Расширительный бак для водоснабжения принцип работы: Мембранный расширительный бак для отопления

Расширительный бак для водоснабжения — зачем он нужен, какие они бывают. Делаем правильный выбор расширительного бака для водоснабжения

Подробно рассмотрен расширительный бак для водоснабжения, принцип работы и устройство, виды и особенности. Предъявлены критерии выбора расширительного бака, рассмотрены недостатки и основное назначение.

Расширительные баки представляют собой закрытую емкость, необходимую для автономного отопления с водоснабжения. Они служат для предотвращения возникновения сильного давления в системе, а так же обеспечивают защиту от гидравлических ударов. Для каждой системы подачи воды подбирают свой расширительный бак для водоснабжения, в зависимости от необходимых параметров и характеристик. Основная задача у расширительного бака — отвод лишней воды, которая впоследствии охлаждается и возвращается обратно. Баки должны обладать достаточной устойчивостью к высоким давлениям в системе и не поддаваться действию коррозии. (См. также: Как работает бойлер косвенного нагрева)

Рисунок 1: Виды расширительных баков

Самое важное условие в системе водоснабжения — это оптимальная поддержка давления воды. Для обеспечения правильного давления в расширительных баках используют компенсаторы, чтобы выровнять нагрузки на трубы и оборудование. Вода используется не только в технических, но и в пищевых целях, поэтому бак и мембрана с внутренней стороны изготовлены из специального материала, который не меняет вкус и запах воды. Этот материал должен соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям и обязательно должен быть сертификат качества.  Расширительный бак для систем водоснабжения компенсирует гидравлические удары, что в значительной степени увеличивает срок службы насосов и трубопровода.

Устройство расширительного бака

Внутри расширительного бака стоит резиновая мембрана, которая разделяет бак на две камеры: в одну камеру накачивают воздух, а другая камера остается пустой. В пустую камеру после установки и запуска отопления, начнется поступления теплоносителя. В другой камере, где накачен воздух, будет восстанавливаться необходимый объем. Когда жидкость охлаждается, то она вытесняется обратно в систему водоснабжения. Таким образом, в трубах держится постоянный, необходимый напор, именно поэтому система работает всегда стабильно, отсутствуют перегрузки и скачки давления.

Рисунок 2: Размеры расширительных баков

Принцип работы и особенности расширительного бака

Сегодняшнюю конструкцию бака разработали не сразу. Сейчас используют конструкции нового образца, а старые практически не используются. В предыдущем образце после того, как система нагрелась, в открытый резервуар поступала лишняя вода, а когда система охлаждалась, то вода поступала обратно в трубы. В такой системе существовала опасность выхода горячей воды из резервуара, что могло стать причиной затопления дома. (См. также: Установка бойлера своими руками)

Вода, попавшая из скважины, находится под давлением, а мембрана в это время увеличивается, объем воздуха уменьшается, при этом создается некоторое давление. Насос отключается, когда давление достигает необходимого уровня. Вода расходуется, соответственно давления падает, а насос включается, чтобы поддерживать давление. Недостаток расширительного бака — нерациональный метод временного хранение воды. Голландцы стали первыми, кто предложил использовать расширительные баки с мембраной. На сегодняшний день закрытые расширительные баки весьма эстетичны и имеют различный дизайн.

Рисунок 3: Расширительный бак в действии

Мембранный расширительный бак для водоснабжения тоже имеет недостаток, который заключается в том, что у такой конструкции нельзя заменить мембрану. Если система отопления работает нормально, то жидкость расширяется, когда запускается вода, а в остальном колебания давлений проходят плавно. Мембрана такого бака изготовлена из качественного материала и служит очень долго.

Рисунок 4: Мембранный расширительный бак для водоснабжения

Совет!  Не стоит забывать проверять давления воздуха перед каждым отопительным сезоном. Для систем, которые имеют большие объемы, лучше всего использовать стационарный манометр. (См. также: Гидроаккумуляторы для водоснабжения)

С помощью мембранного расширительного бака идет компенсация гидродинамического удара, что намного сокращается частоту работы насосов. Такая конструкция увеличивает срок службы и экономит электричество. Когда нагревается или охлаждается теплоноситель, то система сохраняется в целостности. Это компенсирует объем изменений и именно для этого устанавливается мембранный расширительный бак. Даже во время отключения электроэнергии резервные баки имеют функцию пожаротушения. Использовать мембранные баки можно не только в бытовых системах, но и в промышленных, так как рабочее давление рассчитано до 16 бар. Гидроаккумуляторы могут быть горизонтальными и вертикальными, открытыми и закрытыми. Помимо этого они разнятся по объему воды и рабочему давлению.

Объем бака

Для того чтобы узнать объем бака нужно просчитать по формулам первоначальное давление воздуха в баке и рабочее давление, при максимальной нагрузке. Но покупателю достаточно будет знать, что объем бака составляет 1 к 10 от объема теплоносителя, который расположен в системе.

Рисунок 5: Расчет объема расширительного бака

Важно! Если не правильно подобран объем бака, то система отопления не прослужит долго. Даже при самой высокой температуре нагрева, давление в системе отопления ни в коем случае не должно превышать допустимое. (См. также: Какой напольный газовый котел лучше)

Расширительный бак для водоснабжения, инструкция установки прилагается к каждому баку. Там и нужно посмотреть особенности выбора расширительного бака в зависимости от потребностей и характеристик отопительной системы.

Расширительные баки открытого типа

Их устанавливают на самых высоких точках системы отопления: на крышах зданий или чердаках. Тепловое расширение теплоносителя не дает возможности вскипать воде и если произошла утечка, то система отопления пополняется водой. На сегодняшний день баки открытого типа мало где устанавливаются, потому что они имеют некоторые недостатки:

Рисунок 6: Схема расширительного бака

1. Корпус;
2. Уровень воды;
3. Труба холодной воды;
4. Спускная труба;
5. Клапан предохранительный;
6. Запорный вентиль;
7. Верхняя точка в стояке трубопровода.

Расширительные баки закрытого типа применяют:

• в системе отопления, которая работает с автономными источниками теплоты;
• в системе отопления, которая подключена к централизованным сетям, составленным по независимым схемам;
• в системе, которая подключена к солнечному коллектору и насосам;
• в системе, подключенной к холодному и горячему водоснабжению.

Выбор расширительного бака

Выбирать расширительный бак нужно с учетом всех особенностей системы. Сначала нужно подобрать необходимый объем, выбрать конструкцию, определиться с материалом мембраны. Так же стоит обратить внимание на вес изделия, именно поэтому показателю можно определить качество надежности и долговечности расширительного бака. Лучшего приобретать известные марки, так как они смогут обеспечить системе отопления долгую эксплуатацию и не допускать поломки в системе. Установка расширительного бака для водоснабжения и цена на него порадуют каждого, кому нужно установить такой бак.

Расширительный бак для водоснабжения — виды, расчет, выбор

Автор Монтажник На чтение 17 мин Просмотров 13.9к.
Обновлено 08.12.2020

При монтаже систем автономного водоснабжения помимо водозаборных электронасосов используют автоматические приборы управления их работой, монтируемые по-отдельности или входящие в состав насосных станций. Один из основных узлов автоматики — расширительный бак для водоснабжения, являющийся незаменимым элементом и выполняющий в системе ряд важных функций.

Если для забора воды с небольших глубин применяют поверхностные насосные станции, в состав которых входит расширительный бак (гидроаккумулятор), то при использовании погружных электронасосов прибор приобретается отдельно. Перед покупкой подходящего гидроаккумулятора полезно знать их разновидности, схемы подключения, варианты монтажа и настройки приборов. Любому потребителю, самостоятельно занимающемуся монтажом автономной системы водоснабжения, не помешают знания о формулах расчета объема мембранного бака и критериях его выбора с учетом советов опытных специалистов.

Рис. 1 Расширительный бак для водоснабжения в частном доме

Содержание

1. Какие функции выполняет расширительный бак в водоснабжении
2. Расширительный бак для водоснабжения в качестве гидроаккумулятора
3. Гидробак для стабилизации напора в системе
4. Расширительный бак для защиты от гидроударов
5. Гидроаккумулятор для увеличения срока службы насосного оборудования
6. Какие бывают типы мембранных баков
7. Мембранный бак со сменной мембраной
8. Бак со стационарной диафрагмой
9. Установка и настройка гидроаккумулятора
10. Настройка гидроаккумулятора
11. Расчет объема гидроаккумулятора
12. Расширительный бак для водоснабжения в различных системах – схемы монтажа
13. Обвязка бойлера косвенного нагрева
14. Запас воды
15. Забор воды из скважины
16. Забор воды из емкости
17. Советы по выбору оптимально подходящего бака

Какие функции выполняет расширительный бак в водоснабжении

Мембранный бак для водоснабжения — многофункциональный прибор, ни одна автономная система, за исключением использующих дорогостоящие погружные электронасосы с частотным управлением, не может обойтись без его использования. Чтобы ответить на вопрос, для чего нужен бак в системе, следует рассмотреть его конструктивное устройство и принцип работы.

Все мембранные баки состоят из двух основных частей, включающих в себя металлический бачок и внутреннюю эластичную мембрану с запрессованным в крышку корпуса входным штуцером. При работе электронасоса на закрытые краны вода поступает во внутреннюю эластичную оболочку и происходит ее растяжение (расширение), в определенный момент водоподача прекращается и гидробак остается в наполненном состоянии.

Когда краны открывают, вода из гидроаккумулятора поступает в систему с определенным давлением за счет сжатия эластичной мембраны до момента повторного запуска насоса, который снова качает воду для наполнения бака. Процессом включения-отключения электронасоса управляет реле давления, для его настройки на пороги срабатывания используют встроенный в систему манометр.

Рис. 2 Конструктивное устройство горизонтального бака

Расширительный бак для водоснабжения в качестве гидроаккумулятора

Из принципа работы гидробака понятно, что он накапливает (аккумулирует) некоторый объем воды в своем внутреннем эластичном баллоне или части корпуса. Благодаря этому в системе определенное время поддерживается нужное давление, а также создается некоторый запас воды, полезный в аварийных ситуациях при кратковременном отключении электричества, повреждениях водопровода, отказе электронасоса.

Некоторые домовладельцы устанавливают гидробаки большого объема внутри дома — это позволяет делать значительные запасы водных ресурсов.

Однако к большим объемам гидроаккумуляторов следует подходить с практической точки зрения — в крупногабаритных баках вода задерживается дольше и реже обновляется, поэтому при перерывах в водопотреблении велика вероятность ее порчи с неприятными для пользователя последствиями.

Гидробак для стабилизации напора в системе

Так как наполненная водой емкость гидробака отдает водные ресурсы в течение длительного времени, зависящем от его объема и потребления, ровное давление в водопроводе поддерживается длительной период времени. При отсутствии накопительной емкости трубопровод освобождался бы от водных ресурсов быстрее — это вызывало бы быстрое падение давления в системе и частое включение электронасоса.

Рис. 3 Принцип работы гидроаккумулятора

Расширительный бак для защиты от гидроударов

Защита от гидроударов — один из ответов на вопрос, зачем нужен гидробак. Принцип компенсации им гидроударов в системе заключается в следующем: при отключении — включении электронасоса происходит резкая остановка или движение водных потоков. При этом в силу инерционности вода оказывает физическое воздействие на оболочку трубопровода, запорную и регулирующую арматуру, передавая им свою кинетическую энергию. Узлы и детали водопроводной системы начинают смещаться, в результате чего происходит ослабление резьбовых и компрессионных соединений, крепежа трубопровода, появляется сбои в работе автоматики.

Эластичная накопительная емкость для системы водоснабжения в виде оболочки внутри гидробака при движении и остановке водного потока растягивается или сжимается в первую очередь — это позволяет предотвратить физическое воздействие на другие узлы водопровода.

Статья по теме:

Схема водоснабжения частного дома от скважины с гидроаккумулятором. В отдельной статье даются схемы подключения гидроаккумулятора, рассказывается про монтаж водоснабжения из скважины с погружным и поверхностным насосом.

Гидроаккумулятор для увеличения срока службы насосного оборудования

Принцип работы автоматики включения и отключения электронасоса состоит в реакции реле на заполнение емкости гидробака водой — как только внутренняя резиновая оболочка начинает растягиваться и оказывать сопротивление давлению водных масс, в определенный момент срабатывает реле давления и отключает электронасос. Понятно, что чем дольше заполняется водой внутренняя оболочка гидробака, тем большее время насос находится во включенном состоянии.

Аналогично при водозаборе вода из бака уходит медленнее и соответственно реле на включение электронасоса срабатывает через значительный промежуток времени.

Учитывая приведенные выше рассуждения понятно, что чем больше объем гидроаккумулятора, тем меньше количество циклов включения — отключения электронасоса и соответственно увеличивается продолжительность его функционирования вместе с управляющим реле.

Рис. 4 Гидробаки для отопительных систем – популярные бренды

Какие бывают типы мембранных баков

Закрытые гидробаки используют в системах отопления и водоснабжения, хотя они имеют одинаковое конструктивное устройство, у отопительных видов мембрана сделана из термостойкой резины, а наружная поверхность бака, в отличие от голубых для водоснабжения, окрашена в красный цвет.

Также физические параметры баков для водоснабжения и отопления отличаются предельно допустимыми параметрами рабочих давлений соответственно в 10 и 5 бар и как отмечалось выше, максимальной термостойкостью внутренних оболочек в 70 и 120° С.

Также расширительные баки для водоснабжения имеют следующие отличия:

1. По способу установки различают модели вертикального и горизонтального расположения, последние, как правило, имеют меньший объем и всегда используются в составе насосных станций.
2. Гидроаккумуляторы отличаются друг от друга объемами, самый малый из предлагаемых на рынке агрегатов рассчитан на 8 л, а наибольшую емкость имеет вертикальный гидробак бренда Wester, вмещающий 10000 л воды.
3. Материалом изготовления резервуаров гидробаков служит легированная сталь с высоким содержанием углерода, обладающая антикоррозионными свойствами, снаружи она обычно покрывается лакокрасочными материалами. Иногда баки производят из нержавейки, которая обладает более высокой сопротивляемостью коррозии.

Рис. 5 Разновидности мембран

Внутренняя оболочка гидробака изготавливается из следующих материалов:

• Натуральной каучуковой резины (Natural) белого цвета с рабочим температурным диапазоном от -10 до +70 °С, материал можно использовать для аккумулирования питьевой воды. Рабочий ресурс при полном растяжении оболочки из каучука составляет 10 – 15 тысяч сокращений, при наполнении водой не более 20% от объема предельное количество сжатий достигает 50 тысяч. К недостаткам натурального каучука относят способность микропор пропускать воду при высоких давлениях — в результате на внутренних стенках гидробака выпадает конденсат, вызывающий ускоренную коррозию металла.
• Синтетической этилен-пропиленовой резины EPDM со сроком службы, рассчитанным на 100 тысяч сокращений, оболочка предназначена для эксплуатации в гидробаках систем отопления, диапазон рабочих температур материала от -10 до +120 °С.
• Универсальной синтетической резины из бутила (Butyl) с ресурсом в 50 — 60 тысяч сокращений, подходит для систем с питьевой водой и часто устанавливается в гидробаки насосных станций, выдерживает температуры от -10 до +100 °С. Отличается от натурального каучука низкой водонепроницаемостью.
• Оболочки из резины SBR устанавливаются в гидробаках для работы с технической водой температурой от -10 до +100 °С.

По способу исполнения оболочки гидроаккумуляторов бывают плоскими и баллонного типа.

Также гидроаккумуляторы отличаются между собой конструктивным расположением мембран в корпусе бака.

Рис. 6 Гидробак со сменной оболочкой – внутреннее устройство

Мембранный бак со сменной мембраной

Гидробаки с данным методом крепления диафрагмы легко отличимы от аналогов наличием в передней части крышки из нержавейки (оцинкованной стали, пластика) с болтовым креплением.

В конструкции предусмотрена возможность замены внутренней оболочки, которая оснащена специальной горловиной и зажимается фланцем с помощью нескольких болтов. В гидробаках большого объема оболочка дополнительно фиксируется за хвостовой выступ в задней части к ниппелю, через который производится подкачка воздуха.

Основная задача при смене эластичного баллона — точно разместить его горловину в посадочном гнезде гидробака и не пережать при фиксации фланцевыми болтами. Преимуществом данного вида гидроаккумуляторов является отсутствие контакта воды с внутренней поверхностью металлического бака — это предотвращает коррозию и увеличивает срок службы прибора.

Бак со стационарной диафрагмой

В подобных конструкциях цилиндрический корпус состоит из двух половинок, при сборке резиновая диафрагма надежно запрессовывается между ними. Попадающая внутрь корпуса вода контактирует с внутренней поверхностью бака и оказывает на него негативное воздействие, ускоряя коррозию.

Чтобы предотвратить разрушение металла, внутренние стенки резервуара покрывают антикоррозионными составами. Конструкция с неразъемным соединением чаще используются в гидробаках отопления, техническая резина которых в отличие от пищевой имеет более высокие температурные характеристики и рассчитана на большее число циклов сжатия и расширения. К тому же диафрагма расширительных баков отопления не работает в режимах сильного сжатия и расширения, что еще более увеличивает срок ее службы и делает неразборную конструкцию оправданной с технической точки зрения.

Рис. 7 Материалы изготовления и конструктивное устройство мембранного бака со встроенной диафрагмой

Установка и настройка гидроаккумулятора

Установка бака в системе водоснабжения производится вместе с реле давления, сухого хода (при использовании погружных электронасосов) и манометром. В большинстве случаев для подключения этих приборов используют пятивходовой фитинг с отводами стандартных диаметров и резьбы для подключения: напорного трубопровода от электронасоса, внутридомовой водопроводной магистрали, реле давления, манометра и гидроаккумулятора. При монтаже обвязки гидроаккумулятора выполняют следующие операции:

1. В трубопровод, идущий от электронасоса, помещают фильтр грубой очистки от песка. Многие профессионалы и мастера специализированных фирм устанавливают вместо или вслед за фильтром очистки от песка прибор тонкой очистки, мотивируя это тем, что при таком расположении не будет загрязняться мембрана реле давления, являющаяся основным исполнительным элементом в автоматической системе управления. Однако подобное подключение к системе водоснабжения приводит к тому, что электронасос вынужден работать на фильтр тонкой очистки с низкой пропускной способностью — это потребует приложения большей мощности и может привести преждевременному выходу агрегата из строя из-за перегрузки (перегрева).
2. Далее за фильтром грубой очистки в линию помещают пятивходовой фитинг. К нему прикручивают реле давления и манометр. Для удобства пользования в случае выхода из строя, к примеру, гидроаккумулятора или любых элементов автоматики, в систему устанавливают отсекающие запорные краны. Один из них ставят на выходе пятерника, предназначенного для подключения к гидроаккумулятору, второй устанавливают на входе внутридомового трубопровода.

Рис. 8 Схема обвязки гидроаккумулятора с поверхностным насосом

1. Иногда требуется слить воду из гидроаккумулятора, в этом случае от запорного шарового крана откручивают гибкую подводку и освобождают резервуар, по аналогии поступают и с внутренней водопроводной системой, спуская воду через дополнительный кран в линии или через весь трубопровод в скважину.
2. Для нормального функционирования погружного электронасоса обязательна установка реле сухого хода. Для этого перед пятивходовым фитингом ставят тройник с боковым отводом, в который вкручивают реле.
3. Многие устанавливают шаровый кран в напорный трубопровод от электронасоса на входе пятивходового распределителя. Данное действие не совсем понятно с точки зрения логики (зачем нужен кран) — обычно в водопроводную магистраль на выходе погружного электронасоса или всасывающего напорного трубопровода поверхностной насосной станции ставят обратный клапан, предотвращающий стекание воды обратно в скважину через электронасос или трубу. А если понадобится слить воду из внешнего подземного трубопровода обратно в скважину, это можно сделать открыванием обратного клапана (дополнительного вентиля) — за счет уклона проложенного трубопровода к источнику она уйдет самотеком. К тому же при случайном закрытии шарового крана, его засорении, потере работоспособности, насос будет качать воду в закрытую систему без автоматики и выйдет из строя.
4. К запорным шаровым кранам подключают с помощью гибкой подводки гидроаккумулятор и внутридомовой трубопровод.
5. Собранный узел вместе с пятерником и элементами автоматики обычно крепят к стене помещения, в котором находится поверхностный электронасос, гидроаккумулятор. Если это невозможно по каким-либо причинам, пятерник прикручивают ко входному патрубку гидроаккумулятора напрямую или через переходной отрезок трубы, аналогичным образом поступают при подключении узла к электронасосу.

Статья по теме:

Насосные станции водоснабжения для частного дома. Возможно, читая, что такое расширительный бак для водоснабжения, будет интересно узнать, что из себя представляет, из каких элементов состоит и как работает насосная станция для водоснабжения, а также характеристики, как выбрать, производители и цены.

Рис. 9 Расширительный бак для водоснабжения с обвязкой в кессонном колодце

Настройка гидроаккумулятора

В любом гидроаккумуляторе на задней части корпуса имеется штуцер, рассчитанный на накачку воздуха ручным насосом с определенным давлением. Это делается для того, чтобы эластичный баллон функционировал в оптимальном режиме без критичных изменений своего физического состояния.

То есть, если давление воздуха внутри гидробака между стенками эластичного баллона и металлического корпуса будет выше минимального в системе, мембранная оболочка сожмется, потеряет свою форму и быстро выйдет из строя. Поэтому давление воздуха внутри гидроаккумулятора устанавливается с таким расчетом, чтобы оно никогда не превышало минимальное в системе, для приблизительных расчетов берется 10% уменьшение. Второй метод расчета нужного давления внутри гидроаккумулятора — умножение нижнего порога срабатывания реле на 0,9, к примеру, при предельном значении в реле 1,7 бар после умножения на 0,9 получим необходимое давление внутри гидробака 1,53 бара.

Настроить нужную разницу давлений в гидроаккумуляторе и системе можно двумя способами: в первом случае меняют нижний порог срабатывания реле, во втором — давление воздуха в мембране аккумуляторного бака.

К примеру, рассмотрим типовые значения порогов срабатывания гидравлического реле 1,4 — 2,8 бар и давления внутри гидроаккумулятора в 1,5 бар. В первом случае мы настраиваем реле на отключение при давлении в системе около 1,7 бар. Если необходимо регулировка расширительного бака для водоснабжения с изменением внутреннего давления, поступают следующим образом:

• Открывают запорный кран или откручивают гибкую подводку, сливая воду из гидроаккумулятора.
• Снимают защитную крышку с задней части, освобождают ниппель и вставляют в него автомобильный манометр, измеряя давление.
• Если его нужно уменьшить, просто стравливают воздух до получения нужных показаний манометра.
• Для увеличения давления внутри гидробака подключают к ниппелю обычный автомобильный насос и накачивает воздух до необходимого значения, периодически проверяя показания манометром.

Рис. 10 Таблица для расчета объема гидроаккумулятора

Расчет объема гидроаккумулятора

Подбор мембранного бака в первую очередь производят по его главному параметру — объему, если он мал, система будет работать неэффективно со слишком частыми включениями электронасоса и небольшими гидроударами. При превышении объема застой воды в баке может сделать ее непригодной для питья.

Для расчета объема гидробака используют следующую формулу:

Vt = 16,5 · Qmax/А · Pmax · Pmin/(Pmax – Pmin) · 1/Pg, где:

• Vt — объем гидробака;
• Qmax – подача воды в единицу времени, измеряется в литрах в минуту, стандартное водопотребление для одной семьи составляет 3м³/час или 50 л/мин;
• А – допустимое число включений электронасоса за один час, зависит от мощности агрегата, для большинства погружных моделей предельный показатель равен 20;
• Pmax и Pmin – величины давлений отключения и включения электронасоса в барах, их типовые усредненные значения соответственно 3 и 1,5 бара;
• Pg – давление воздуха внутри гидроаккумулятора в барах, рассчитывается умножением Pmin на 0,9 (0,9 х 1,5) = 1,35.

В результате получаем:

Vt = 16,5 · 50/20 · 3 · 1,5/(3 – 1,5) · 1/1,35 = 91,66 л

Как видно из таблицы на рис. 10, максимальный объем воды внутри любого расширительного бака не превышает 50% от его паспортных данных.

Расширительный бак для водоснабжения в различных системах – схемы монтажа

Помимо работы в качестве оборудования для автономного водопровода, мембранный расширительный бак для водоснабжения нередко используют в других целях, устанавливая его в отопительные, водосборные и водоснабжающие системы различного инженерного исполнения. При этом основные критерии выбора — температурные характеристики внутренней оболочки, объем бака и способ его размещения на поверхности.

Рис. 11 Гидробак с бойлером косвенного нагрева – схема и пример размещения

Обвязка бойлера косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева предназначен для создания запасов горячей воды в доме, конструктивно он выполнен в виде металлического утепленного резервуара для сбора воды, внутри которого находится отопительный трубопровод. Поступающая в бойлер холодная вода нагревается трубами, по которым циркулирует теплоноситель системы отопления — таким образом установка не потребляет электроэнергию, а потребитель всегда имеет запас горячей воды. Также петлевая схема подключения трубопровода бройлера с рециркуляцией не позволяет остывать воде в трубах.

Общеизвестно, что при нагреве вода расширяется и в закрытом бройлере из-за этого повышается давление. Для компенсации к нему подключают вертикально установленный расширительный бак для систем водоснабжения, оболочка которого принимает на себя возросшее давление воздуха.

Рис. 12 Вертикальный расширительный бак для водоснабжения в системах обезжелезивания

Запас воды

Для обеспечения автономного водоснабжения вовсе не обязательно устанавливать погружные или поверхностные электронасосы в водные источники и производить непрерывный водозабор. Альтернативный метод — кратковременный сбор воды и хранение ее запасов в накопительной емкости. Для его реализации на чердаке дома устанавливают накопительный бак, наполняют его водой из любого источника с помощью электронасоса, предусматривая разрыв цепи электропитания поплавковым выключателем, установленным на стенке накопительной емкости.

Недостатком способа сбора жидкости в накопительную емкость является неудобство ее размещения на чердаке, а также низкий напор без мембраны при малой высоте расположения (1 бар на 10 метров вертикального водного столба), не всегда достаточный для комфортного водопотребления.

Альтернатива данному варианту — использование накопительного гидробака большой емкости. Его можно разместить в любом месте дома и даже в подвале, а элементом, управляющим электронасосом, служит реле давления. В этом случае подобранный гидробак обеспечит значительно больший напор воды во внутреннем водопроводе по сравнению с накопительной емкостью на чердаке. Его второе немаловажное преимущество — нахождение внизу, благодаря этому подключаемый трубопровод не будет портить дизайн и эстетичный вид дома в отличие от накопительного бака, к которому придется протягивать линию по верху.

Рис. 13 Схема монтажа гидроаккумулятора в системе со скважинным насосом

Забор воды из скважины

Технология подключения гидроаккумулятора к магистрали автономного водоснабжения с подачей воды из скважины была рассмотрена выше, в этом случае гидроаккумулятор обычно используют в составе насосной станции или размещает его отдельно, рядом со скважинным насосом. Бак также может находиться в доме, намного реже его помещают на поверхности в отдельной пристройке.

Забор воды из емкости

Не всегда водозабор производят для бытовых нужд и питья, нередко вода нужна в хозяйстве для полива огородов, автомоек, наполнения бассейнов или рукотворных прудов. В этом случае ее чистота не играет большой роли, и она может быть взята из различного вида источников или емкостей — озер, прудов, крыниц, бочек для сбора дождевых осадков. Использование поверхностных насосов при этом требует постоянного надзора, поэтому рационально применять для водосбора автоматически отключаемые насосные станции, в состав которых обязательно входит горизонтальный гидробак. Прибор предотвратит нежелательные гидравлические удары и обеспечит работу отключающей автоматики от реле давления, если оно не подходит, его отсоединяют от питания, меняют на реле сухого хода или на входе напорной трубы ставят переходник с реле протока.

Рис. 14 Схемы насосных станций для дома

Советы по выбору оптимально подходящего бака

При выборе гидробаков руководствуются следующими соображениями:

1. Гидроаккумулятор со сменной оболочкой баллонного типа имеет ряд преимуществ перед изделиями со встроенной диафрагмой — позволяет менять баллон, что выгодно из-за не слишком высокого срока службы изделий из натуральных материалов. К тому же вода в баллонных баках не контактирует с его стенками — это снижает требования к коррозионной стойкости металлического резервуара.
2. Съемный фланец лучше подобрать из прочной нержавейки, имеющей высокий срок службы.
3. Необходимый объем гидроаккумулятора определяют по приведенным выше формулам, чтобы избежать расчетов, можно воспользоваться готовыми таблицами.
4. Материал баллона в системах забора питьевой воды выбирают из экологически чистой пищевой резины, лучше всего данным требованиям подходит бутил.
5. При покупке рассматривают производителей с учетом оптимального соотношения цены и качества, одними из лучших считаются гидроаккумуляторы Zilmet (холдинговая компания со штаб-квартирой в Италии), Reflex (Германия), понятно, что в качественных показателях им уступают агрегаты Джилекс и Wester российского производства, Аквасистем российской сборки из итальянских комплектующих.

Рис. 15 Стоимость популярных моделей гидроаккумуляторов 2019 г

Гидроаккумулятор — один из важнейших узлов в системе автономного водоснабжения, от физических параметров, конструкции и материалов изготовления которого во многом зависит ее функционирование. Чтобы выбрать подходящий агрегат, определяют его необходимый объем по несложным формулам или таблицам, далее подбирают модель из ряда брендов отечественного и зарубежного производства по оптимальному соотношению цены и качества, рассматривая материалы изготовления и руководствуясь отзывами, советами специалистов.

Машиностроение — Как работает расширительный бачок?

спросил
4 года 5 месяцев назад

Изменено
3 года назад

Просмотрено
4к раз

$\begingroup$

Я знаю, что гидравлическая система образует замкнутый контур. При включении котла температура воды будет повышаться и расширяться. Поскольку эта система образует замкнутый контур, у горячей воды нет объема для расширения. Следовательно, давление внутри системы увеличится, и при значительном увеличении давления может произойти взрыв. Для поддержания постоянного давления устанавливается расширительный бак, который сдерживает увеличение объема воды по мере ее расширения при нагревании.

Расширительный бак разделен на два отсека, разделенных диафрагмой. С одной стороны вода, с другой воздух. Первоначально давление воздуха равно давлению в системе. Когда вода нагревается, ее давление увеличивается. В конце концов, давление превышает давление воздуха, в результате чего диафрагма изгибается в воздушном пространстве, сжимая воздух. Поскольку воде позволяют расширяться, это означает, что давление в системе поддерживается постоянным. С другой стороны, давление воздуха увеличилось, потому что его объем уменьшился. Теперь, большее повышение температуры воды будет увеличивать ее давление. Горячая вода не сможет протолкнуть диафрагму сильнее, если давление воды не превысит давление воздуха, что означает, что давление в системе не поддерживается постоянным. Я ошибаюсь?

• машиностроение
• гидромеханика
• ОВКВ

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Лучше думать об этом с точки зрения объема, чем давления. Суть в том, что воздух сжимаем, а вода нет.

При нагревании вода должна расширяться. Если он находится в закрытом контейнере, то он может сделать это только путем деформации контейнера, что создает очень большие напряжения, которые являются причиной повышения давления. Другими словами, создаваемое давление является функцией жесткости контейнера. По сравнению с этим давление, создаваемое сжатием воздуха небольшой частью его исходной точки, довольно мало.

Таким образом, речь идет не столько о поддержании постоянного давления в системе, сколько о том, чтобы дать воде куда-то уйти по мере ее расширения, что не требует растяжения твердых частей системы.

$\endgroup$

$\begingroup$

Основы показаны ниже.

Предположим, что воздух является идеальным газом и процесс изотермический. В герметичном отсеке давление газа будет увеличиваться по мере уменьшения объема (и наоборот). При открытом отсеке давление газа останется постоянным.

Давление воды в баке будет суммой давления диафрагмы и давления газа.

$\endgroup$

$\begingroup$

Устройство, используемое для нагрева бытовой питьевой воды примерно до 120 ^$\circ$ F (50 ^$\circ$ C), обычно называют водонагревателем. Для нагрева воды выше этой температуры используется устройство, называемое бойлером.

Водогрейные котлы обычно требуются для нагрева систем горячего водоснабжения и могут работать от низкого давления до макс. 160 фунтов на кв. дюйм (1100 кПа).

Паровые котлы подают пар в паровую систему, которая используется только для отопления.

Паровой котел низкого давления или отопительный паровой котел может работать при максимальном давлении 15 фунтов на кв. дюйм (103 кПа). Паровой котел высокого давления (в соответствии с ASME) работает при давлении более 15 фунтов на квадратный дюйм (103 кПа).

Водогрейные котлы высокого давления и высокой температуры, превышающие указанные выше, находятся на производственных предприятиях, в больницах и т. д. Для этих типов котлов потребуются расширительные баки без давления для тяжелых условий эксплуатации.

$\endgroup$

$\begingroup$

Для котлов нельзя использовать расширительный бак. Вы бы использовали паровой барабан. Расширительный бак предназначен для насосов, которые пульсируют (особенно поршневые насосы). Разница заключается в конструкции:

Паровой барабан

(Источник)

На границе жидкость-пар обычно происходит расширение. Вода получает достаточно тепловой энергии, чтобы расширить водяные трубы. Однако спускной стакан большего диаметра имеет другие свойства теплопередачи, и поэтому вода опускается внутрь этой трубы.

Любое расширение направляется к конденсатору из-за этого расширения. Разности плотностей между нагретым паром и охлажденной жидкостью достаточно, чтобы преодолеть потери давления в системе и прогнать пар вперед.

Расширительный бачок — ограничитель перенапряжения — демпфер пульсаций

Расширительный бачок работает так, как вы описываете, но в основном он предназначен для насосов, таких как диафрагменные или поршневые насосы. (Источник).

Идея состоит в том, чтобы позволить давлению насоса стабилизироваться по отношению к сжатому воздуху, а не сталкиваться с резкими движениями одного поршня, сжимающего жидкость. Они работают как проходной фильтр в электрической цепи — дополнительный большой конденсатор не нужен, потому что дополнительное импульсное давление (или дополнительные электроны) истощаются, когда полость насоса заполняется (или когда электрическая цепь находится в отрицательной части). волны).

$\endgroup$

3

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Расширительные баки для систем холодного и горячего водоснабжения

Расширительные баки для систем отопления, вентиляции и кондиционирования

Wessels производит расширительные баки трех конструкций: компрессионные, баллонные и мембранные. У каждого типа резервуара есть модели, которые либо построены в соответствии со стандартами ASME для котлов и сосудов под давлением, либо не соответствуют нормам. Емкости варьируются от 2 до 10 000 галлонов. Большинство сосудов под давлением Wessels сконструированы с использованием сосуда с предварительным давлением с внутренней камерой или диафрагмой для управления жидкостями под давлением. Большинство продуктов Wessels представляют собой стандартные модели из каталога, в наличии имеется более 6000 резервуаров для быстрой отгрузки. Резервуары на заказ изготавливаются по спецификациям заказчика для высокого давления и/или из специальных материалов для тяжелых условий эксплуатации.

Что такое расширительные баки?

Расширительные баки необходимы в системах отопления и кондиционирования с замкнутым контуром для поглощения расширяющейся жидкости и ограничения давления в системе отопления или охлаждения. Резервуар подходящего размера выдержит расширение жидкости в системе во время цикла нагрева или охлаждения, не позволяя системе превысить критические пределы давления. Расширительный бак использует сжатый воздух для поддержания давления в системе, принимая и вытесняя изменяющийся объем воды по мере ее нагрева и охлаждения.

В некоторых конструкциях резервуаров имеется диафрагма или камера для изоляции расширенной воды от воздушной подушки, регулирующей давление. Когда вода расширяется, она удерживается в камере, чтобы предотвратить коррозию резервуара и потенциальное заболачивание. Воздушная подушка, контролирующая давление, предварительно заправлена ​​на заводе и может быть отрегулирована в полевых условиях в соответствии с критическими требованиями системы.