорным баком заключается в том, что расширительный бак имеет диафрагму или баллон и предназначен для сброса давления воды в системе водонагревателя, в то время как напорный бак не всегда имеет мочевой пузырь (существует несколько различных конструкций) и предназначен для хранения воды под давлением и доставки ее с требуемой скоростью потока по вашей водопроводной системе.
Расширительные баки не повышают давление воды – они снижают давление воды в водонагревателе и водопроводной системе. Напорные баки до повышают давление воды и обеспечивают постоянную подачу воды в ваш дом.
Что такое напорный бак?
Напорный бак — это резервуар из стекловолокна или металла, который регулирует давление воды в водопроводной системе вашего дома. Основная цель напорного бака — обеспечить постоянное давление воды в вашем доме, чтобы вы могли наслаждаться постоянным потоком воды в любое время.
Напорные резервуары содержат воду, откачиваемую из скважины . Когда вы включаете кран или прибор, использующий воду, бак подает воду под правильным давлением в вашу сантехнику.
Давление воды можно поддерживать, поскольку в баке находится сжатый воздух. Точное давление внутри резервуара в любой момент времени зависит от того, сколько воды в нем содержится.
Что такое расширительный бак?
Расширительный бак представляет собой небольшой бак, предназначенный для предотвратить избыточное давление воды в вашей системе водяного отопления. Горячая вода увеличивает давление воды, и эти колебания давления могут повредить компоненты водопровода нагревателя (включая водопроводные трубы и предохранительный клапан). Вы можете уменьшить это избыточное давление, установив расширительный бак.
Расширительные баки состоят из двух секций, разделенных резиновой диафрагмой. Одна секция содержит воду и подключена к вашим отопительным трубам, а другая содержит сжатый воздух. Диафрагма опускается, когда горячая вода поступает в систему отопления, и давление увеличивается, что делает воздух в баке более сжатым и освобождает место для воды. В результате вода занимает меньше места в системе отопления и можно избежать избыточного давления воды.
Вам следует подумать об установке расширительного бака, если вы хотите сохранить эффективность и долговечность ваших систем водяного отопления с горячей и холодной водой.
🆚 Расширительный бак против напорного бака: основные отличия
Существует несколько ключевых различий между расширительными баками и напорными баками, о которых вам следует знать:
Назначение
Напорные и расширительные баки имеют совершенно разные цели и не могут использоваться взаимозаменяемо.
Назначение напорного бака — подача воды под необходимым давлением по всему дому. Этот резервуар обычно устанавливается после водяного насоса из скважины, чтобы избежать повышения и падения давления, если вы будете перекачивать воду прямо из скважины, а также для предотвращения износа насоса из-за постоянных циклов работы насоса.
Сохраняя большой объем воды под давлением, напорный бак может подавать воду в ваши краны и приборы, как только вы их включаете, без необходимости ждать, пока эта вода будет выкачана из вашего колодца.
Назначение расширительного бака , с другой стороны, состоит в уменьшении теплового расширения, когда горячая вода поступает в ваш водонагреватель и связанные с ним трубы и водопровод. Этот резервуар устанавливается где-то рядом с водонагревателем и предотвращает избыточное давление, которое может повредить вашу систему отопления.
Временно удерживая горячую воду, расширительный бак предотвращает повышение давления внутри вашей водопроводной системы и нагревателя. Расширительные баки являются альтернативой терморегулирующим клапанам.
Функциональность
Функциональность напорного бака и расширительного бака аналогична: они оба используются для контроля давления воды , которая защищает сантехнику. Однако процесс выполнения этих функций отличается в каждой конфигурации резервуара.
Расширительный бак удерживает лишнюю воду и пар, выходящий из котла при нагреве воды. Бак содержит диафрагму или баллон (поэтому его иногда называют мембранным баком), и он опускается по мере заполнения бака водой.
Напорный бак служит для временного хранения воды, подобно резервуару, когда вода закачивается в водопроводную систему водяным насосом. Резервуар использует сжатый воздух для хранения воды под нужным давлением, чтобы мгновенно доставлять ее по дому, когда это необходимо. Это снижает нагрузку на насос, обеспечивая подачу воды, даже когда водяной насос выключен.
Установка и обслуживание
Установка расширительного бака проще, чем установка напорного бака. Это связано с тем, что расширительные мембранные баки не такие сложные и большие, как напорные баки.
Таким образом, установка гидроаккумулятора обходится дороже, чем установка расширительного бака.
В любом случае вам следует нанять профессионала для установки любой из этих систем, поскольку они играют очень важную роль, а неправильная установка может привести к утечкам и проблемам с давлением во всем доме.
Оба бака требуют одинакового обслуживания, но баки высокого давления обычно требуют большего обслуживания, чем расширительные баки.
Для поддержания давления в баке снимите крышку воздушного клапана и проверьте давление воздуха шинным манометром. Оно должно быть на 2 PSI ниже, чем давление включения скважинного насоса. При необходимости добавьте или выпустите воздух для достижения этого показания давления. Если давление по-прежнему низкое, возможно, в системе имеется утечка, и ее необходимо заменить.
Для обслуживания расширительного бачка периодически проверяйте его, кладя руку на бачок и ощущая его температуру. Основание резервуара должно быть комнатной температуры, а верх резервуара должен быть теплым. Если весь бак горячий, это говорит о том, что диафрагма вышла из строя, что может произойти через несколько лет.
Было бы лучше, если бы вы работали с экспертом во время любого ремонта или замены, чтобы увеличить срок службы этих баков.
Стоимость
Напорные баки больше и дороже, чем расширительные баки-дозаторы, хотя цена обоих баков различается в зависимости от их емкости и качества.
Ожидайте потратить от 50 до 700 долларов на напорный бак для бытового использования. Стоимость коммерческого напорного бака еще дороже: до 1500 долларов.
Терморасширительный бак для бытового использования стоит около 50-200 долларов. Если вам нужен расширительный бак для коммерческого использования, вы можете заплатить до 1000 долларов.
Размер вашей собственности определяет размер резервуара, который вам понадобится в обоих случаях. Если у вас большой дом с большим количеством ванных комнат и большей ежедневной потребностью в воде, вам понадобится резервуар большего размера, который будет стоить больше денег.
Долговечность
Напорные и расширительные баки долговечны, но вы можете ожидать, что водяной расширительный бак прослужит дольше, чем напорный бак.
Напорные баки имеют средний срок службы 5-7 лет без особого обслуживания.
Расширительные баки для водонагревателей имеют средний срок службы 6-10 лет благодаря своей прочной конструкции.
Долговечность зависит от качества выбранного вами бака, поэтому, если вы хотите, чтобы ваш бак прослужил как можно дольше без ремонта или проблем, не покупайте самый дешевый доступный бак.
📑 Заключительное слово
Многие путают напорные баки с расширительными баками из-за их схожих названий и функциональных возможностей. Но вы же не хотите по ошибке купить не тот бак, так как они не взаимозаменяемы.
Прежде чем тратить деньги, убедитесь, что вы знаете, какой танк вам нужен и для какой цели.
Если вы все еще не уверены, попросите сантехника проконсультировать вас по поводу покупки. Они могут сказать вам, какой тип бака вам нужен, и порекомендовать лучшие баки для ваших требований.
Управление подачей воздуха и повышение давления. Часть 4: Размер расширительного бака —
Автор Chad Edmonson
Расширительные баки правильного размера (стандартные или баллонные/мембранные) имеют решающее значение для успешного управления воздухом в гидравлической системе.
Каждый производитель расширительного бака имеет письменную форму, в которой указаны этапы и расчеты для определения размера расширительного бака. Большинство, если не все, разработали программное обеспечение, которое делает всю работу за вас. У Bell & Gossett есть отличный ESP-Plus, который можно скачать здесь. Но независимо от того, используете ли вы программное обеспечение или диаграммы и ручные расчеты для определения размера расширительного бака, есть несколько сведений, которые вам понадобятся в любом случае. Вот эти ключевые значения:
1. Общий объем воды в системе
2. Минимальная и максимальная рабочие температуры системы
3. Максимальное рабочее давление в системе
4. Минимальное рабочее давление в резервуаре для поддержания 4 фунта на кв. дюйм в верхней точке системы.
5. Максимальное рабочее давление в резервуаре
Мы хотели бы добавить к списку еще один: Компонент системы с самым низким номинальным давлением. Очевидно, вы не хотите, чтобы давление в системе когда-либо превышало номинальное давление на котле или другом компоненте, чтобы не сдуть предохранительный клапан ASME!
После того, как вы узнали эти значения, выбор расширительного бака для системы, которую вы проектируете, — это вопрос заполнения относительно простой таблицы размеров производителя или ввода нескольких чисел в программу расчета. Но прежде чем вы дойдете до этого момента, важно понять логику (и физику), которая диктует размер вашего расширительного бака.
Во-первых, важно помнить о двух основных целях расширительного бака в гидравлической системе:
Размер бака (будь то бак-дозатор или стандартный бак) должен быть таким, чтобы в нем можно было хранить требуемый объем расширенная вода без превышения максимально допустимого давления. Он также должен быть в состоянии поддерживать требуемое давление, когда система холодная, а объем воды минимален. Вот где старый урок химии вступает в игру.
Помните закон Бойля? Закон Бойля и связанное с ним уравнение p1V1=p2V2 утверждают, что абсолютное давление, создаваемое газом (например, воздухом), обратно пропорционально объему, который он занимает в замкнутой системе, при условии, что температура и объем газа остаются неизменными. . В замкнутой гидросистеме объем воды постоянно меняется в результате даже малейшего изменения температуры. По мере увеличения этого объема воды объем воздуха в резервуаре-дозаторе уменьшается, так как свободно плавающие молекулы воздуха сжимаются. С изменением объема воздуха и воды меняется и давление. Когда вы уменьшаете («выжимаете») объем воздуха в расширительном бачке, вы фактически пропорционально увеличиваете давление в системе. Если вы уменьшите объем воздуха наполовину, вы удвоите давление в системе.
Это закон Бойля, и он служит основой для выбора размеров расширительных баков.