Какое должно быть давление в расширительном баке для воды: Какое давление должно быть в расширительном баке?

Давление в расширительном баке холодной воды

Расширительный бачок почти незаменим в водоснабжении загородного дома. Он позволяет запастись дополнительным объемом воды на случай отключения, или избежать потери этой жидкости в момент ее нагревания бойлерной системой.

Функции расширительных баков для систем водоснабжения

Расширительный бачок с внутренним давлением универсален, поэтому использоваться может для нескольких целей. Первый способ применения – в системе нагрева воды бойлерами в качестве дополнительной емкости для отвода при тепловом расширении. Другой способ применения – гидроаккумулятор.

Несмотря на разные выполняемые функции, бак в обоих случаях имеет идентичную конструкцию. Состоит из стального корпуса закрытого типа с внутренним пространством, которое разделено пополам эластичной мембраной. В верхнем отсеке содержится сжатый воздух (иногда используется азот), а в нижний закачивается жидкость.

Расширительный бак как аккумулятор

Емкость подключается к системе с целью накопления дополнительной воды на тот случай, если водоснабжение прекратится.

Принцип действия такой: бачок соединяется патрубком с трубами водопровода в любой точке, и при открытии крана вода начинает заполнять емкость. На соединении установлен обратный клапан, не позволяющий воде выливаться обратно.

Как только жидкость попадает внутрь, мембрана начинает двигаться вверх до тех пор, пока давление сжатого воздуха над ней не сравняется с давлением воды в системе. Стоит учитывать, что полезный объем бака составляет примерно половину от общего. В моменты отключения подачи водоснабжения, жидкость можно выкачивать из емкости через другой клапан.

Расширительный бак для бойлера

Вода имеет свойство расширяться при нагревании. Когда повышается ее температура, объем начинает возрастать. Так как емкость нагревательной системы изначально заполнена полностью, избыточная жидкость вытекает.

Чтобы избежать потерь воды, дополнительно используют расширительный бачок, устанавливаемый над бойлером. Он принимает в себя излишек. Полезное пространство внутри бака должно составлять примерно 10% от объема бойлера.

Нормальное давление

В руководстве к агрегату написано, какое давление должно быть в расширительном баке системы водоснабжения по умолчанию в данной конфигурации. Обычно оно составляет от 1 до 3 бар.

Необходимый показатель зависит еще от того, где бак находится относительно системы водоснабжения, к которой присоединен. По стандартным правилам в емкости должно быть на 0,2 атмосферы больше. Если они располагаются на одном уровне, достаточно будет этой разницы.

Если высота между расширительным бачком и системой отопления составляет 12 м, на каждые 10 метров нужно добавить дополнительную 1 атм. Получается, что для заданных условий нормальным будет давление внутри бака, которое выше водопроводного на 0,2 + 1,2 = 1,4 атмосферы.

Как измерить давление в расширительном бачке

Существует два способа узнать, под каким давлением газ находится внутри. Если к расширительному бачку с внешней стороны прикреплен манометр, его шкала покажет данные показатели.

Желательно убедиться, что устройство работает правильно. Предварительно перекройте клапаны, чтобы отмежевать емкость от системы водоснабжения. Спустя 10 минут нужно сперва накачивать, а потом снова спустить воздух в баке, при этом наблюдая за поведением стрелки. Если она смещается, а движения ее плавные, то все в порядке.

Если на баке отсутствует встроенный манометр, необходимо воспользоваться портативным аналогом. Съемное устройство для измерения давления имеет такой же разъем, какой есть на выпускном клапане расширительного бачка в верхней части. Его нужно надеть и плотно закрепить. Затем открыть клапан, чтобы манометр с баком стали одной системой. Стрелки устройства покажут текущее внутреннее давление.

Регулировка показателей

Временами давление в расширительном бачке падает, поэтому его нужно периодически подкачивать, чтобы эффективность устройства оставалась на прежнем уровне. На каждой мембранной емкости есть золотник. К нему можно подключить велосипедный или автомобильный насос, либо баллон со сжатым газом.

Накачать мембранный бак водоснабжения можно вручную или с использованием автоматического насоса. Если используете баллон со сжатым воздухом, дополнительные усилия не требуются. Нужно соединить его с емкостью специальным шлангом. Затем открыть на баллоне клапан, выпускающий газ, который под давлением сам наполнит закрытый расширительный бачок.

Необходимо внимательно следить за показаниями манометра, чтобы вовремя закрутить клапан, как только внутри установится правильное давление.

Автономность – обязательная характеристика современных отопительных систем и водоснабжения. Чтобы участие домовладельца было минимальным, и не нужно было постоянно отслеживать работу отопления, устанавливают гидробак. А для этого величина давления в расширительном бачке водоснабжения должна быть оптимальной.

Только так система работает бесперебойно, и не требует лишнего обслуживания.

Характеристика закрытых расширительных баков

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:

Резервуары, предусматривающие замену груши.
Баки со стационарно установленной мембраной.
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.

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

Регулировку давления воздуха в расширительном баке выполняют после отключения энергоснабжения.
Вентили должны быть перекрыты. Воду сливают, оставляя емкость пустой.
Фиксируют давление воздуха в расширительном баке при помощи манометра.
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.

Автономный водопровод, самостоятельно подающий воду к точкам разбора как в городской квартире, давно перестал быть диковинкой. Это норма загородной жизни, которую просто нужно грамотно спроектировать, собрать и оснастить оборудованием, способным запускать и останавливать систему по мере пользования кранами.

Стабильную работу независимой сети обеспечит расширительный бак для водоснабжения. Он защитит от гидроударов, существенно продлит рабочий ресурс насосной техники, гарантирует регулярное наполнение системы водой, избавит от необходимости носить ее ведрами.

Мы рады познакомить вас с особенностями устройства и принципом работы гидроаккумулятора. У нас скрупулезно описаны правила выбора мембранного бака, специфика монтажа и подключения. Предложенную к рассмотрению информацию мы дополнили полезными иллюстрациями, схемами и видеоруководствами.

Характеристика закрытых расширительных баков

Гидробак (или гидроаккумулятор, расширительный бак) — это металлическая герметическая емкость, которая служит для поддержания стабильного напора в водопроводе и создания разных по объему запасов воды.

На первый взгляд, выбор и установка этого устройства не должна вызвать трудностей — в любом интернет-магазине можно увидеть множество моделей, которые лишь немного отличаются по форме и объему, но существенно не отличаются по своей функциональности.

Это совсем не так. В устройстве расширительного бака и принципе его работы есть много нюансов.

Особенности устройства и конструкции

Разные модели расширительных баков могут иметь ограничения по способу использования — некоторые рассчитаны только на работу с технической водой, другие могут использоваться для питьевой воды.

По конструкции гидроаккумуляторы различают:

резервуары со сменной грушей;
емкости с фиксированной мембраной;
гидробаки без мембраны.

С одной стороны резервуара со съемной мембраной (у бака с нижним подключением — внизу) есть специальный фланец с резьбой, к которому и крепится груша. С обратной стороны имеется ниппель, для накачивания или стравливания воздуха, газа. Он рассчитан на подключение к обычному автомобильному насосу.

В баке со сменной грушей вода накачивается в мембрану, не соприкасаясь с металлической поверхностью. Замена мембраны происходит путем откручивания фланца, который удерживают болты. В больших емкостях, для стабилизации заполнения, задняя стенка мембраны дополнительно крепится к ниппелю.

Внутреннее пространство бака с фиксированной мембраной разделяется ею на два отсека. В одном находится газ (воздух), в другой поступает вода. Внутренняя поверхность такого резервуара покрыта влагостойкой краской.

Существуют также гидробаки без мембраны. В них отсеки для воды и воздуха ничем не разделены. Принцип их действия также основан на взаимном давлении воды и воздуха, но при таком открытом взаимодействии происходит смешивание двух веществ.

Достоинство таких устройств — отсутствие мембраны или груши, которая является слабым звеном в привычных гидроаккумуляторах.

Диффузия воды и воздуха заставляет обслуживать баки достаточно часто. Около одного раза за сезон приходится подкачивать воздух, который постепенно смешивается с водой. Значительное уменьшение объема воздуха, даже при нормальном давлении в баке, становиться причиной частого включения насоса.

Принцип работы гидроаккумулятора

Закрытые гидробаки для водоснабжения работают по такой схеме: насос подает воду в грушу, постепенно заполняя ее, мембрана увеличивается и происходит сжатие воздуха, который находится между грушей и металлическим корпусом.

Чем больше воды поступает в грушу, тем больше она давит на воздух, а тот, в свою очередь, стремится вытолкнуть ее из емкости. В результате в резервуаре повышается давление, это приводит к отключению насоса.

Некоторое время, когда в системе происходит расход воды, сжатый воздух поддерживает напор. Он выталкивает воду в водопровод. Когда ее количество в мембране уменьшается настолько, что давление опускается до нижнего предела, срабатывает реле, снова включая насос.

Классификация по области применения

Нельзя путать баки для водоснабжения и для отопительной системы, поэтому при выборе нужно узнать их предназначение. Для четкой идентификации производители окрашивают гидроаккумуляторы для отопления в красный, для водоснабжения — в синий цвет.

Однако некоторые не придерживаются такой маркировки, поэтому отличительной чертой устройств могут послужить такие данные:

для водоснабжения максимальная температура использования гидроаккумулятора будет составлять до 70 °C, допустимое давление может достигать 10 бар;
устройства, предназначенные для системы отопления, могут выдерживать температуру до +120 °C, рабочее давление расширительного бака зачастую не бывает выше 1,5 бар.

Все самые важные параметры указаны на декоративном колпачке (шильдике), который закрывает ниппель.

Список функций, которые выполняет гидробак в системе ХВ (холодного водоснабжения), гораздо шире:

Поддержание ровного и постоянного напора в водопроводе. Благодаря давлению воздуха, напор некоторое время поддерживается даже при выключенном насосе, пока не упадет до установленного минимума и в работу опять не включится насос. Таким образом напор в системе сохраняется даже при одновременном использовании нескольких сантехнических приборов.
Предохранение от износа насосного оборудования. Запасы воды, содержащийся в баке, позволяет некоторое время использовать водопровод, не включая насос. Это уменьшает количество срабатываний насоса за единицу времени и продлевает его работу.
Защита от гидроударов. Резкий скачок давления в водопроводе при включении насоса может достичь 10 и более атмосфер, что негативно сказывается на всех элементах системы. Мембранный бак берет на себя удар, выравнивая давление.
Создание запасов воды. При отключении электричества система водоснабжения хоть недолго, но, все же, еще некоторые время будет отдавать воду.

Для обвязки водонагревателя используют расширительные баки, которые могут выдерживать высокие температуры.

Материалы для гидропневматического оборудования

Мембрана расширительного бака изготавливается из разных материалов, которые при эксплуатации выдерживают разный диапазон температур.

В гидроаккумуляторах применяют:

Натуральную каучуковую резину — NATURAL. Материал может контактировать с питьевой водой, применяется для аккумулирования холодной воды. Со временем может начать пропускать воду. Выдерживает температуру от -10 и до 50 °C выше нуля.
Синтетическая бутиловая резина — BUTYL. Наиболее универсальна, водонепроницаема, применяется для станций водоснабжения, подходит для питьевой воды. Температура эксплуатации может колебаться от -10 и до 100 °C.
Синтетическая резина из этилен-пропилена — EPDM. Более водопроницаемая, чем предыдущая, может контактировать с питьевой водой. Диапазон допустимых температур — от -10 и до 100 °C.
Резина SBR применяется только для технической воды. Температура использования та же, что и у предыдущих марок.

Для организации холодного водоснабжения необходимо выбирать баки с грушей, изготовленной из пищевой резины с усовершенствованными эластичными свойствами, которая позволят лучше гасить гидравлические удары и поддерживать стабильный напор воды в системе.

Корпус бака чаще всего производят из легированной стали, стойкой к коррозии, покрытой снаружи лакокрасочным покрытием. В продаже также можно встретить емкости из нержавейки, очень прочные, но при этом дорогие.

Расчет объема бака перед выбором

В продажу поступают баки вместимостью от 24 до 1000 л. Какой именно выбрать, подскажут расчеты, результат которых следует округлять в сторону увеличения. Выбирая бак со съемной мембраной, следует помнить, что объем воды занимает 30% от общего объема емкости, то есть, в 100-литровом резервуаре запас воды будет равен приблизительно 30 литрам.

Особенностью маленьких баков есть то, что они зачастую не имеют клапана, чтобы стравливать воздух из резиновой груши. Это может создать неудобства при эксплуатации. Большие емкости имеют такой клапан, и помимо создания большего запаса воды, лучше справляются с поддержанием стабильного напора в системе.

Гидроаккумуляторы в системах холодного и горячего водоснабжения.

Предназначение и настройка.

Гидроакумуляторы, расширительные бак, экспанзоматы – не смотря на некоторые различия в характеристиках, они все служат одинаковой цели и имеют одинаковую конструкцию. Фактически можно сказать, что под тремя разными понятиями подразумевается один предмет, призванный принять на себя избыточную жидкость, чтобы снизить давление, или вернуть ее, поддерживая давление в заданных рамках.

Можно выделить три цели, для которых предназначен гидроаккумулятор, и которые пересекаются друг с другом:

Накапливать (аккумулировать) жидкости.
Убирать избыточное давление путем аккумулирования жидкости.
Гасить гидроудары, возникающие в системе водоснабжения и отопления.

Гидроаккумурятор состоит из внешней металлической оболочки и внутренней эластичной мембраны. Между мембраной и стенками бака закачан воздух, а внутрь самой мембраны через штуцер поступает вода. Некоторые мембраны являются проходными – то есть имеют выходное отверстие с противоположной от горловины стороны. Оно предназначено для вывода воздуха из воды или теплоносителя. В таком случае вход для воды (теплоносителя) расположен снизу гидроаккумулятора, а сверху находится резьбовое соединение для выпуска воздуха.

Производители и продавцы разделяют гидроаккумуляторы – баки для холодного водоснабжения и экспанзоматы – баки для ГВС и отопления. Первые принято красить в синий, а вторые в красный цвет, хотя бывают и красные и белые гидроаккумуляторы. Но в народе и те и другие нередко называют расширительными бачками, не делая между ними отличий.

Между тем отличия есть. У гидроаккумуляторов мембрана всегда сменная. Для ее изготовления используется пищевая резина, которая безопасна для питьевой воды, но раньше изнашивается, в то время как у расширительных баков резина зачастую промышленная. Гидроаккумуляторы делают с расчетом на большое рабочее давление – 6-10 атм, а экспанзоматы рассчитаны на 3-5 атм. А вот температуру в большинстве случаев они выдерживают одинаковую. К тому же при необходимости можно установить гидроаккумулятор на горячее водоснабжение так, чтоб на него поступала остывшая вода.

Параметры гидроаккумулятора

У каждого изделия есть характеристики, на которые обращает внимание покупатель при выборе. У гидроаккумуляторов это максимальное рабочее давление и объем.

Максимальное рабочее давление – это показатель давления воды, который способен выдержать бак. Для водоснабжения этот показатель может колебаться от 6 до 10 бар в зависимости от производителя и модификации. Для промышленных нужд иногда требуются баки с большим давлением, они чаще всего изготавливаются на заказ.

Объем гидроаккумулятора – указывается показатель самого стального бака, который мы видим снаружи. Между тем объем воды, который бак может принять, значительно ниже этого показателя, и может достигать половины. Он напрямую зависит от амплитуды давления – разницы между верхним и нижним пределами.

Также хорошо знать допустимое значение давления воздуха. Этот показатель может быть указан, либо его можно проверить самостоятельно. У каждого гидроаккумулятора есть пипка золотника, закрытая ниппелем. У небольших баков она находится на торце бака, у больших в этом месте расположен выход для выпуска воздуха, а золотник – немного ниже и вбок. Нагнетать воздух в бак можно при помощи автомобильного насоса, желательно с манометром, который обычно показывает давление внутри шины. Показатели для давления бака обычно указываются в барах или атмосферах (1 бар ≈ 1 атм), в то время, как шкала на автомобильных манометрах нанесена в Па или МПа. Шаг в 0,1 МПа равняется одной атмосфере (1 бар).

Гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Назначение гидроаккумулятора мало меняется в зависимости от системы установки. В системе холодного водоснабжения он служит для:

— аккумулирования воды;
— поддержания постоянного давления в трубопроводе;
— для защиты от гидроударов на длинных участках трубопровода.

На горячее водоснабжение также нужно устанавливать синий гидроаккумулятор. При нагревании вода расширяется, что приводит к увеличению давления, а это, в свою очередь, ведет к спуску воды через предохранительный клапан. Гидроаккумулятор ставят, чтобы не допустить сильного повышения давления, а преимущество синего в том, что мембрана для него изготавливается из пищевой резины.

Установка и настройка гидроаккумулятора в автоматической системе водоснабжения

Автоматическая система водоснабжения состоит из насоса, пульта управления им, реле давления, реле сухого хода, кроме этого в системе может стоять фильтр. Именно реле давления управляет насосом в автоматическом режиме. В реле установлено два порога давления – минимальное и максимальное, — и оно включает насос, когда давление падает ниже минимума, и выключает, когда оно достигает максимума. Для стабильной работы системы давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть на 2-3 метра (0,2-0,3 атмосферы) ниже, чем минимальное давление реле. К примеру, если минимальное давление 1,5 атм. , то нужно закачать воздух до 1,2 атм.

Лучше произвести настройку гидроаккумулятора для более эффективной его работы.

Вариант 1

Подходит для случаев, когда гидроаккумулятор уже подключен к системе и в нем есть вода. Этот же способ помогает проверить целостность мембраны. Сначала отключите питание системы и откройте кран, чтобы спустить всю воду. Кран оставьте открытым, поскольку может сложиться ситуация, когда в расширительном баке осталась вода. Далее подключите к золотнику автомобильный насос и начните закачивание воздуха. Если из крана снова пошла вода, это может говорить о двух вещах – либо мембрана порвалась, либо во время работы гидроаккумулятора произошла разгерметизация воздуха, и тот вышел из бака.

Чтобы проверить, прекратите закачивать воздух и закройте кран, после чего запустите насос. Когда система наполнится, выключите питание и откройте кран, чтобы слить литров 20 воды. Снова закройте кран. Нажмите на золотник гидроаккумулятора и выпустите весь воздух. Если после того, как воздух закончится, польется вода, значит – мембрана повреждена и ее нужно менять. Если нет – с мембраной все в порядке и нужно заново повторить описанный прежде процесс накачивания.

Когда в расширительном баке установится подсчитанное давление воздуха, запустите систему, откройте кран и наблюдайте за манометром. Он должен показывать стабильное давление – если стрелка упадет один раз, это не так страшно. Вероятно в гидроаккумуляторе остался воздух, и теперь он вышел. Если стрелка упадет еще раз, значит давление слишком высокое. Нужно постепенно сбрасывать воздух, продолжая наблюдение, пока давление не выровняется.

Вариант 2

Если вы впервые подключаете расширительный бак к системе, сначала накачайте воздух, чтобы давление было чуть выше необходимого. Некоторые баки, например Aquasystem, продаются с уже накачанным воздухом. Подключите бак к системе, закройте все краны и включите насос. Не нужно ждать максимального давления в системе, достаточно, чтобы бак немного наполнился. Выключите питание насоса и спустите всю воду – так из гидроаккумулятора и системы уйдет попавший туда воздух. Снова закройте краны и заполните систему до отметки давления, которая немного превышает минимум. Выключите насос и спустите воду, пока давление в системе не будет на том же уровне, что и необходимое давление в гидроаккумуляторе. После этого понемногу спускайте воздух в гидроаккумуляторе, наблюдая за манометром. Как только его стрелка сдвинется вниз – значит, давление в гидроаккумуляторе стало ниже, чем в системе, и в него стала поступать вода. Прекратите спускать воздух.

Гидроаккумулятор в системе горячего водоснабжения

Роль гидроаккумулятора в системе ГВС такая же, как и в системе отопления – компенсировать давление, возникающее при нагреве воды. Бак можно устанавливать как перед бойлером, так и после – особой разницы нет. Но все же рекомендуем ставить гидроаккумулятор на подачу воды, из-за низких температур.

Для горячего водоснабжения лучше брать синий гидроаккумулятор – его мембрана сделана из пищевой резины, и он рассчитан на большее давление. Объем бака должен равняться 5-10% от объема бойлера, при этом если количество нагреваемой воды большое – 300-500 литров, можно брать 5%, а если небольшое – около 100, то лучше брать 10%. Для систем с нестабильным давлением, в частности центрального отопления, лучше брать больший запас объема.

Давление воздуха в расширительном баке для ГВС

Давление воздуха в баке для ГВС имеет не меньшее значение, чем для холодного водоснабжения. Подходы к выявлению необходимого показателя тут свои.

Первый способ – довольно приблизительный подсчет по среднему значению. За минимум берется минимальное значение давления в системе, за максимум – давление сброса предохранительного клапана. Обычно у предохранительного клапана для ГВС значение 6 бар, минимальное давление в системе центрального отопления – 2 бара. Значит, давление воздуха в гидроаккумуляторе должно составлять 4 бара.

Второй способ можно назвать более точным. Ведь каким бы ни было давление в баке, система будет работать, вопрос в том – как именно. Поставим перед собой две цели: максимальный КПД и максимальный срок службы бака.

Срок службы бака выражается скорее, в сроке службы сменной мембраны. Мембрана рвется по довольно простой причине – вследствие износа. А основная причина износа мембраны – резкие и, можно сказать, критические изменения ее состояния. Когда гидроаккумулятор отдает всю свою воду, то мембрана под давлением воздуха сворачивается в лист, края которого сильно гнуться. Именно в этих местах чаще всего и происходит разрыв. Соответственно, чтобы не допустить быстрого износа резины, необходимо сделать так, чтобы мембрана как можно реже сворачивалась в лист. В идеале – никогда. Чтобы добиться этого, необходимо установить давление воздуха в мембране меньше, чем давление воды. Тогда в состоянии покоя мембрана будет немного заполнена водой.

Для достижения максимально КПД требуется, чтобы количество воды в состоянии покоя в гидроаккумуляторе было минимальным.

Для достижения этой цели достаточно, чтобы давление воздуха в гидроаккумуляторе было на 1 бар меньше, чем минимальное давление воды в системе ГВС.

Какое давление в мембранном баке системы водоснабжения — MOREREMONTA

Конструкция всех гидроаккумуляторов предполагает наличие воздушной среды между стенками корпуса и мембранной грушей.

Давление воздуха необходимо поддерживать на определенном уровне, тщательно контролировать и, при необходимости, регулировать для обеспечения полноценного, безопасного и эффективного функционирования всей системы водо- или теплоснабжения.

Значения максимального и минимального давления в мембране гидроаккумулятора задаётся производителем и указывается на шильдике.

Для гидроаккумуляторов (мембранных расширительных баков) подразумевается два рабочих значения: давление в воздушной среде, и рабочее, которое может выдержать бак по подключению к воде (теплоносителю).
Как правило, эти показатели примерно одинаковы у всех производителей, и зависят от объёма аккумулирующего оборудования.

Бак для водоснабжения (синий)

Давление воздуха

Объем гидроаккумулятора, литров	Давление воздуха, атм

Рабочее давление воды

Объем гидроаккумулятора, литров	Давление воды, атм

Бак для отопления (красный)

Давление воздуха

Объем гидроаккумулятора, литров	Давление воздуха, атм

Рабочее давление воды

Объем гидроаккумулятора, литров	Давление воды, атм

Разумеется, речь идёт об обычных баках для традиционных систем отопления.

Производятся также баки специального исполнения, давление в которых может достигать 16 или 25 бар. Но мы о них здесь говорить не будем, поскольку это – заказные позиции, они подбираются только согласно проектам, и их эксплуатация строго регламентирована.

Текущее же давление в мембране гидроаккумулятора зависит от ряда следующих факторов:

Характеристики системы;
Индивидуальные настройки системы;
Мощность подключённого оборудования;

Изношенная мембрана, механические повреждения расширительного бака и наличие негерметичных стыков в системе водоснабжения могут стать причиной снижения или повышения давления, поэтому очень важно контролировать данный показатель.

Когда проводить замеры

Как определить верное значение давления

Если гидроаккумулятор вместе с реле давления управляет включениями / выключениями насоса по давлению, то значение давления в воздушной камере нужно посчитать по формуле:

где Рг – давления воздуха в мембране гидроаккумулятора;
Р вкл – давление, при котором включается насос.

Таким образом, если насос будет включаться при давлении 3 атм., то давление в гидроаккумуляторе должно составлять 2,7 атм. Изменяя параметры включения насоса, необходимо также изменять давление воздуха внутри бака.

Характеристика закрытых расширительных баков

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

Настройка давления бака в системе водоснабжения

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

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

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.

Гидробак открытого типа

Правила обслуживания гидробака

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

Характеристика закрытых расширительных баков

Это совсем не так. В устройстве расширительного бака и принципе его работы есть много нюансов.

Особенности устройства и конструкции

По конструкции гидроаккумуляторы различают:

резервуары со сменной грушей;
емкости с фиксированной мембраной;
гидробаки без мембраны.

Принцип работы гидроаккумулятора

Классификация по области применения

для водоснабжения максимальная температура использования гидроаккумулятора будет составлять до 70 °C, допустимое давление может достигать 10 бар;
устройства, предназначенные для системы отопления, могут выдерживать температуру до +120 °C, рабочее давление расширительного бака зачастую не бывает выше 1,5 бар.

Все самые важные параметры указаны на декоративном колпачке (шильдике), который закрывает ниппель.

Список функций, которые выполняет гидробак в системе ХВ (холодного водоснабжения), гораздо шире:

Поддержание ровного и постоянного напора в водопроводе. Благодаря давлению воздуха, напор некоторое время поддерживается даже при выключенном насосе, пока не упадет до установленного минимума и в работу опять не включится насос. Таким образом напор в системе сохраняется даже при одновременном использовании нескольких сантехнических приборов.
Предохранение от износа насосного оборудования. Запасы воды, содержащийся в баке, позволяет некоторое время использовать водопровод, не включая насос. Это уменьшает количество срабатываний насоса за единицу времени и продлевает его работу.
Защита от гидроударов. Резкий скачок давления в водопроводе при включении насоса может достичь 10 и более атмосфер, что негативно сказывается на всех элементах системы. Мембранный бак берет на себя удар, выравнивая давление.
Создание запасов воды. При отключении электричества система водоснабжения хоть недолго, но, все же, еще некоторые время будет отдавать воду.

Для обвязки водонагревателя используют расширительные баки, которые могут выдерживать высокие температуры.

Материалы для гидропневматического оборудования

В гидроаккумуляторах применяют:

Натуральную каучуковую резину — NATURAL. Материал может контактировать с питьевой водой, применяется для аккумулирования холодной воды. Со временем может начать пропускать воду. Выдерживает температуру от -10 и до 50 °C выше нуля.
Синтетическая бутиловая резина — BUTYL. Наиболее универсальна, водонепроницаема, применяется для станций водоснабжения, подходит для питьевой воды. Температура эксплуатации может колебаться от -10 и до 100 °C.
Синтетическая резина из этилен-пропилена — EPDM. Более водопроницаемая, чем предыдущая, может контактировать с питьевой водой. Диапазон допустимых температур — от -10 и до 100 °C.
Резина SBR применяется только для технической воды. Температура использования та же, что и у предыдущих марок.

Расчет объема бака перед выбором

Все о мембранных баках. Установка, замена и ремонт.

Частые вопросы связанные с ремонтом и установкой мембранных баков

Предисловие.

Современные инженерные решения позволяют облегчить жизнь потребителей во многих смыслах. Одним из таких технических решений, являются мембранные баки. Мембранный бак – устройство, для создания дифференциального давления. В системах отопления, с помощью мембранных баков, стало возможно монтировать закрытые системы трубопроводов. Это позволило уйти от громоздких емкостей в открытых системах отопления и необходимости контролировать уровень жидкости в этих емкостях. В системах водоснабжения расширительный бак, позволил создавать компактные резервуары для запасов воды, в противовес громоздким емкостям и водонапорным башням.

Отличия расширительного бака от гидроаккумулятора.

Хоть мы имеем два разных названия, по смыслу, это совершенно одинаковые приборы. Есть разница только в цвете, и качестве применяемой резины. Баки красного цвета – расширительные, они для систем отопления, т.е. предназначены для горячей воды. Гидроаккумуляторы – синего цвета, применяются для холодной воды.

Советы по выбору и опыт.

Резиновая мембрана, которая находиться внутри расширительного бака или гидроаккумулятора, является по сути расходным материалом. Конечно же все зависит от качества применяемой в них резины, однако сам по себе материал не слишком долговечен, и судя по опыту нашего монтажного отдела, редко встречаются эксземпляры, старше 12 лет. По опыту обслуживания подобного оборудования, можем отметить долгожителями – марку REFLEX, но с одним «но»! Современные экземпляры, точно проигрывают в качестве, тем, что приобретались 10 лет назад. Среди брендов, которые мы обслуживаем, точно не посоветуем* мембраны Джилекс, и Wester. Так как именно их приходилось много менять. Самые частые причины выхода из строя:

· Разрыв мембраны

· Коррозия фланца

· Коррозия ёмкости

· Герметичность ниппеля

Конечно любая из этих проблем вполне решаема, но только в том случае, если Вы имеете оригинальные расходные материалы. Подбором и поиском аналогичных расходников, сантехник врят-ли будет заниматься, а скорее всего, предложит заменить вышедшее из строя оборудование. Именно поэтому, мы рекомендуем покупать тех производителей, чьи расходные материалы, есть в свободной продаже. Интернет-магазин SANCOM, рекомендует устанавливать расширительные баки под торговой маркой Tim, производимые в КНР. Такой выбор, дает возможность докупить фланец или мембрану, в случае выхода из строя.

Как определить вышедший из строя расширительный бак.

В правильно смонтированной системе отопления, установленное давление не должно иметь больших перепадов. Если Вы заметили, что установленное давление резко повышается, при включении котла, скорее всего вышел из строя расширительный бак. Для начала, проверьте ниппель для подкачки воздуха. Если при нажиме на клапан ниппеля, из него потекла жидкость, скорее всего это внутренний разрыв мембраны, так как в воздушном пространстве, не должно быть воды. Мембрану придется заменить на аналогичную. Если же при нажатии на ниппель, нет ни воды, ни воздуха, следует проверить наполненность бака водой. Если бак прикручен на гибком соединении, можете аккуратно покачать его, если соединение с трубопроводом жесткое, то постучите по стенкам бака. Глухой звук – бак полный, звонкий – бак пустой. Если бак полный, значит он не накачен воздухом. Причина отсутствия воздуха в баке, пропускающий ниппель, или не герметичность(плохо прикручен фланец или коррозия). В этом случае, рекомендуем произвести визуальный осмотр бака на наличие коррозии, затем накачать бак через ниппель, компрессором или обычным насосом, проверить ниппель и сомнительные места и понаблюдать за давлением. Обратите внимание, что накачку мембранного бака воздухом следует производить при сброшенном давлении в системе трубопровода до нуля! Если на баке присутствует сквозная коррозия, к сожалению бак придется заменить. Если неисправен ниппель, можно заменить его на другой, подойдет обычный автомобильный. Если бак пустой, при работающей системе отопления под давлением, скорее всего, что давление воздуха в расширительном баке больше давления воды в трубопроводе. Отрегулируйте давление в мембранном баке при необходимости.

Как определить вышедший из строя гидроаккумулятор?

Если у Вас загородный дом, и в доме установлена насосная станция или поверхностный насос, то определить вышедший из строя бак, будет проще всего. Гидроаккумулятор, дает некоторый запас воды в Вашем трубопроводе, следовательно работать насосу приходиться только тогда, когда заканчивается запас этой воды. Если при каждом открытии крана, включается насос, и отключается при закрытии крана, то с уверенностью можно сказать, мембранный бак – не работает должным образом. Определить бак, который вышел из строя при работающем насосе в колодце или скважине сложнее. Однако проще и точнее всего, попросить помощника, и послушать работу насоса. Если помощника рядом нет, то вышедший из строя гидроаккумулятор, можно определить по напору. Каждый раз, когда Вы открываете кран, напор на секунду обрывается, а затем резко бьет мощной струей. Но данный пример, может означать так-же неверно настроенную автоматику и давление бака. Можно воспользоваться еще одним способом проверки… Отключите питание насоса, и проверьте, будет ли в трубопроводе вода. Если вода есть, значит и есть запас воды в баке. Если баков несколько, то данный способ, покажет только выход из строя сразу всех баков. Каждый раз, когда возникают сомнения в работоспособности мембранного бака, рекомендуем проверить ниппель мембранного бака. В нем должен быть воздух. Если через ниппель потекла жидкость, скорее всего, порвана мембрана и ее нужно заменить. Если нет ни воды не воздуха, проверьте наполненность бака водой. Если бак под завязку наполнен водой, то скорее всего воздух стравило с ниппеля, попробуйте слить систему и подкачать бак, через ниппель обычным автомобильным насосом или компрессором. Если бак пустой, а через ниппель идет воздух с хорошим давлением. Значит давление воздуха, выше давления в водяной магистрали.

Установка мембранного бака.

Мембранный бак, установить и подключить в систему очень просто. Он имеет подключение на фланце, как правило либо 3/4», либо 1» с наружной резьбой. Подключить расширительный бак можно на любом участке трубопровода. Для врезки в систему можно использовать тройник или выход на коллекторе. Соединиться можно любыми водопроводными трубами, но удобнее всего соединяться с помощью специальной угловой гибкой подводки. Еще есть один вариант установки небольших расширительных баков, это установка на специальный кронштейн, присверливаемый к стене, либо на настенную группу безопасности. Но этот вариант годится для баков объемом до 36 литров. Установка данного прибора может вполне осилить и владелец хозяйства, больших навыков это не требует. Единственное, что требуется проверить и отрегулировать после установки, это накаченное заводское давление, и в случае неверных значений, отрегулировать его. Давление в баке, рассчитывается по значениям, исходя из перепадов давления в системе, согласно настройкам автоматики насоса. Для того, чтобы бак заполнялся, нужно накачать в него давление воды больше, чем закаченное давление воздуха. Для водопроводных систем, давление воздуха ниже 1,5 Bar, не имеет особого смысла, так как это то давление, которое будет выдавливать воду из бака. Бак пропустит в себя воду тогда, когда значение давления воды, превысит значение по давлению воздуха. Далее, опорожнятся бак начнет тогда, когда давление воды, станет меньше, чем давления воздуха. И опорожняться бак будет под давлением воздуха, которое в него закачали. Поэтому накачивайте воздушное давление в баке, с учетом того давления, которое будет выдавливать воду, при отключенном насосе. Подкачку давления воздуха в баке, следует проводить только на пустом трубопроводе. По завершению работ, на всякий случай, проверьте герметичность ниппеля.

Замена и ремонт мембранного бака.

Заменить бак не составит большой трудности и с этой задачей, легко может справиться и домовладелец. Прежде всего, необходимо слить всю систему, или тот участок, который перекрывается предусмотренными для этого кранами. После того, как мембранный бак будет опорожнен, необходимо раскрутить гайку скрученную с фланцем и освободить бак. Установленный новый бак, необходимо отрегулировать по нужному Вам давлению воздуха, сделать это лучше до запуска системы. После того, как Вы прикрутите бак и установите нужное давление, можно сделать пробный запуск. Следите за тем, чтобы при запуске, не было воздушного шипенья и подтеков.

Кроме замены непосредственно самого бака, возможно произвести и его ремонт. Например, можно заменить проржавевший фланец, или мембрану (грушу) внутри бака. Сантехники идут неохотно на подобное мероприятие, тк подобная работа грязная, а много за неё не взять. Скорее всего, Вам предложат заменить бак целиком, ссылаясь на отсутствие подходящих запчастей. Поэтому зачастую, ломать голову с заменой внутренностей, приходиться хозяевам. Заменить мембрану или фланец не сложно. Нужно лишь раскрутить болты на фланце. Однако нужно понимать целесообразность такого ремонта. Например, если бак вышел из строя быстро или имеет следы коррозии, то такой ремонт лучше и не планировать, а действительно, заменить на новый бак. Если бак остался как новый, а у Вас имеется мембрана от производителя, тогда лучше поменять. Прежде чем приступить к ремонту, Вы должны быть уверены, в том, что именно мембрана вышла из строя. Главным фактором разрыва мембраны, является наличие жидкости, при нажатии на клапан ниппеля. Помните, при разрыве мембраны, вода поступает во внутреннюю полость мембранного бака, и имеет контакт, с необработанной внутренней поверхностью. Такой контакт может ускорить внутреннюю коррозию стенок бака, поэтому при замене мембраны, хорошо просушите внутреннюю поверхность бака.

Установка, замена или ремонт расширительного бака от SANCOM

Монтажники интернет-магазина SANCOM, выполнят работы по установке любых мембранных баков в системы отопления и водоснабжения. Огромный опыт в монтаже сантехнических систем, позволяет с твердой уверенностью говорить о нас, как о профессионалах рынка услуг. Работы любой сложности, расширительные баки любого объема, как для отопления так и для водоснабжения, с напольной и настенной установкой. Работы выполняются с выездом к заказчику, при установке оборудования, возможен выезд с необходимым материалом и оборудованием. Стоимость замены, складывается из удаленности объекта от Москвы, сложности условий работ, объема расширительного бака. Выполняем ремонт расширительных баков, при наличии необходимых расходников. На расширительные баки, которые мы поставляем и рекомендуем, выполняем ремонт в рамках гарантии и пост-гарантийное обслуживание.

Надеюсь данная статья будет для Вас полезной!

Автор статьи — Капустин Александр, статья подготовлена для интернет-магазина SANCOM 29/05/2019 года. Данная статья является интеллектуальной собственностью интернет-магазина SANCOM и ее автора. При копировании статьи и размещения на сторонних ресурсах, обязательно указание на источник и автора! По вопросам сотрудничества и обратной связи, просьба обращаться по адресу электронной почты: [email protected], с указанием ссылки данной статьи.

Всего доброго!

*Личное мнение автора статьи, основанное на личном опыте обслуживания.

Давление в расширительном баке системы водоснабжения

Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.

В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.

Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.

Предназначение

Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.

Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.

Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.

Как различать

На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.

На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:

Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.

Как работают схемы аккумуляции воды

Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.

При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор.

Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.

Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.

На практике, если такой клапан постоянно пропускает воду, то это свидетельствует о неисправности аккумулирующего устройства. Если аварийный клапан отсутствует, то при нагревании произойдет разрушение самого слабого места системы.

Когда в системе горячего водоснабжения нужен расширительный бак

Это закономерный вопрос, ведь горячее водоснабжение может выполнятся по разному. Если имеется проточный нагреватель, например газовый двуконтурный котел, который нагревает струю воды непосредственно при ее заборе, то естественно расширительный бак не нужен.

Если в системе вода нагревается в замкнутом бойлере большой емкости (более 100 литров) то тогда требуется установка расширительного бака в дополнение к предохранительному клапану. На который надеяться не правильно, так как он вовсе не рассчитан на частое срабатывание и при частых включениях просто начинает течь.

Как подобрать объем прибора для отопления

Основной вопрос, который возникает у пользователя — какой объем такого водо-аккумулирующего устройства нужен? При этом пользователь хочет приобрести меньший объем, так как он дешевле. Но приобретать нужно тот, который подходит по расчету.

Объем расширительного бака для отопления будет зависеть от объема теплоносителя в системе, давлений – предельного и установленного.
Формула для расчетов объема приведена на фото:

Объем теплоносителя указан в проектных данных, или его можно высчитать сложив все внутренние объемы элементов системы, наконец, в готовой системе его можно посчитать при заливке ведрами.

Для домашней системы — расчет объема «без лишних мучений» — 1/10 от залитого теплоносителя.

Какое предварительно давление нужно задать

На заводе-изготовителе обычно воздушную камеру заполняют азотом до давления 1,5 бар. Мембрана при этом прогибается и ее видно через штуцер подключения. Сохранность заводского давления свидетельствует о том, что мембрана целая и прибор пригоден к работе.

Но в дальнейшем мембранный бак необходимо подготовить для работы в конкретной системе. Существуют следующие правила определения давления :

В системе холодного водоснабжения гидроаккумулятор накачивается воздухом на 0,2 атм. меньше, чем нижняя настройка реле давления насоса. Чаще нижнее значение реле давления – 1,4 атм. (давление включение насоса) а верхнее – 2,8 атм. Соответственно первоначальное давление в приборе – 1,2 атм. Такая настройка позволит избежать гидроударов при разборе воды и быстрого износа мембраны.
В системе горячего водоснабжения расширительный бак накачивается воздухом до давления больше, чем давление, при котором насос выключается (верхний предел срабатывания реле давления). В этом случае бак не будет отдавать остывшую воду в систему водоснабжения. Но застоя воды бояться не стоит, прибор сделан так, что груша постоянно омывается потоком свежей воды.
В системе отопления – воздушная камера расширительного бака закачивается до давления на 0,2 атм. меньше, чем давление в холодной системе отопления. Обычно «холостое» давление в системе 1,5 атм, соответственно предварительно накачивается до давления 1,3 атм при холодной системе.

Как устанавливается

Обычное правило, что подключение к системе любого мембранного бака должно быть снизу, а воздушная камера сверху.

Но следует взять во внимание, что гидроаккумулятор можно разворачивать как угодно, подсоединение к водопроводу может быть, и сверху, и сбоку, ничего особенного в этом нет, если не имеется возражений производителя.

А подключение к отоплению должно быть только снизу прибора. Если это не соблюсти, и расположить воздушную камеру снизу, то при выходе из строя мембраны, при появлении в ней трещин, воздух тут же уйдет в систему отопления и завоздушит ее. Если же воздушная камера будет сверху, то и при растрескивании мембраны ничего страшного не произойдет, прибор сможет еще работать очень долгое время в обычном режиме.

На фото приведен пример схемы отопления с подключением в ней расширительного бака закрытого типа.

Для того чтобы насос не включался каждый раз как в доме открывается кран, в систему устанавливают гидроаккумулятор. В нем содержится некоторый объем воды, достаточный для небольшого расхода. Это позволяет практически избавиться от кратковременных включений насоса. Установка гидроаккумулятора щатея несложная, но потребуется еще некоторое количество устройств — как минимум — реле давления, а еще желательно наличие манометра и воздухоотводчика.

Функции, назначение, виды

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары мы выяснили. Но есть и другие:

Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включиться только тогда, когда ее останется совсем немного.
Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

для холодной воды;
для горячей воды;
для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Как выбрать объем бака

Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.

При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти в половину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.

Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.

Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, унитаз, мойка и небольшой водонагреватель. При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.

Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе

В одной части гидроаккмулятора находится сжатый воздух, во вторую закачивается вода. Воздух в баке находится под давлением — заводские настройки — 1,5 атм. Это давление не зависит от объема — и на баке емкостью 24 литра и в 150 литров оно одинаковое. Больше-меньше может быть предельно допустимое максимальное давление, но оно зависит не от объема, а от мембраны и указывается в технических характеристиках.

Предварительная проверка и коррекция давления

Перед подключением гидроаккумулятора в систему желательно давление в нем проверить. От этого показателя зависят настройки реле давления, а при транспортировке и хранении давление могло упасть, так что контроль очень желателен. Контролировать давление в гиробаке можно при помощи манометра, подключенного к специальному входу в верхней части бака (емкость от 100 литров и больше) или установленного в нижней его части как одну из деталей обвязки. Временно, для контроля, можно подключить автомобильный манометр. Погрешность у него обычно невелика и работать им удобно. Если такого нет, можно использовать штатный для водопроводов, но они обычно точностью не отличаются.

При необходимости давление в гидроаккумуляторе можно увеличить или уменьшить. Для этого есть ниппель в верхней части бака. Через ниппель подключается автомобильный или велосипедный насос и при необходимости давление увеличивается. Если же его надо стравить, каким-то тонким предметом отгибают клапан ниппеля, выпуская воздух.

Какое давление воздуха должно быть

Так таким же должно быть давление в гидроаккумуляторе? Для нормальной работы бытовой техники необходимо давление 1,4-2,8 атм. Чтобы мембрана бака не рвалась, давление в системе должно быть чуть больше давления бака — на 0,1-0,2 атм. Если в баке давление 1,5 атм, то давление в системе не должно быть ниже чем 1,6 атм. Это значение и выставляют на реле давления воды, которое работает в паре с гидроаккумулятором. Это оптимальные настройки для небольшого одноэтажного дома.

Если дом двухэтажный, придется давление повышать. Есть формула расчета давления в гидробаке:

Vатм.=(Hmax+6)/10

Где Hmax — высота наивысшей точки водоразбора. Чаще всего это душ. Измеряете (высчитываете) на какой высоте относительно гидроаккумулятора находится его лейка, подставляете в формулу, получаете давление, которое должно быть в баке.

Если в доме установлена джакузи, все сложнее. Придется подбирать опытным путем — меняя настройки реле и наблюдая за работой точек водоразбора и бытовой техники. Но при этом рабочее давление не должно быть больше максимально допустимого для другой бытовой техники и сантехнических приборов (указывается в технических характеристиках).

Как выбрать

Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из изобутированной резины (ее еще называют пищевой). Материал корпуса имеет значение толкьо в баках мембранного типа. В тех, в которых установлена «груша» вода контактирует только с резиной и материал корпуса значения не имеет.

Что действительно важно в баках с «грушами» — это фланец. Обычно его делают из оцинкованного металла. В этом случае важна толщина металла. Если это всего 1 мм, примерно через год-полтора эксплуатации в металле фланца появится дырка, бак потеряет герметичность и система перестает работать. Причем гарантия всего год, хоть заявленный срок эксплуатации — 10-15 лет. Фланец портиться обычно после окончания гарантийного срока. Заварить его нет никакой возможности — очень тонкий металл. Приходится искать в сервисных центрах новый фланец или покупать новый бак.

Итак, если хотите чтобы гидроаккумулятор служил долго, ищите фланец из толстой оцинковки или тонкий, но из нержавейки.

Подключение гидроаккумулятора к системе

Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:

насоса;
гидроаккумулятора;
реле давления;
обратного клапана.

В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.

С пятивыводным штуцером или без

Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.

Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Потому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем не обязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.

Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.

Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.

Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно также. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).

Как установить два гидробака на один насос

При эксплуатации системы иногда владельцы приходя к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.

Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.

Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.

Модератор: Abil

102132 » 20 мар 2007, 18:10

СПЕЦ » 20 мар 2007, 20:06

@lex » 20 мар 2007, 20:26

102132 » 21 мар 2007, 09:50

Кузя » 24 мар 2007, 19:26

@lex » 24 мар 2007, 19:31

AnnaV » 12 мар 2008, 11:50

Саша, подскажите по возможности. В качестве подпиточного насоса для гликолевого контура подобрала обычный циркуляционный UPS25-60. Служба эксплуатации рекомендует установить насос повышения давления для расширительного бачка до условий в 2,5 атм.
Подскажите, как вообще Вы решаете этот вопрос в своих проектах?

80. Расширительные бачки

При повышении температуры элементов закрытого гидравлического контура, находящаяся в нем вода (или водный раствор гликоля) расширяется (см. раздел 70). В диапазоне от 10°С до 90°С прирост объема 1 м3 воды составит примерно 40 литров, то есть около 4%! (Заметим, что прирост объема 1 м3 водного раствора гликоля с концентрацией гликоля 30% при тех же условиях составит около 60 литров).
Максимальное рабочее давление большинства теплообменников ограничено, как правило, уровнем в 4 бара. Поскольку жидкости несжимаемы, их тепловое расширение привело бы к такому огромному росту давления, что теплообменники и трубопроводы просто порвались бы, как будто сделанные из бумаги, если бы не существовало системы компенсации теплового расширения. Следовательно, расширительный бачок, предохранительный клапан, дренажные клапаны и заправочные вентили являются неотъемлемым атрибутом любых закрытых гидравлических контуров, находящихся под действием внутреннего избыточного давления.

КАК РАБОТАЕТ ЗАМКНУТЫЙ МЕМБРАННЫЙ РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК?

Рассмотрим в качестве примера небольшой гидравлический контур отопительной системы, заполненной водой при температуре 20°С и давлении 1 бар.
На контуре установлен классический предохранительный клапан, настроенный на срабатывание при давлении 3 бар. Расширительный бачок наддут азотом (N2)h частично заполнен водой . С каждой стороны гибкой мембраны (отделяющей воду от азота) давление равно 1 бар.
Когда зажигают горелку, температура воды быстро растет и начинается ее расширение.
Образующийся при этом дополнительный объем воды постепенно поступает в расширительный бачок. Одновременно с этим объем бачка, занятый азотом с другой стороны мембраны, начинает уменьшаться. Уменьшение объема бачка, занятого азотом, приводит к его сжатию и, как следствие, повышению давления, которое начинает действовать во всем контуре.
Когда температура воды поднимается до 40°С, давление азота повышается до 1,8 бар. Поэтому и во всем контуре давление возрастает до 1,8 бар.

Если продолжать нагрев воды, например, до 60°С, расширение составит 2% от начального объема жидкости и давление в расширительном бачке (а следовательно, и во всем контуре) поднимется до 2,2 бар
Итак, чем выше температура воды в контуре, тем больше возрастает давление в нем.
Впоследствии, при выключенной горелке, вода в контуре будет остывать и ее объем начнет уменьшаться. Азот, находящийся под давлением в расширительном бачке станет вытеснять воду из бачка обратно в контур
В результате давление и в бачке, и в контуре начнет падать по мере снижения температуры воды. При температуре 20°С контур возвратится в первоначальное состояние и давление во всем контуре вновь станет равным 1 бару.

80.1. УПРАЖНЕНИЕ 1. Срабатывание предохранительного клапана

Если температура воды в контуре случайно или по недосмотру оказывается слишком высокой, появляется опасность чрезмерного роста давления и в бачке, и в контуре. В этом случае должен сработать предохранительный клапан.
Например, при температуре воды 95°С давление достигает значения 3 бара (давление настройки предохранительного клапана), клапан открывается и часть воды сбрасывается наружу. Как только давление упадет ниже 3 бар, клапан закроется.
Итак, предохранительный клапан позволяет в любом случае ограничить максимальное давление в контуре уровнем 3 бара. Однако, что произойдет, если температура воды в контуре вновь упадет до 20°С?

Решение упражнения 1

Если в гидравлическом контуре с мембранным расширительным бачком либо в результате срабатывания предохранительного клапана, либо вследствие негерметичности контура часть воды сбрасывается наружу, то при понижении температуры воды появляется серьезная проблема.
Действительно, при падении температуры воды давление в контуре начнет падать и азот, содержащийся в расширительном бачке, по мере падения давления будет вытеснять воду из бачка в контур. Поскольку часть воды из контура была сброшена при срабатывании предохранительного клапана, то ее там останется меньше, чем нужно для уравновешивания давления азота. Когда температура воды будет вновь равна 20°С, вода полностью вытеснится из бачка и все его пространство будет занято азотом.
Но так как объем воды в контуре уменьшился, давление в нем окажется ниже 1 бара (то есть первоначального давления при температуре 20°С). Если количество сброшенной в атмосферу воды было достаточно большим, то давление в контуре может упасть даже ниже атмосферного давления. В этом случае в контур через автоматический дренажный клапан может зайти атмосферный воздух и вся верхняя часть контура рискует оказаться заполненной воздухом
К каким проблемам может привести наличие воздуха в закрытом гидравлическом контуре?
Поскольку воздух существенно легче воды, воздушные пузыри будут накапливаться в верхних точках контура и образовывать газовые полости, через которые должна будет проходить циркулирующая по контуру вода.
Эти полости могут увлекаться водой, перемешиваться, разбиваться потоком воды, и тогда вы услышите характерное бульканье, которое не надо путать с шумом, возникающим при кавитации насосов и напоминающим гудение бетономешалки (см. раздел 77).

Наличие воздушных полостей приводит к снижению расхода воды со всеми последующими неисправностями. В отдельных случаях расход воды в трубопроводе может даже оказаться практически нулевым: избыточное количество воздуха в гидравлическом контуре приводит к так называемым воздушным пробкам
Первой реакцией на появление воздушных пробок будет стремление добавить воды в контур, чтобы повысить в нем давление и вновь довести его до давления выше атмосферного. Тогда воздух автоматически будет сброшен через дренажный клапан и вновь восстановится нормальный расход воды…

Но при работающем насосе воздушные пузыри будут слишком быстро проходить через дренажный клапан (см. рис. 80.8) и не будут успевать сбрасываться в атмосферу. Поэтому, для эффективного удаления воздуха необходимо обязательно остановить насос.
Насос запускают на несколько секунд, затем останавливают. Такая процедура, повторенная несколько раз, мало-помалу позволяет воздуху попадать в дренажный клапан, откуда он будет сброшен в атмосферу.

Кроме того, в составе гидравлического контура желательно иметь воздухосборник. Вода будет входить в него сверху (поз. 1), а выходить снизу (поз. 2). Автоматический дренажный клапан устанавливают в верхней части воздухосборника (поз. 3). В нижней части находится съемная пробка (поз. 4). Поскольку вода выходит из нижней части воздухосборника, то вероятность попадания туда воздуха очень мала*.
Кроме того, вход и выход воды в воздухосборнике делают со смещением относительно его оси, то есть тангенциально. В результате вода, поступающая в воздухосборник, начинает в нем вращаться. Под действием центробежной силы вода прижимается к стенкам воздухосборника, а воздух скапливается в его центре, откуда затем и сбрасывается через дренажный клапан. Поскольку диаметр воздухосборника существенно больше диаметра трубопроводов, скорость воды в нем заметно падает, что облегчает процедуру разделения воды и воздуха. Эти два обстоятельства позволяют эффективно удалять воздух.
Отметим также, что воздухосборник является прекрасной ловушкой для различного рода загрязнений гидравлического контура (капли припоя, металлическая стружка и т.д.): их затем можно удалить через отверстие, закрытое пробкой . Обращаем ваше внимание на то, что, поскольку вода в воздухосборнике вращается, это устройство иногда называют «циклоном».
Другой проблемой, возникающей при попадании воздуха в закрытый гидравлический контур, является то, что в состав воздуха входит не только азот, но и кислород. Это может привести к повышенной коррозии металлических (особенно стальных) деталей (трубы, теплообменники).
Периодические добавки воды в закрытый гидравлический контур неизбежно приводят к попаданию в него воздуха (а следовательно, и кислорода) и таким образом способствуют развитию коррозии, отложению накипи и засорению контура.
Поскольку предохранительный клапан срабатывает при максимальной температуре окружающей среды, то прежде, чем рассматривать вопрос о добавке воды или проведении другой не слишком приятной операции, необходимо изучить следующие моменты: каково давление наддува расширительного бачка, может быть он слишком мал или слишком переполнен, как он изолирован, где установлен? А может быть, его мембрана потеряла герметичность или порвана?
Поскольку с расширительным бачком все не так просто, далее мы подробно рассмотрим различные аспекты его работы. Хотя на первый взгляд расширительный бачок — устройство сравнительно простое, однако его значение для гидравлического контура очень велико. Нарушения в работе расширительного бачка могут привести к серьезным неисправностям, начиная от полного прекращения подачи воды в испаритель и заканчивая разрушением насоса.
* В отопительных и водопроводных системах воздухосборники с автоматическим дренажным клапаном используются очень широко и известны под названием «вантуз» (прим. ред.).

ПРИ КАКОМ ДАВЛЕНИИ НУЖНО ЗАЛИВАТЬ ВОДУ В ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КОНТУР!
Перед тем, как заправить гидравлический контур водой (перед вводом установки в эксплуатацию или после опорожнения контура для выполнения ремонтных работ), необходимо определить давление, при котором вода заливается в закрытый контур, и которое должно поддерживаться в контуре.
80.2. УПРАЖНЕНИЕ 2. Давление заполнения гидравлического контура

Рассмотрим установку (рис. 80.10), содержащую гидравлический контур закрытой градирни (см. раздел 79).
Допустим, что контур заполняется водой с температурой 20°С, насос выключен (если насос работает без воды, он очень быстро выходит из строя).
Вода имеет температуру 20°С, давление в водопроводной сети составляет, например, 5 бар. При каком давлении мы должны будем заполнить контур: 0,5 бар, 1 бар, 3 бара или 5 бар? И какое давление, в конечном итоге, будет показывать манометр Р1 после заполнения!
Когда контур будет заполнен водой, какое давление будет показывать манометр Р2, расположенный перед сливным вентилем в самой нижней точке контура?

Примечание. В состав контура обязательно должен входить обратный
или разделительный клапан (поз. 1 на рис. 80.10). Если давление в водопроводной сети вдруг понизится, он должен препятствовать возврату воды в водопроводную сеть и, следовательно, не допустить ее загрязнения!
Решение упражнения 2
Очевидно, что заполнять контур под давлением, выше давления настройки предохранительного клапана (в нашем примере это 3 бара), бесполезно!
Автор вспоминает о том, как на одной из установок заправочный вентиль гидравлического контура оставили открытым в течение всего рабочего дня. При этом дренажный клапан постоянно сбрасывал лишнюю воду в канализацию: представьте себе, сколько воды было потрачено бесполезно! Чтобы не забывать о том, что заправочный вентиль гидравлического контура после окончания заправки нужно обязательно закрыть, автор рекомендует перед заполнением контура водой повесить на этот вентиль ключи от вашей машины или квартиры -тогда вы точно не забудете закрыть этот вентиль!
Далее, основным требованием при заправке контура водой является то, что давление воды во всех частях контура обязательно должно быть выше атмосферного давления. Поэтому минимальное избыточное давление в верхних точках контура.

При соблюдении этого требования проникновение воздуха и воздушных пузырей через автоматический дренажный клапан будет невозможно.
Рис. 80.11.
1°) Напомним, что давление, показываемое манометром, напрямую зависит от высоты столба жидкости над точкой замера давления (см. рис. 80.11). Столб воды высотой 6 м соответствует давлению в 0,6 бар. Таким образом, чтобы поддерживать давление в верхней точке контура не ниже 0,5 бар, давление Р1 должно быть, как минимум, 0,6 бар + 0,5 бар= 1,1 бар.
2°) Манометр Р2 расположен на 3 м ниже манометра Р1 и испытывает дополнительное давление 0,3 бар. Следовательно, давление манометра Р2 = Р1 + 0,3 бар = 1,4 бар.
Избыточное давление 0,5 бар в верхней точке контура представляет собой некий гарантийный запас, необходимый для поддержания во всех точках контура давления выше атмосферного с тем, чтобы предотвратить любую возможность попадания наружного воздуха в гидравлический контур.

Итак, давление заправки закрытого гидравлического контура водой при выключенной установке равно разности уровней между самой верхней точкой контура и заправочным вентилем + гарантийный запас 5 м. Разделив эту высоту на 10, мы получим давление заправки в барах.
A НАДДУВ РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАЧКА НЕДОСТАТОЧЕН?

Представим себе, что вы получили с завода расширительный бачок, наддутый до 0,3 бар.

С помощью баллона с азотом или сжатым воздухом можно довести давление в бачке до нужной величины.
На расширительном бачке азотная полость снабжена штуцером, аналогичным ниппельному клапану. При отсутствии манометра для воздуха или азота можно обойтись обычным манометрическим коллектором для хладагентов (см. рис. 80.12).
Используя гибкий шланг коллектора с
наконечником для клапанов Шредера и
подключив этот шланг к штуцеру на
бачке, вы с легкостью узнаете давление
азота по манометру НД. В результате бачок можно либо наддуть еще, либо стравить из него
лишний газ.

Для тех, кто пытается выиграть время, напоминаем: ни в коем случае не следует для наддува бачка использовать пары хладагента или сжатый кислород — вы рискуете получить множество проблем, а мембрана бачка может порваться!
Но давайте вернемся к нашему бачку, который вы получили с завода. Освобожденный от упаковки бачок пуст, а его мембрана прижата к стенке давлением азота 0,3 бар (см. рис. 80.13).
После того, как монтажник установит бачок в гидравлический контур и начнет заполнять контур водой, давление в бачке поднимется до величины, равной высоте столба жидкости над бачком + гарантийный запас.
В нашем примере давление воды в бачке при температуре 20°С составит 1,1 бар.
Вода заполняет гидравлический контур, а поскольку давление азота в бачке было только 0,3 бар, она проникает в бачок, давит на мембрану и сжимает азот.
Следовательно, давление азота в бачке постепенно тоже поднимается до величины 1,1 бар, что вполне нормально.

Но вряд ли можно считать нормальным, что при температуре воды всего 20°Срасширительный бачок уже наполовину заполнен водой.
Когда установка начнет работать, температура воды будет расти и вода станет расширяться. При этом весь добавочный объем воды, который образовался в результате ее теплового расширения, также будет поступать в расширительный бачок. Если бачок имеет не слишком большие размеры, то учитывая, что он уже наполовину заполнен, может сложиться ситуация, когда он будет не в состоянии вмещать дополнительное количество воды.
Например, при температуре воды 35СС давление в бачке может возрасти до 3 бар (давление настройки предохранительного клапана), а бачок будет уже полон и не сможет поглотить ни капли воды!
Если температура будет продолжать расти и поднимется, например, до 40СС, давление превысит 3 бара и вода начнет сбрасываться наружу через предохранительный клапан (см. рис. 80.14). В результате мы можем потерять большое количество воды, которого впоследствии в тот или иной момент нам будет нехватать для обеспечения нормальной работы системы.
В самом деле, когда температура воды вновь понизится до 20°С, то ввиду того, что часть воды была безвозвратно утеряна, давление в контуре обязательно упадет ниже первоначально настроенного уровня в 1,1 бар.

Следовательно, давление в бачке при температуре воды 20°С будет находиться в диапазоне от 0,3 до 1,1 бар. Конечно, конкретная величина давления зависит от того, сколько воды мы потеряли, но в любом случае, оно будет недостаточным для нормальной работы системы.
Представим себе (см. рис. 80.15). что в нашем случае оно составит 0,5 бар (то есть 5 м вод. ст.). Это означает, что на высоте 6 м от уровня бачка давление в гидравлическом контуре будет равно -1 м вод. ст. (или -0,1 бар), то есть окажется ниже атмосферного давления.
Иначе говоря, в верхней точке контура нам будет не хватать как раз того количества воды, которое мы сбросили через предохранительный клапан. Давление в этой точке может упасть ниже атмосферного и через дренажный клапан в контур попадет воздух, что приведет к множеству проблем.
Присутствие воздуха в гидравлическом контуре затрудняет нормальное охлаждение конденсатора, вызывает снижение расхода воды и в конечном итоге может привести к остановке компрессора предохранительным реле ВД.

А ЕСЛИ РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК НАДДУ1 СЛИШКОМ СИЛЬНО?
Представим себе, что расширительный бачок поступил к вам с завода с давлением азота в полости, равным 3 бара. Как и в предыдущем случае, бачок пустой, а мембрана прижата к стенке давлением азота (см. рис. 80.16). Когда монтажник подсоединил бачок к контуру и начал заполнять контур водой, то при давлении в контуре 1,1 бар вода полностью заполнила контур, но в бачок не проникла, поскольку давление в нем 3 бара.
Иначе говоря, при 20°С гидравлический контур целиком заполнен водой при давлении 1,1 бар, но бачок пустой!
Далее, когда температура воды начнет расти и вода будет расширяться, прирост объема воды, обусловленный ее расширением, должен проникнуть в расширительный бачок.
Однако это невозможно до тех пор, пока давление в контуре будет оставаться ниже, чем давление азота в бачке, то есть 3 бара!
Поскольку вода несжимаема, а ее дополнительный объем, образовавшийся в результате расширения, не может пройти в бачок, давление в контуре начнет стремительно расти.
Например, уже при 25°С давление момсет заметно превысить 3 бара и сработает предохранительный клапан!
Таким образом, поведение установки ничем не будет отличаться от ситуации, когда расширительный бачок и вовсе отсутствует: малейшее расширение воды тут же приводит к резкому подъему давления!

Заметим, что установка ведет себя точно так же, если давление наддува расширительного бачка составляет, например, 2 бара. Действительно, в момент заполнения контура при температуре 20°С и давлении 1,1 бар вода точно так же не может попасть внутрь расширительного бачка.
При первом же повышении температуры, например, до 25°С давление в контуре очень быстро возрастает до 2 бар. Далее вода начинает постепенно проникать внутрь бачка и сжимать азот. Но объем воды, который попадет внутрь бачка, окажется очень небольшим. Давление азота быстро вырастет до 3 бар и, например, уже при 30°С сработает предохранительный клапан.
Проведем небольшой анализ. Возьмем два бачка с одинаковым полным объемом, например, 10 л, и определим, какое количество воды должно попасть в бачок, чтобы поднять давление в нем до 3 бар при различных значениях начальных давлений в бачке
► Если начальное давление в бачке 1 бар, допустим, что для подъема давления в нем до 3 бар в бачок нужно будет передавить 5 л воды.
► Но если начальное давление в бачке 2 бара, то количество воды, которое в него нужно передавить, чтобы давление в бачке выросло до 3 бар, будет обязательно меньшим по сравнению с первым вариантом.
Действительно, в бачок, предварительно наддутый до 1 бара, при подъеме давления в нем до 3 бар войдет в 2 раза больше воды, чем в бачок, предварительно наддутый
до 2 бар.
Это следует из закона Мариотта* для газов: Р,V, = P2V2 — const (Внимание, в качестве давления Р следует подставить абсолютное давление, то есть показания манометра + атмосферное давление. Если шкала манометра проградуирована в барах, то прибавлять нужно единицу. Например, если манометр показывает 1 бар, то абсолютное давление будет равно Рабе = Рм + Ратм =1+1=2 бара, где Рм — давление по манометру, Ратм — атмосферное давление). Согласно указанному соотношению получим:
Для 1-го бачка: (1+1) х 10 = (3 + I) х V => 20 = 4 V, то есть объем азота в бачке при абсолютном давлении 4 бара составит V = 20 / 4 = 5 л.
Для 2-го бачка: (2+1) х 10 = (3 + 1) х V => 30 = 4 V, то есть объем азота в бачке составит
V = 30 / 4 = 7,5 л.
Итак, способность расширительного бачка компенсировать температурное расширение воды за счет того, что часть объема воды переходит в бачок, зависит от начального давления наддува бачка. В самом деле, мембранный расширительный бачок состоит из двух полостей: полного объема Vt, который указан производителем на корпусе бачка, и полезного объема Vu, который всегда меньше полного объема и зависит от значений давления при пустом бачке и бачке, заполненном водой. Коэффициент заполнения бачка определяют как отношение Vu / Vt.

Не нужно обманывать себя наружными размерами бачка. У данного расширительного бачка всегда имеется действительный полезный объем, который может существенно различаться в зависимости от рабочих давлений.

80.3. УПРАЖНЕНИЕ 3. Давление наддува
А) Для того, чтобы обобщить все предыдущие рассуждения, ответьте каким давлением следует предварительно наддуть бачок на установк
Б) Как проверить величину давления наддува на бачке, смонтированном в установке?
Прежде, чем отвечать, вы имеете право подумать!
* В отечественной литературе этот закон известен как закон Бойля-Мариотта: при постоянной температуре объем V данной массы газа обратно пропорционален его давлению Р, то есть PV = С = const. Закон справедлив для идеальных газов. Для реальных газов величина постоянной С зависит от давления. Закон установлен независимо Бойлем (в 1660 г.) и Мариоттом (в 1676 г.) (прим. ред.).

Решение упражнения 3
А) Каким давлением следует предварительно наддуть бачок на установке?
Мы уже убедились, что если давление наддува бачка низкое, то при повышении температуры воды в контуре срабатывает предохранительный клапан. Если же давление наддува слишком велико, клапан тоже срабатывает. Что же делать?
а) Для того, чтобы при температурном расширении воды бачок был бы в состоянии компенсировать это расширение, нужно, чтобы при заполнении контура водой с температугой 20°С вода могла бы свободно заполнять часть объема бачка (при этом давление в самой верхней точке контура должно оставаться выше атмосферного давления).
б) При работе установки, когда температура воды достигает максимального значения, нужно, чтобы изменение объема воды было полностью поглощено полезным объемом бачка, однако давление в бачке при этом должно оставаться ниже давления настройки предохранительного клапана.
в) При падении температуры воды до прежнего значения 20°С вся вода из бачка должна свободно возвратиться в контур и давление в гидравлическом контуре должно вернуться к своему первоначальному значению.
Чтобы выполнить условие б, необходимо иметь достаточно большой полезный объем расширительного бачка.
Чтобы обеспечить выполнение условий айв, нужно иметь давление наддува бачка приблизительно равным давлению, при котором заполняется контур, то есть сумме геометрической высоты между уровнем бачка и самой верхней точки контура и гарантийного запаса. В нашем примере это давление равно примерно 1 бару с тем, чтобы при заполнении установки под давлением 1,1 бар небольшое количество воды заполнило часть бачка.
Б) Как проверить давление в расширительном бачке, если он уже установлен в гидравлический контур?
Прежде всего отметим, что самым подходящим моментом для регулирования давления азота в расширительном бачке является ситуация, когда бачок еше не установлен в контур, или когда контур еще не заполнен водой. Ясно, что абсолютно невозможно контролировать давление в бачке, когда установка работает!
Очевидно, что с обеих сторон мембраны бачка действует одно и то же давление. Если вы будете измерять давление наддува в бачке при работающей установке, манометр вам покажет точно такое же давление, которое показывает манометр в гидравлическом контуре. Поскольку это давление меняется в зависимости от температуры воды, давление только одного азота измерить невозможно.
Можно, конечно, демонтировать расширительный бачок, но для этого нужно частично слить воду из контура, чтобы давление воды оказалось ниже давления азота: бачок перед проверкой давления азота не должен содержать воду. Эта рутинная и неприятная операция требует полной остановки агрегата, затем частичного слива воды из гидравлического контура, а позднее -повторной заливки воды в контур и дренажа воздуха. Поэтому, иногда предпочитают использовать запорный вентиль, устанавливаемый между бачком и контуром. Внимание! Если такой вентиль установлен, его рукоятка (маховичок) обязательно должна быть заблокирована в открытом положении при штатной работе агрегата, чтобы не допустить случайного перекрытия магистрали между бачком и входом в насос, способного привести к серьезной поломке агрегата.

Итак, запомните! Прежде, чем заполнять водой какой бы то ни было закрытый контур, настоятечьно рекомендуется в первую очередь проверить давление азота в расшири-тельном бачке. Тем самым вы сэкономите массу ценного времени. Если этого не сделать, вам придется впоследствии сливать воду из контура (пусть далее и частично), вновь заполнять контур водой, производить дренаж воздуха, — и все это только для того, чтобы проверить давление азота в расширительном бачке. Не забывайте об этом!

80.4. УПРАЖНЕНИЕ 4. Ремонт треснувшей мембраны бачка
Вы прибыли для ремонта установки (рис. 80.13). которая нормально работала в течение многих лет. Проведя замеры давлений вы обнаружили, что давление на уровне расширительного бачка равно 0,5 бар. Поскольку разность уровней между верхней точкой гидравлического контура и бачком 6 м, вы дозаправляете контур водой и доводите давление на уровне бачка до 1,1 бар (так как вы человек опытный, вы к геометрической высоте добавили гарантийный запас 0,5 бар). После запуска агрегата температура растет, однако тут же срабатывает дренажный клапан. Что же случилось с агрегатом?

Решение упражнения 4
Аномальное падение давления воды в контуре указывает на то, что в контре не хватает воды. В этом случае прежде всего вы должны осмотреть гидравлический контур на предмет поиска утечек воды: это наиболее распространенная причина подобной неисправности.
После добавки воды и подъема давления в гидравлическом контуре до 1,1 бар вы запускаете установку, но давление в контуре начинает расти так быстро, как будто бачок чрезмерно над-дут азотом. Однако установка работала много лет и никаких признаков того, что давление азота в бачке было слишком большим, не наблюдалось! Что же произошло? Запомните, после того, как вы приехали на место ремонта, поговорите с теми, кто работал с установкой или пользовался ею до вашего приезда: они знают об установке гораздо больше, чем вы!
Если вам сказали, что в работу установки никто не вмешивался, проверьте положение запорного вентиля между бачком и контуром: он обязательно должен быть открыт. После этого остановите агрегат и подождите, пока вода в контуре охладится: это не займет много времени, поскольку дренажный клапан уже сработает.
В ожидании, пока охлаждается вода, попробуйте проверить бачок. Если можно, попытайтесь его приподнять. Если бачок покажется вам слишком тяжелым, как будто он весь заполнен водой, постучите по нему каким-нибудь металлическим предметам, например, гаечным ключом (в пустом бачке звук будет звонким

Если звук глухой, отожмите заправочный клапан бачка. В том случае, когда после отжима клапана из бачка польется вода вместо азота, можете не сомневаться — причина неисправности в разрушении разделительной мембраны. Азот из бачка ушел в контур, а затем был сброшен через дренажный клапан, после чего бачок целиком заполнился водой.
Порванная или негерметичная мембрана — неисправность редкая, однако нужно уметь ее установить, чтобы без колебаний пойти на замену бачка…

Внимание! При стравливании азота из бачка бывает так, что из запорного клапана выходит небольшое количество воды, даже если мембрана совершенно цела. Это случается тогда, когда бачок наддували не сухим азотом, а обычным сжатым неосушенным воздухом. Пары воды, содержащиеся в таком воздухе, в бачке могут сконденсироваться. Поэтому для наддува расширительных бачков рекомендуется использовать исключительно сухой азот.
НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ БАЧКА
Бачок рекомендуется устанавливать вертикально таким образом, чтобы патрубок, соединяющий бачок с контуром, выходил из верхней части бачка, то есть так, как мы изображали бачок на всех предыдущих схемах. Это несколько затрудняет процедуру контроля давления в бачке, поскольку заправочный клапан будет находиться внизу, но в случае разрушения мембраны такое положение бачка, как мы только что убедились, упрощает диагностику указанной неисправности.
Когда бачок установлен заправочным клапаном вверх, становится невозможным удаление воздуха из соединительного патрубка.
Воздух, находящийся в бачке, может занимать довольно заметный объем, при этом на столько же сокращая полезный объем бачка.
Однако, даже если бачок установлен клапаном вниз , трубка, соединяющая бачок с контуром, должна быть как можно короче и не должна иметь зон, которые могут препятствовать движению воды из бачка в контур и обратно.

Бачок допускается устанавливать горизонтально, если соединительный трубопровод направлен вверх. При любом расположении бачка диаметр соединительного трубопровода должен быть не меньше диаметра выходного патрубка бачка. По тем же соображениям, что и для поз. В не допускается уменьшение диаметра соединительного трубопровода.
Все ошибки, допущенные при монтаже расширительного бачка, могут привести к появлению завышенных потерь давления и закупорке соединительного трубопровода, что в свою очередь осложняет движение воды из контура в бачок (когда вода в контуре нагревается) и из бачка в контур (когда вода в контуре охлаждается). Если дополнительный объем воды, образовавшийся в результате ее теплового расширения, не может свободно переходить в расширительный бачок, предохранительный клапан начнет сбрасывать воду из контура, что совсем нежелательно!
Примечание. Всякий раз, когда предохранительный клапан срабатывает на контуре, который заполнен водным раствором гликоля, ваши проблемы можно считать умноженными на четыре. Во-первых, гликолевые растворы запрещено сливать в канализацию, поэтому иногда предохранительный клапан оснащают дополнительной емкостью для сбора сбрасываемой жидкости. Далее, дозаправить контур раствором гликоля не так просто, как может показаться. Для этого нужно использовать насос (ручной или электрический, в зависимости от потребного количества дозаправляемой ждкости), поскольку контур находится под давлением!

Примерно через полчаса работы установки после дозаправки нужно проверить концентрацию гликоля в растворе, чтобы гарантированно обеспечить перемешивание дозаправленной порции с раствором, находящимся в контуре, и убедиться в том, что полученная концентрация гарантированно не допустит замерзания раствора в испарителе. Всего этого можно избежать, если правильно смонтировать расширительный бачок, который должен работать безупречно. Поэтому к правилам монтажа бачков на контурах, заполненных гликолевыми растворами, нужно относиться особенно внимательно!
МОЖНО ЛИ УСТАНАВЛИВАТЬ РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК НА ЛИНИИ НАГНЕТАНИЯ НАСОСА?

Вновь рассмотрим контур охлаждения конденсатора в закрытой градирне (см. рис. 80.24). Запустим насос и проанализируем давления в контуре, реализуемые при температуре 20°С.
Для измерения напора насоса установим манометры на всасывании (РА) и нагнетании (PR). Тогда напор Н = PR — РА = 2,3 — 1.0 = 1,3 бар (см. раздел 79). Напомним, что в закрытом контуре напор насоса равен потерям давления в контуре, следовательно, в нашем случае потери давления АРконт = 1,3 бар.
Если разностью уровней между бачком и входом в насос можно пренебречь, то давление на входе в насос РА равно давлению в бачке

PV, то есть 1 бару: итак, когда бачок установлен на входе в насос, давление, которое показывает манометр на всасывании, равно давлению в бачке.
Теперь установим расширительный бачок на линии нагнетания насоса. Манометр нагнетания PR показывает давление в бачке, то есть 1 бар. Но контур не изменился и потери давления в нем остались равными 1,3 бар.
Поскольку эта величина должна быть равна напору насоса, то манометр на всасывании будет показывать РА= 1 бар — 1,3 бар = -0,3 бар!
Давление на входе в насос становится ниже атмосферного, что недопустимо!

Если контур герметичен по воде, это вовсе не значит, что он будет герметичен по воздуху. Поэтому, при давлении в контуре ниже атмосферного, воздух может пройти в контур через многочисленные соединения (насос, вентили и т.д.) и появятся все те проблемы, которые обусловлены наличием воздуха.
Кроме того, появится опасность кавитации насоса, тем более, когда температура воды поднимется (см. раздел 77). При этом, если насос герметичный (что очень возможно для закрытого контура), его двигатель затоплен и подшипники смазываются пленкой воды. Если в контуре в большом количестве появляются воздушные пузыри, они могут сорвать пленку и насос заклинит.

Поэтому большинство производителей насосов рекомендуют поддерживать минимальное значение давления всасывания не низке 0,5 бар.
И в завершение укажем, что именно расширительный бачок является точкой отсчета давлений в закрытом контуре. Его нужно всегда устанавливать на всасывании насоса. Так, если бачок наддут, например, давлением 0,6 бар, в точке подключения бачка давление в контуре тоже будет равно 0.6 бар. Все другие давления будут отсчитываться от этого значения. Например, манометр, расположенный на 1 м выше бачка, будет показывать давление 0,5 бар.
МОЖНО ЛИ УСТАНАВЛИВАТЬ РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК НА ВЫХОДЕ ИЗ КОНДЕНСАТОРА?
На выходе из конденсатора температура воды может превышать 50°С, например, по причине падения расхода воды через конденсатор.
Если на выходе из конденсатора установить расширительный бачок, то при повышении температуры воды в бачок из контура будет поступать наиболее теплая вода, объем которой, вследствие роста температуры, будет увеличиваться.
Эта теплая вода через разделительную мембрану начнет передавать тепло азоту, который в свою очередь также начнет расширяться и поднимать давление!

Итак, теплая вода, которая поступает в бачок со сжатым азотом, будет способствовать дальнейшему росту давления азота из-за роста температуры. В результате давление азота может вырасти настолько, что сработает предохранительный клапан: вы получите ситуацию, аналогичную слишком высокому давлению наддува расширительного бачка.

Поэтому подключение расширительного бачка всегда производится к всасывающей магистрали насоса, и всегда — к наиболее холодной точке контура. Эти два требования подлежат неукоснительному выполнению.

А ЕСЛИ БАЧОК СЛИШКОМ ВЕЛИК ИЛИ СЛИШКОМ МАЛ?

На установке (см. рис. 80.28) предусмотрено, что вода может нагреваться до 60°С, однако уже при 40°С давление достигает 3 бар и срабатывает предохранительный клапан.
Вы все проверили. Заполнение контура водой, давление наддува бачка, его подключение, состояние мембраны: все абсолютно в норме.
Когда температура поднимается до 40°С, срабатывает предохранительный клапан, хотя вам нужна вода с температурой 60°С. Остается только одна причина -слишком мал объем расширительного бачка.
Чтобы понять, в чем проблема, рассмотрим две схемы: рис. 80.28 и рис. 80.29. Каждый бачок наддут давлением 1 бар,
но в первой схеме объем бачка равен 10 л, а во второй — 20 л (предохранительный клапан в обеих схемах настроен на срабатывание при давлении 3 бара).
Выполним небольшой расчет на основании уже рассмотренного нами закона Бойля-Мариотта (см. раздел 80.3): PV = const (напомним, что в качестве давления нужно рассматривать абсолютное давление).

Итак, во втором бачке может содержаться до 10 л избыточного объема воды, образующегося в результате ее теплового расширения, прежде чем давление в контуре превысит 3 бара (что приведет к срабатыванию предохранительного клапана). В первом же бачке давление превысит 3 бара, как только избыточный объем воды станет равным 5 л, то есть в 2 раза меньше! Очевидно, что именно в этом и состоит проблема первой схемы. Прирост объема воды при ее тепловом расширении уже для температуры 40°С составит 5 л, давление возрастает свыше 3 бар и дренажный клапан начинает сбрасывать воду: объем бачка слишком мал!

Отсюда следует, что чем больше объем бачка, тем больше его полезный объем и тем меньше вероятность срабатывания предохранительного клапана приросте температуры воды.
Следовательно, расширительный бачок никогда не бывает слишком большим.
Как предотвратить возможность установки бачка с недостаточно большим объемом?

а) Если вы хотите оценить полный объем воды в контуре, а затем рассчитать изменение этого объема при изменении температуры, то вам не позавидуешь. Нужно подсчитывать объемы абсолютно всех элементов контура: теплообменников, ресиверов, труб и т.д. Это долго и скучно. Заметим, что вы можете очень быстро узнать объем воды в контуре, если в процессе его заполнения запишете показания счетчика воды в водопроводе перед началом заполнения и после его окончания.
б) Если максимальная температура воды может быть задана, то прирост объема воды в контуре за счет температурного расширения рассчитывается довольно легко. Однако помните, что с ростом температуры прирост объема увеличивается очень быстро. Например, вы рассчитываете прирост объема, исходя из того, что максимальная температура воды равна 40°С, однако в процессе работы установки температура воды может иногда достигать 60°С. В этом случае окажется, что объем расширительного бачка, выбранный из условия максимальной температуры воды 40°С, будет явно недостаточным.
в) Если в контур, работавший на чистой воде, с целью его защиты от замерзания заливают раствор гликоля, то следует иметь ввиду, что увеличение объема раствора гликоля при его тепловом расширении может, в зависимости от концентрации раствора, составлять до 20%. В этом случае установленный в контуре расширительный бачок может оказаться слишком маленьким!
Разобраться в том, как работает расширительный бачок (этот очень простой и одновременно достаточно сложный элемент закрытого гидравлического контура), какие неисправности с ним связаны, значит наверняка избежать множества повторяющихся неприятностей при работе гидравлических контуров: пониженного расхода воды, отключения компрессора по командам предохранительного реле НД или ВД, срабатывания датчика защиты от замерзания воды в испарителе, кавитации и разрушения насосов, коррозии, накипи, закупорки и т.д.

80.5. УПРАЖНЕНИЕ. РАСЧЕТ ОБЪЕМА РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАЧКА

Чтобы завершить раздел 80, рассчитаем объем расширительного бачка для контура закрытой градирни. Возьмем следующие исходные данные (см. рис. 80.30):
Объем воды в конденсаторе равен 40 л.
Объем воды в теплообменнике градирни равен 60 л.
Полная длина трубопроводов диаметром 80 / 90 мм равна 40 м.
Максимальная рабочая температура равна 60°С.
В контур заливается водный раствор гликоля с концентрацией 30%, тепловое расширение которого в диапазоне температур от 20°С до 60°С составляет 2,6% от полного объема.
Предохранительный клапан настроен на срабатывание при давлении 3 бара и «я| расположен на 5 м ниже расширительного бачка.
Рис. 80.30.
Расчет объема гликолевого раствора в контуре.
Объем в трубах = 40 х (л х 0,082)/ 4 = 0,2 м3 = 200 л.
Объем в установке = 200 (трубы) + 40 (конденсатор) + 60 (теплообменник) = 300 л.
Прирост объема при расширении Vu = 300 х 2,6% = 7,8 л.

Давление наддува бачка = 5 м вод. ст. (расстояние между уровнем расширительного бачка и самой верхней точкой установки) + 5 м вод. ст. (гарантийный запас) = 10 м вод. ст. или 1 бар.
Максимально допустимое давление в расширительном бачке при температуре 60°С равно 3 бара (настройка предохранительного клапана) — 0,5 бар (разность уровней между бачком и предохранительным клапаном), то есть 2,5 бар.
Внимание: когда давление на входе в предохранительный клапан равно 3 барам, давление в бачке будет равно 2,5 бар, поскольку бачок находится выше предохранительного клапана на 5 м
Итак, когда в нашем бачке, предварительно наддутом азотом до давления 1 бар (2 бара абсолютных), будет находиться 7,8 л расширившегося раствора гликоля, давление в бачке должно быть не более 2,5 бар (3,5 бар абсолютных), чтобы не допустить срабатывания предохранительного клапана.
Обозначим через V полный объем расширительного бачка, предварительно наддутого азотом до 1 бара избыточного давления (то есть до 2 бар абсолютных).
Когда 7,8 л гликолевого раствора, образовавшихся в результате температурного расширения, перейдут в бачок, давление в нем не должно быть больше 2,5 бар избыточных, или 3,5 бар абсолютных
Объем Уазота, содержащегося изначально в бачке при давлении 2 бара абсолютных, уменьшится на величину 7,8 л, сожмется, и составит V, = V — 7,8 л при давлении не более 3,5 бар абсолютных. Вновь используем закон Бойля-Мариотта (PV = const) при этих данных:
2 х V = 3,5 х (V — 7,8), откуда найдем V = 18,2 л-минимальный полный объем нашего расширительного бачка.
Учтите, что в данном случае мы получили значение минимально допустимого полного объема бачка. Если мы возьмем бачок с объемом, в точности равным 18,2 л, предварительно над-дутый до давления 1 бар, то при поступлении в него гликолевого раствора объемом 7,8 л давление в бачке вырастет до 2,5 бар (а 2,5 бар в бачке соответствует 3 барам на входе в предохранительный клапан, который в этом случае обязательно сработает).
Примечание. В общем случае желательно, чтобы объем расширительного бачка по меньшей мере на 25% превышал бы минимально допустимый объем. В этом случае целесообразно настраивать давление наддува бачка в соответствии с разностью уровней Н между местом размещения бачка и самой верхней точкой контура установки. Для холодильных установок контур заполняют водой (или раствором гликоля) под давлением, соответствующим высоте Н + 5 м вод. ст. Так, если давление в верхней точке контура будет равно 0,5 бар, то это давление действует дополнительно к тому, которое создает запас воды в расширительном бачке.

Подбор бачка для контуров ледяной воды см. в разделе 91.

Рассмотрим в качестве примера небольшой гидравлический контур отопительной системы, заполненной водой при температуре 20°С и давлении 1 бар.
На контуре установлен классический предохранительный клапан, настроенный на срабатывание при давлении 3 бар. Расширительный бачок наддут азотом (N2)h частично заполнен водой (см. рис. 80.1). С каждой стороны гибкой мембраны (отделяющей воду от азота) давление равно 1 бар.
Когда зажигают горелку (см. рис. 80.2), температура воды быстро растет и начинается ее расширение.
Образующийся при этом дополнительный объем воды постепенно поступает в расширительный бачок. Одновременно с этим объем бачка, занятый азотом с другой стороны мембраны, начинает уменьшаться. Уменьшение объема бачка, занятого азотом, приводит к его сжатию и, как следствие, повышению давления, которое начинает действовать во всем контуре.
Когда температура воды поднимается до 40°С, давление азота повышается до 1,8 бар. Поэтому и во всем контуре давление возрастает до 1,8 бар.

для чего нужен и как работает

Такое приспособление как гидроаккумулятор для систем водоснабжения представляет собой цилиндрическую герметическую ёмкость, в которой установлена специальная мембрана или груша для регулирования давления воды.

Для чего нужен

Основным предназначением нашего устройства является поддержание оптимального давления жидкости в водопроводе. Такое оборудование защищает насосную станцию от частых запусков и преждевременного износа деталей, обычно это приводит к подгоранию контактов реле регулятора. После отключения электропитания в ёмкости остаётся определённый запас воды.

Основными функциями описываемого прибора считается:

Продление эксплуатации насоса. Запуск двигателя происходит после исчерпания запаса жидкости в баке. Длительность эксплуатации прибора зависит от частоты его запусков. Установка мембранного бака позволяет увеличить время между включениями, что продолжит длительность эксплуатации подкачивающего прибора;
Поддержание давления в системе по заданным параметрам. При отсутствии гидроаккумулятора перепады напора происходят во время одновременного включения нескольких потребителей, например, водопроводного крана и душа;
Устройство позволяет сохранять некоторый запас воды при отключении электроэнергии. Такое качество особенно ценно при эксплуатации автономного водопровода в частном доме.

Устройство

Как мы уже говорили, наше приспособление разделяется грушей на две части. В одной из них собирается жидкость, в другой – сжатый воздух. После заполнения груши напор воды сбалансируется давлением воздуха, поэтому жидкость капсулы не будет касаться к металлическим стенкам резервуара. Мембрана не раздувается до значительных размеров через внутреннее давление воздуха. На корпусе установлен клапан для регулирования давления.

Обратите внимание! Подводящие патрубки должны подсоединяться к гидроаккумулятору таким образом, чтобы можно было быстро разобрать прибор для ремонта без сливания воды из системы.

В резервуарах с объёмом больше 100 литров предусмотрен специальный клапан, который служит для отвода лишнего воздуха, выделенного из жидкости. В меньших по габаритам ёмкостях для подобных целей используют специальный кран.

Принцип работы

Рассматриваемое устройство работает следующим образом. Насосная станция из скважины подаёт воду в мембрану под определённым давлением. Когда величина напора достигнет порогового значения, насосная станция отключается.

Во время потребления жидкости давление падает, что приводит к повторному включению. Эффективность работы приспособления зависит от объёма бака. При увеличении габаритов ёмкости снижается нагрузка на насос. Реле давления можно выставить на определённый запас воды методом вращения специальных гаек.

При продолжительной работе гидроаккумулятора присутствующий в жидкости воздух скапливается в мембране, заполняя полезное пространство, которое могло бы использоваться для воды. В связи с этим рекомендовано проводить профилактические действия, которые заключаются в стравливании скопившихся газов. Подобные операции необходимо проводить с периодичностью в 1-3 месяца.

Реле давления для гидроаккумулятора и как отрегулировать

Рассматриваемое приспособление используется для автоматического регулирования работы насоса. При регулировании реле давления нужно обратить внимание на следующие термины:

Нижнее давление – это параметры запуска насоса, стандартное значение 1,5 Бар;
Параметры верхнего давления используются для раздвижения контактов реле и дальнейшего отключения насоса. Здесь используются показатели в 2,5-3 бар;
Гранично допустимое давление не должно превышать 5 бар.

После запуска станции вода начинает накапливаться в мембране или груше. В дальнейшем жидкость будет выталкиваться по трубам к потребителям. После приобретения необходимого оборудования нужно проверить давление воды. Рассматриваемые устройства имеют специальные манометры, но эксперты утверждают, что такие приборы имеют значительные погрешности измерений.

Обратите внимание! Для проверки показателей давления рекомендовано использовать манометр для автомобиля со специальной шкалой.

Реле давления

Во время проверки давления воздуха в мембранном баке снимают защитную крышку и подсоединяют манометр к ниппелю. Следует заметить, что при уменьшении давления в гидробаке, увеличивается объём закачанной жидкости.

Для создания необходимого напора жидкости в ёмкость нужно закачать воздух до установления давления на значении в 1,5 атмосфер. Увеличение показателей приводит к частым включениям и изнашиванию насоса. Слишком маленькое давление приведёт к раздуванию и выходу из строя резиновой груши.

Во время регулирования реле нужно снять крышку из прибора, после чего мы обнаружим корпус с двумя пружинами, на которых вкручены большая и маленькая гайки. Заметим, что первая гайка регулирует нижний уровень давления (обозначим её символом Р). Вторая, маленькая гайка используется для регулировки разницы давления (обычно обозначается буквой Н). Работу начинают относительно нижнего давления, которое выставляется на большой пружине.

Гидробак с реле давления

После заполнения гидробака сжатым воздухом включают насос и следят за положением стрелки манометра. Если показатели превысят верхнюю границу, нужно будет отключить насос. Предельный напор в системе устанавливается после остановки стрелки на манометре.

Обратите внимание! При регулировке нужно соблюдать рекомендованные параметры работы насосной станции, указанные в инструкции к изделию.

Во время настройки реле желательно соблюдать разницу между верхней и нижней границей давления в пределах одной или двух атмосфер, что обеспечит правильное использование насосной станции. После закачки воды и установления верхнего порога, насос отключают и начинают регулировать реле. Для этого маленькую гайку вращают до запуска механизма. Далее сливают воду с системы до тех пор, пока не запустится насос. Обычно это происходит при нижнем пороге давления.

Важно! Установите нижнюю границу на 0,1-0,3 атмосферы выше, чем давление в гидроаккумуляторе. Это позволит увеличить срок эксплуатации груши.

На следующем этапе работ вращаем большую гайку для установки нижнего давления. Далее включаем насос и следим за показателями стрелки манометра, она должна подняться до верхнего уровня. На этом работу по регулированию реле давления можно считать оконченной.

Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления

Автоматические приборы для регулирования работы насосной станции позволяют минимизировать присутствие человека во время работы системы. В данном случае необходимо правильно настроить реле на подачу нужного давления в систему (эти операции мы рассматривали выше).

Гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Как отмечают эксперты, основной причиной сокращения продолжительности жизни насоса считается так называемый сухой ход, когда устройство работает без воды. Такое явление может происходить при частых отключениях электроэнергии. Точками риска с возможным возникновением сухого хода принято считать:

Неправильный подбор рабочих параметров насоса, который используется для откачки воды со скважины или колодца, а особенно при засушливом лете, когда падает уровень грунтовых вод;
Выход воды из накопительной ёмкости. В данном случае необходимо срочно выключить насос.

Для защиты от возможности появления сухого хода используется автоматика:

Поплавковый выключатель — это сравнительно недорогой прибор, который применяется для перекачки жидкости из колодцев или резервуаров. На практике используют два основных вида поплавков. Первый тип автоматики останавливает насос при полном заполнении ёмкости, когда вода доходит до уровня поплавка и размыкает контакты. Во втором случае кабель прибора подключают в разрыв электропроводки для запитывания насоса. Остановка насоса происходит при опускании уровня жидкости ниже критического уровня;
Специальное реле давления выставляется на отключение насоса производителем. Размыкание контактов прибора происходит при понижении давления в системе до показателей в 0,4…0,6 бар. Запускается насос вручную после устранения причины сухого хода.

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе и как накачать

Как мы уже говорили, основным предназначением гидроаккумулятора считается уменьшение количества запусков насоса, что в конечном итоге приведёт к увеличению срока его службы, защиты системы от гидроударов. Чтоб установленное оборудование работало правильно нужно знать, какое давление должно быть в гидробаке.

Важно! Следует понимать, что гидроаккумулятор накачивают во время отсутствия воды в резервуаре.

Подключение к насосу

Существует несколько формул для расчёта давления в расширительном баке. По мнению экспертов, эти показатели должны быть меньшими от параметров давления, при которых происходит запуск насоса. Если оборудование работает в диапазоне 1,5…3 бара (что рекомендовано производителем), то гидроаккумулятор нужно будет накачать до 1,3 бар, т.е. на 0,2 бар меньше, чем нижнее давление реле.

Обычно производители поставляют оборудование с накаченным расширительным баком. Давление в ёмкости должно находиться в пределах 1,5 бара, но иногда оно падает. Перед первым запуском насосной станции нужно проверить давление воздуха специальным манометром, при необходимости подсоединить автомобильный насос к ниппелю и подкачать. Также можно добавлять давление, при помощи ручного насоса, периодически проверяя его параметры манометром.

Необходимо проводить периодический осмотр установленного оборудования для подачи воды. Дело в том, что в воде всегда имеется определённый запас сжатого воздуха, присутствие которого уменьшает полезный объём мембраны. В баках с объёмом от 100 литров для стравливания лишнего воздуха присутствуют специальные клапана, в меньших по объёму резервуарах такие приспособления не предусматриваются.

Для отвода лишнего воздуха из груши проводят следующие действия. Отключаем насос и сливаем всю жидкость из расширительного бачка методом включения одного из кранов. Подобную работу проводим несколько раз подряд, что будет способствовать отводу лишнего воздуха из водопроводной системы.

Схема водоснабжения частного дома от скважины с гидроаккумулятором

При необходимости установки автономного водопровода в частном доме многие хозяева загородной недвижимости бурят скважину, глубиной от 40 до 60 метров. Насосную станцию располагают в специальном приямке возле скважины, что повысит эффективность её работы.

Гидробак в схеме водоснабжения из скважины

В большинстве случаев подающий напор воды проходит через гидроаккумулятор, что позволяет сбалансировать давление в системе и защитить трубы от возможного гидроудара. Заметим, что в резервуаре сохраняется некоторый запас жидкости, который можно использовать после отключения электроэнергии. В дальнейшем вода из бака поступает в систему.

Обратите внимание! Как отмечают эксперты, установка гидравлического аккумулятора не считается обязательной, но это устройство позволяет повысить эффективность работы водопровода.

Гидроаккумулятор и расширительный бак – в чём разница

Расширительный бак

По внешнему виду две рассматриваемые ёмкости похожи между собой. Расширительный бак используется в отопительной системе, его основным предназначением считается компенсация лишнего давления, которое возникает в результате расширения нагретой жидкости. Во время работы котла повышается температура теплоносителя, что приводит к его расширению и увеличению объёма.

Как утверждают эксперты, подогрев воды всего на 10 градусов увеличивает её объём на 0,3%. То есть 50 градусная разница в показаниях температуры теплоносителя до и после нагрева увеличит его объём на 1,5%. Жидкость не сжимается, она должна куда-то деваться. Для этого и используется расширительный бак.

Гидроаккумулятор считается одним из основных приборов водопроводной системы. Основными задачами этого устройства является накопление воды в системе и поддержание необходимого давления. Присутствие дополнительного резервуара позволяет сократить количество включений насосной станции, что будет способствовать продолжительной работе силовой установки.

Следующей важной функцией мембранного бака считается защита водопровода от гидроудара. Как известно гидравлический удар чаще всего возникает в момент запуска или отключения насосной станции, а также при резком перекрытии кранов. Резиновая груша или мембрана в ёмкости позволяет сбалансировать избыточное давление, возникающее в системе.

Вертикальный гидроаккумулятор

Несмотря на то, что расширительный бак и гидроаккумулятор похожи между собой отличия между ними есть, причём значительные. В конструкции гидравлического аккумулятора есть специальная мембрана или груша, которая используется для компенсации давления. В расширительном баке тоже есть специальная перегородка, которая делит ёмкость на две части: первая заполняется водой, вторая – воздухом. Если в расширительном баке отопления кислород и жидкость соприкасаются, то в гидроаккумуляторе соприкосновение этих двух веществ недопустимо.

Как выбрать

Только правильно подобранный гидравлический бак поможет правильно использовать водопроводную систему. На практике используют две ёмкости: мембранную и гидравлическую. В первом резервуаре находится каучуковая капсула, которая раздувается до определённого объёма под давлением воды.

Во второй части резервуара находится сжатый воздух. Во время работы системы выдавливание жидкости происходит за счёт сжатого воздуха. Второй вид гидроаккумулятора идентичен по принципу действия, здесь пространство между воздухом и водой разделяется специальной эластичной мембраной.

Обратите внимание! При подборе рассматриваемого устройства следует отдавать предпочтение баллонному варианту. В таком резервуаре капсула не контактирует с металлическими стенками ёмкости.

Разнообразие гидроаккумуляторов

При выборе прибора для автономного водопровода необходимо рассчитать потребность семьи в воде. Во время отключения электроэнергии в приборе может находиться различное количество воды (объём увеличивается с увеличением габаритных размеров резервуара). При покупке гидравлического бака обращают внимание на следующие важные детали:

Независимо от объёма резервуара, груша будет занимать только половину бака. Для автономной системы, используемой в частном доме, подойдёт резервуар с ёмкостью в 80-100 литров. Такого объёма хватит для беспрерывной работы насосной станции с производительностью 30л/час. При этом устройство будет включаться не более 30 раз за час;
Ориентируются на максимальный расход воды, когда её используют все члены семьи одновременно;
100-литровый гидроаккумулятор позволит сохранить достаточный запас воды после отключения электроэнергии.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность работы прибора, его располагают в непосредственной близости к скважине.

Защита водонагревателей с помощью расширительных баков

квартал . W e недавно пришлось заменить наш относительно новый газовый водонагреватель, когда его внутренняя дымовая труба разрушилась, что привело к повреждению термостата и выбросу горячих дымовых газов вперед. Установщик, заявивший, что водонагреватель был поврежден из-за теплового расширения, добавил в систему расширительный бак. Но клапан сброса температуры и давления на новом обогревателе по-прежнему иногда протекает, и, несмотря на то, что мы его заменили, проблема сохраняется.В чем дело?

А . Дэйв Йейтс, сантехнический подрядчик из Йорка, штат Пенсильвания, отвечает : Входящий в ваш дом муниципальный водопровод содержит предохранитель обратного потока (BFP) или клапан понижения давления (PRV) или и то, и другое; любой может привести к этой проблеме. Когда холодная вода нагревается, она расширяется и должна где-то «расти». До того, как на входящих линиях водоснабжения требовались BFP или PRV, это тепловое расширение могло поглощаться городской системой водоснабжения. Однако теперь, когда большинство домов являются закрытыми системами (вода может проникнуть, но не может вернуться на улицу), этому расширению некуда деваться.Вот что убило ваш первый водонагреватель.

Установщик диагностировал вашу проблему, но, возможно, не установил достаточно большой расширительный бачок, чтобы исправить ее. Расширительные баки для жилых помещений начинаются с емкости 2,1 галлона, а затем увеличиваются. Независимо от размера, правила Федерального департамента транспорта ограничивают заряд воздуха в расширительном баке до 40 фунтов на квадратный дюйм для транспортировки. Но если давление воды в вашем доме составляет 80 фунтов на квадратный дюйм, установщик должен отрегулировать расход воздуха, чтобы он соответствовал конечному давлению подачи; если он этого не сделает, вы потеряете половину емкости резервуара, поскольку он потребует дополнительных 40 фунтов на квадратный дюйм.

Однако даже расширительный бачок на 2,1 галлона, должным образом заправленный до 80 фунтов на квадратный дюйм, может быть недостаточным для водонагревателя на 40 галлонов. Вот почему:

Водонагреватель на 40 галлонов может подвергаться тепловому расширению до 1 галлона (точное количество зависит от диапазона температур на входе и хранения). Но, применяя закон Бойля (который гласит, что объем при постоянной температуре обратно пропорционален давлению, или P1 x V1 = P2 x V2), мы обнаруживаем, что размер расширительного бака на 2,1 галлона меньше даже при правильном заряде воздуха в размере 80 фунтов на квадратный дюйм.Например, когда P1 = 80 и V1 = 2,1, если V2 = 1, то P2 будет равно 168; Вот почему ваш предохранительный клапан T&P на 150 фунтов на кв. дюйм периодически протекает.

Замените 1,1 для V1 (если сантехник не может отрегулировать давление воздуха в баллоне вверх) и 0,35 для V2 (объем, оставшийся в резервуаре высокого давления, если вы получите еще 3/4 галлона теплового расширения), и вы увидите потенциальное давление расширительного бака более 250 фунтов на квадратный дюйм. Но с расширительным баком на 4,5 галлона — следующим, большим по размеру жилым расширительным баком — вода в вашей системе будет иметь достаточно места для расширения, не сдувая предохранительный клапан T&P и не разрушая водонагреватель.

Кстати, давление воды в городских системах водоснабжения редко остается постоянным; они имеют тенденцию увеличиваться ночью, когда общесистемное использование сокращается. Эти скачки давления затем оказываются в водопроводной системе вашего дома, что увеличивает требования к расширительному баку для надлежащей защиты. Потратив на 15 или 20 долларов больше на расширительный бак большего размера, вы приобрели довольно дешевый страховой полис для своего водонагревателя.

Тепловые расширительные баки

В рамках своего консалтингового бизнеса я часто провожу проверки систем горячего водоснабжения, связанных с различными травмами или повреждениями имущества, связанными с ожогами, вспышками болезней легионеров и повреждением имущества в результате наводнений.Я обнаружил, что на значительном количестве более новых водонагревателей нет расширительного бака или других средств для снятия повышения давления из-за теплового расширения, как того требует модельный сантехнический кодекс. Международные правила по сантехническому оборудованию и Единые правила по сантехническому оборудованию регулируют требования к тепловому расширению.

При отсутствии расширительного бака и значительном расходе горячей воды в периоды пиковой нагрузки колебания температуры могут быть резкими. Во время цикла нагрева, если вода не используется, должен быть способ сбросить повышение давления из-за теплового расширения.

Я часто замечаю, что клапан сброса температуры и давления выбрасывает небольшое количество воды, когда давление поднимается выше 150 фунтов на квадратный дюйм, чтобы сбросить давление. Постоянные или прерывистые выбросы предохранительного клапана могут привести к кальцификации или образованию накипи на седле клапана, и в будущем клапан не будет работать при расчетном давлении, если он вообще будет работать.

Должна быть проблема с вашим водонагревателем; протекает!

Много лет назад торгового представителя водонагревателя в районе Мичигана вызвали на автомобильный завод, где операторы завода сказали ему, что на новом водонагревателе, который он продал, неисправен предохранительный клапан.Водонагреватель служил уборной на заводе, которая интенсивно использовалась несколько раз в день, когда сборочная линия простаивала, чтобы рабочие могли сделать 15-минутный перерыв. Во время перерыва сотни рабочих направились в туалет, чтобы вымыть руки. Когда перерыв закончился, им всем пришлось вернуться на свои места. Во время цикла нагрева, когда горелка водонагревателя была включена, уборная практически не использовалась.

Не было установлено расширительных баков, но на трубопроводе рядом с водонагревателем был установлен четырехдюймовый манометр с циферблатом, который позволял нам видеть давление в системе.Торговый представитель пришел посмотреть на установку, и пока он был там, он стал свидетелем того, как манометр на водонагревателе двигался, как спидометр гоночного автомобиля, когда автомобиль выезжал за пределы стартовой линии. Давление началось примерно с 60 фунтов на квадратный дюйм и постепенно увеличивалось примерно до 150 фунтов на квадратный дюйм, когда предохранительный клапан выплевывал около чашки воды на пол, а стрелка манометра опускалась до более низкого давления.

Техник сказал: «Видите, что-то не так! Это не должно так протекать.«Торговый представитель заметил, что на отводе холодной воды к водонагревателю есть поворотный обратный клапан, а также небольшой циркуляционный насос, и они установили обратный клапан между подачей холодной воды и штуцером возврата горячей воды к холодной воде. труба, входящая в водонагреватель. Это обычное дело, но расширительного бака не было. Давление, показываемое на манометре, возрастет до 150 фунтов на квадратный дюйм, нагнетание, а затем давление упадет обратно примерно до 60-80 фунтов на квадратный дюйм. Это повышение давления и сброс воды продолжались, пока горелка была включена.Это длилось от 20 до 30 минут и повторялось каждые несколько минут.

Это ясно показывает, почему был необходим резервуар теплового расширения надлежащего размера, чтобы воздушная подушка в резервуаре теплового расширения (резервуар-дозатор) могла поглощать тепловое расширение. Торговый представитель записал, что происходило, с целью обучения.

Большинство производителей расширительных баков имеют руководства по выбору размеров для выбора бака, учитывающего тепловое расширение в зависимости от перепада температур системы и ее объема.Выберите объем, при котором давление в системе будет ниже 80 фунтов на квадратный дюйм. Когда давление в системе приближается к 80 фунтам на квадратный дюйм, потребуется резервуар большего размера, чтобы поддерживать повышение давления ниже 80 фунтов на квадратный дюйм.

Решением было добавить расширительный бак и заменить предохранительный клапан температуры и давления, который так часто работал в течение нескольких месяцев.

Проблема с давлением теплового расширения

Несколько лет назад производитель продукта попросил меня помочь с исследованием водопроводной системы в здании, где, по всей видимости, возникла проблема с давлением, которая привела к разрыву некоторых пластиковых компонентов в произведенном им продукте.Когда компонент сломался во время праздничных выходных, это привело к значительному наводнению и повреждению зданий и продукции на несколько миллионов долларов. Страховая компания оплатила ущерб, а затем подала в суд на производителя компонента с требованием вернуть деньги по делу о суброгации.

Тайна заключалась в том, почему и как произошло повышение давления, достаточное для разрушения компонента. Я посетил здание для осмотра и обнаружил, что на подаче технической воды в ту часть здания, где произошло наводнение, был установлен предохранитель противотока.В системе технологической воды также было пять электрических водонагревателей емкостью 250 галлонов и не было баков теплового расширения. Я заметил много других нарушений кода и других проблем в системе, которые не были напрямую связаны с инцидентом с наводнением, но было много признаков неправильной установки и обслуживания.

Одним из признаков долговременной проблемы были белые кальцинированные пятна на полу под каждым клапаном сброса температуры и давления, а также сталактиты, свисающие с трубы клапана сброса давления.Также были сняты трубопроводные соединения для смягчителя воды.

В какой-то момент появился смягчитель воды. Жесткая вода в этом районе и постоянная работа водонагревателей вызвали давление в системе, и предохранительные клапаны постоянно сбрасывались. В конце концов, каждый из предохранительных клапанов увеличился до такой степени, что они прекратили работу, пока все пять не перестали работать. Событие вызвало значительное повышение давления.

Отказ трубопровода произошел, когда ураган обрушился на этот район и вызвал серьезную потерю мощности всех пяти электрических водонагревателей на пару дней.Когда электричество было восстановлено, водонагреватели испытали холодный запуск, а тепловое расширение было настолько большим из-за заклинивания предохранительных клапанов, давление выросло до такой степени, что вышло из строя самое слабое место в системе. Бака теплового расширения не было, а предохранительные клапаны не могли сбрасывать давление. Создаваемое давление в несколько сотен фунтов превышало номинальные параметры системы трубопроводов и пластмассового компонента в системе трубопроводов.

Был нанят эксперт по материалам для дачи показаний для страховой компании, которая предъявляла иск производителю компонентов по делу о суброгации.Эксперт провел испытания аналогичного компонента и обнаружил, что он не работает при давлении 1100 фунтов на квадратный дюйм. Позже он смог заставить компонент выйти из строя при давлении 440 фунтов на квадратный дюйм, с одновременным введением шипов горячей воды на 180 градусов и гидроудара. Производитель опубликовал в каталоге номинальное давление 320 фунтов на квадратный дюйм, так что он все еще был хорош.

В зале суда эксперт показал, что деталь должна была быть из металла, а не из пластика, потому что металл прочнее. Эксперт по материалам, доктор философии с несколькими степенями, преподавал материаловедение в крупном университете.Судья прочитал мой отчет, в котором говорилось, что код имеет максимально допустимое давление в водопроводной системе 80 фунтов на квадратный дюйм; что код требует баков теплового расширения для сброса давления, а их не было. В системе также не было никаких предохранительных устройств, которые могли бы поддерживать давление ниже 80 фунтов на квадратный дюйм. Все предохранительные клапаны на пяти водонагревателях, рассчитанные на давление 150 фунтов на квадратный дюйм, были заблокированы, потому что они сняли устройство для смягчения воды для экономии затрат на техническое обслуживание, а предохранительные клапаны не проверялись и не обслуживались должным образом.

Судья спросил эксперта, есть ли у него опыт работы с сантехникой. Он сказал, что много лет назад установил в своем доме водопровод. Затем судья спросил его о технической причине, почему, по его мнению, компонент должен быть пластиковым, а не металлическим. Он сказал, потому что, по его мнению, металл прочнее и выдерживал бы более высокое давление. Затем судья спросил, знает ли он, какое максимальное давление должно быть в водопроводной системе. Эксперт сказал о 100 фунтах на квадратный дюйм; он не знал максимально допустимого давления в сантехническом кодексе.

В этот момент судья попросил адвокатов прийти к нему на совещание. Он уже знал ответ, потому что прочитал мой отчет. Во время боковой панели он спросил поверенного страховой компании, есть ли у него еще свидетели. Адвокат сказал нет. Судья сказал, что собирается дать своему эксперту еще один шанс дать ответ.

Судья приказал судебному приставу вызвать эксперта обратно в зал суда без присяжных. В очередной раз эксперт не смог дать максимально допустимое давление в водопроводной системе и не смог указать техническую причину, по которой металл прочнее пластика.Судья отстранил эксперта и поблагодарил его за показания.

Затем он попросил поверенного страховой компании (истца) вызвать его следующего эксперта. Другого эксперта у него не было, поэтому судья прекратил дело. Из этого можно извлечь много уроков, но самый важный из них заключается в том, что баки теплового расширения очень важны для предотвращения повышения давления и повреждения водой.

Расширительные баки и бактерии Legionella

Установлены расширительные баки с возможностью дренажа вниз и добавления заряда воздуха в верхнюю половину бака.В прошлом гидропневматические баки использовались только в системах нагрева горячей воды, которые были замкнутыми контурами, когда система нагревается от холодного пуска. Тепловое расширение может увеличить давление и вызвать проблемы с приспособлениями, уплотнениями насоса, фланцами и соединениями. Несколько лет назад в системах бытового горячего водоснабжения не было расширительных баков для теплового расширения, потому что не было устройств предотвращения обратного потока на входах в зданиях водоснабжения для создания замкнутой системы. В то время вода нагревалась и возвращалась обратно в городскую водопроводную сеть через соединительный трубопровод здания.

С введением предохранителей обратного потока системы горячего водоснабжения стали закрытыми. Никто не использовал воду, поэтому потребность в резервуарах теплового расширения росла. Изначально баки для теплового расширения представляли собой стальные или облицованные стеклом баки с заправкой воздуха сверху и водой снизу, а также смотровым окном для контроля уровня воды. С этими типами резервуаров было много проблем, потому что не было разделения воздуха и воды. Воздух часто со временем растворялся в воде, и тогда не было возможности теплового расширения, поскольку вода не сжимается, как воздух.

В конце концов кто-то разработал резервуар с резиновой диафрагмой, и с тех пор во многих конструкциях использовались новые материалы баллона из синтетической резины. Старые резервуары не были предназначены для использования в системах питьевой воды; они были адаптированы от водяных систем водяного отопления. Теперь у резервуаров есть поверхности, одобренные NSF, и материалы баллонов, подходящие для систем питьевой воды.

Проблемы с материалом и мембранами мочевого пузыря были хорошим усовершенствованием конструкции гидропневматических резервуаров, используемых для теплового расширения, но они не касались конструкции тупиковых резервуаров, что стало очевидным в последние годы в ходе многих расследований вспышек легионеллы.Вода скапливается в расширительном баке. Через несколько дней химические вещества для обработки воды, такие как хлор, монохлор или диоксид хлора, рассеиваются до уровней, неэффективных для контроля роста бактерий Legionella. Когда происходит внезапное падение давления в системе, утечка воды из тупикового теплового расширения или гидропневматического резервуара, используемого для системы повышения давления воды для дома, может привести к выбросу очень высокой концентрации или дозы бактерий Legionella в систему водоснабжения дома. , что может значительно увеличить шансы на вспышку.

Несколько производителей решили эту проблему, создав проточные расширительные баки и гидропневматические баки, которые должны стать новым стандартом проектирования безопасной чистой питьевой воды в системах горячего водоснабжения. Проточные тепловые расширительные баки обеспечивают постоянную подачу пресной воды с химикатами для очистки воды из водоочистных сооружений, которые могут помочь контролировать рост бактерий Legionella.

Многие из баков теплового расширения, которые я проверял, были расположены рядом с водонагревателями, но трубопроводные соединения необходимо было подсоединить к магистрали холодной воды перед соединением трубопровода возврата горячей воды, что в некоторых случаях создает длинный трубопровод. подключение к резервуару, который представляет собой мертвую ногу, полную застоявшейся воды.Я часто нахожу, что бак теплового расширения подключается после соединения рециркуляции горячей воды, позволяя горячей или теплой воде циркулировать через трубопроводное соединение бака теплового расширения. Это создает длинную мертвую полосу в системе трубопроводов с теплой застойной водой, которая является идеальным местом для образования легионеллы в резервуаре теплового расширения. Мертвые ноги являются частым источником роста легионелл и других органических патогенов в водопроводной системе из-за застоя воды.

Специалисты по проектированию должны знать схему расположения трубопроводов и трассировку трубопроводов, чтобы свести к минимуму мертвые зоны.Я стараюсь держать мертвые опоры максимум на пяти диаметрах трубы от проточной магистрали до запорного клапана. И я пытаюсь найти стоки в длинных мертвых ветвях или ветвях после запорного клапана. Если есть приспособления, которые используются редко, следует подумать о программе промывки или рассмотреть возможность использования клапана с электроприводом для автоматической промывки по мере необходимости.

Убедитесь, что баки теплового расширения подключены к линии холодной воды к водонагревателю перед соединением для трубопровода рециркуляции горячей воды, что может привести к тому, что теплая вода с температурным диапазоном, идеальным для роста бактерий Legionella, будет проходить мимо тройника для соединение расширительного бака.Теплопроводность вдоль стенок трубы и через жидкость создает область рядом с тройником, в которой находится стоячая вода с температурой в диапазоне роста Legionella. Поэтому я предлагаю сделать врезку расширительного бака в магистрали холодной воды, обслуживающей водонагреватель, перед тройником обратной циркуляции горячей воды и после обратного клапана системы холодной воды.

Я бы также посоветовал рассмотреть вопрос о замене любых баков теплового расширения тупикового типа баллонного типа и установить бачок теплового расширения проточного типа подходящего размера.Это улучшит качество воды в большинстве зданий и минимизирует ответственность, связанную со вспышками легионеллы. На рисунке 1 показано, что слишком низкое давление предварительной зарядки позволяет застойной воде оставаться в баке. Если предварительная зарядка слишком высока, вода не будет расширяться в бак до тех пор, пока давление теплового расширения не превысит давление предварительной зарядки. Проконсультируйтесь с изготовителем резервуара относительно резервуара подходящего размера на основе давления в системе и коэффициента приемки.

Если давление воздуха предварительной зарядки в расширительном баке ниже рабочего давления в системе, в расширительном баке всегда будет оставаться застоявшаяся вода.Я проверил давление воздуха в баллоне в день осмотра и обнаружил, что заряд воздуха был примерно таким же или в пределах фунта давления в системе. В идеале заряд воздуха должен быть примерно на два или три фунта выше, чем давление в системе, чтобы быть уверенным, что в расширительном баке никогда не будет застоя воды, за исключением периода запуска или цикла нагрева после большого расхода воздуха, за которым следует период отсутствия потока и возможного значительного теплового расширения.

Вскоре появятся многие проточные конструкции для расширительных баков.Я знаю несколько. Рассмотрите возможность обращения к одному из этих производителей по поводу проточного бака теплового расширения. См. Www.calefactio.com/literature/ или www.wessels.com для получения дополнительной информации о проточных расширительных баках.

Расширительные баки для водонагревателей — InterNACHI®

Ник Громико, CMI® и Кентон Шепард

Что такое расширительный бак?

Расширительный бак — это металлический бак, подключенный к водонагревательному устройству здания, предназначенный для компенсации колебаний объема системы горячего водоснабжения здания.Эти колебания возникают из-за того, что вода увеличивается в объеме при нагревании и теряет объем при охлаждении.

Увеличение объема воды в замкнутой системе может создать опасно высокое давление воды. Когда вода нагнетается в резервуар за счет расширения, он сжимает воздух, содержащийся внутри резинового баллона. Воздух используется в качестве подушки, потому что он оказывает меньшее усилие на контейнер, чем вода, которую нельзя сжать.

Эта камера предназначена для предотвращения поглощения воздуха водой, что может привести к тому, что расширительный бачок потеряет способность действовать как своего рода амортизатор.Если со временем из мочевого пузыря начинает течь немного воздуха, можно использовать клапан Шредера, аналогичный заправочному клапану на велосипедных и автомобильных шинах, чтобы добавить больше воздуха.

Как он выглядит внутри и снаружи?

Расширительные баки значительно меньше водонагревателей, обычно вмещают около двух галлонов в жилых системах, хотя размеры баков различаются в зависимости от объема воды в системе горячего водоснабжения, которую они обслуживают. Расчетное давление, на которое рассчитан резервуар, указано на этикетке на резервуаре, обычно 150 фунтов на квадратный дюйм (PSI) для резервуара для жилых помещений.

Инспекторы InterNACHI должны проверить, чтобы резервуары были расположены достаточно высоко над водонагревателем, чтобы вода могла легко стекать обратно в резервуар водонагревателя. Лучше всего установить его рядом с водонагревателем, и его можно установить вертикально, над или под горизонтальной подающей трубой, но также можно расположить горизонтально. Для горизонтально подвешенных резервуаров потребуется дополнительная опора, чтобы снизить нагрузку на медные трубы.

Расширительный бак необходимо проверить на предмет правильного расположения и опоры, коррозии и утечки.Хотя во многих юрисдикциях сейчас требуется установка расширительного бака одновременно с установкой водонагревателя, расширительный бак не всегда требовался в прошлом и может не потребоваться в некоторых регионах.

Не заменяет клапан сброса температуры и давления (TPR)

Если управление водонагревателем выходит из строя и давление в системе превышает 150 фунтов на квадратный дюйм или температура превышает 210 ° F, следует использовать клапан сброса температуры и давления (клапан TPR) установленный сбоку резервуар водонагревателя открывается, безопасно отводя воду из системы.Клапаны TPR способны снижать давление воды со скоростью, превышающей способность водонагревателя поднимать его, тем самым устраняя возможность перегрева воды (более 212 градусов) и создания серьезной угрозы. Важность этого клапана невозможно переоценить, и очень важно, чтобы он периодически проверялся на наличие ржавчины или коррозии, а рычаг разблокировки должен проверяться ежемесячно домовладельцем, а не инспектором.

Если клапан TPR не работает, когда это необходимо, результат может быть катастрофическим.Давление в баке водонагревателя будет продолжать расти, поскольку температура воды поднимается выше точки кипения и вода становится перегретой. В конце концов, давление в резервуаре превысит способность самой слабой части водонагревателя удержать его, и резервуар разорвется, подвергая перегретую воду воздействию воздуха и вызывая мгновенное взрывное расширение пара. В этой ситуации водонагреватель может взорваться, как ракета, или взорваться, как бомба, что приведет к значительному материальному ущербу, травмам или смерти.

Таким образом, расширительный бак необходимо проверить на предмет правильного расположения и опоры, коррозии и утечки. Хотя они не требуются в каждой юрисдикции, они имеют решающее значение для успешной и безопасной эксплуатации систем питьевого водоснабжения в жилых домах.

Тепловое расширение | Пенсильвания | My Utility

Тепловое расширение

Вы должны установить защиту от теплового расширения каждый раз, когда водная система находится в закрытом состоянии.Герметичная система — это любая водная система, в которой на входящем водопроводе здания установлено устройство защиты от обратного потока. Простое устройство, называемое резервуаром теплового расширения, может быть установлено на входящей трубе холодной воды, обслуживающей водонагреватель здания, чтобы гарантировать, что вода имеет место для расширения и не рискует разорвать водопроводные линии и / или обрушить дымоходы водонагревателя.

Опасность теплового расширения

Большинство домов снабжается горячей водой из резервуаров с электрическим или газовым обогревом.До тех пор, пока нагревательный элемент не перестанет работать, и вы не столкнетесь с холодным душем, водонагреватель обычно считается само собой разумеющимся. Однако при неправильном обслуживании водонагреватель может стать угрозой безопасности.

Вода расширяется в объеме при повышении температуры. Дополнительный объем, вызванный тепловым расширением, должен куда-то уйти. В противном случае нагретая вода создает повышение давления. Это принцип паровой машины. Температура и давление в водонагревателе снижаются, когда горячая вода забирается из крана, а холодная вода поступает в бак.Повышение давления из-за теплового расширения также может быть уменьшено за счет возврата воды в общественную систему водоснабжения. Однако при установке обратного клапана, редукционного клапана или устройства предотвращения обратного потока в рабочую трубу создается «замкнутая система». В этих случаях необходимо предусмотреть тепловое расширение.

Термостат водонагревателя обычно поддерживает температуру воды около 130 ° F (54 ° C). Однако, если термостат не отключит нагреватель, температура воды продолжит повышаться.Если температура воды повышается до более чем 212º F (100º C), вода в резервуаре становится «перегретой». Когда эта перегретая вода внезапно попадает в атмосферу при открытии крана, она мгновенно превращается в пар, что может привести к бурной реакции. Поскольку давление внутри резервуара продолжает расти в условиях перегрева, резервуар может взорваться.

Защита от теплового расширения

Защита от теплового расширения обеспечивается в водопроводной системе путем установки расширительного бака в трубопроводе системы горячего водоснабжения после резервуара горячей воды и клапана сброса температуры и давления (T&P Клапан) в верхней части бака.

Тепловой расширительный бак регулирует повышенное давление, создаваемое в пределах нормального рабочего диапазона температуры водонагревателя. Небольшой резервуар с герметичной сжимаемой воздушной подушкой обеспечивает пространство для хранения и удержания дополнительного расширенного объема воды. Клапан T&P — это основная функция безопасности водонагревателя. Температурная часть клапана T&P предназначена для открытия и выпуска воды в атмосферу всякий раз, когда температура воды в резервуаре достигает примерно 210 ° F (99 ° C).Вентиляция позволяет холодной воде попадать в резервуар.

Часть клапана T&P, работающая под давлением , , предназначена для открытия и выпуска в атмосферу, когда давление воды в резервуаре превышает давление, установленное на клапане. Клапан T&P обычно предварительно настроен на 125 или 150 фунтов на квадратный дюйм. Водонагреватели, установленные в соответствии с действующими сантехническими нормами, будут иметь требуемый терморегулирующий клапан и расширительный бак. Для защиты здоровья населения водоочиститель может потребовать установки обратного клапана или устройства предотвращения обратного потока после водомера.В таких ситуациях очень важно, чтобы T&P клапан и расширительный бак были правильно установлены и обслуживались в водопроводной системе.

Что должен сделать домовладелец, чтобы обеспечить защиту от теплового расширения.

Домовладелец должен убедиться, что расширительный бачок и T&P клапан на месте. В случае сомнений домовладелец должен обратиться к лицензированному сантехнику.
Клапан T&P следует периодически проверять, чтобы убедиться в его правильной работе.Клапаны T&P оснащены контрольным уровнем. Поднятие рычага вручную отключает клапан, позволяя воде стечь. Если вода продолжает вытекать из клапана T&P после закрытия, возможно, клапан необходимо заменить. Необходимо установить сливную линию, чтобы избежать повреждения водой и ожогов при работе клапана.

Клапаны T&P оснащены контрольным уровнем. Поднятие рычага вручную отключает клапан, позволяя воде стечь. Если вода продолжает вытекать из клапана T&P после закрытия, возможно, клапан необходимо заменить.Необходимо установить сливную линию, чтобы избежать повреждения водой и ожогов при работе клапана.

Клапан T&P следует периодически снимать и визуально проверять на предмет коррозионных отложений, а также чтобы убедиться, что он не был неправильно изменен или отремонтирован.
Указанные выше работы лучше всего выполнить лицензированным сантехником.

Щелкните изображение, чтобы увеличить.

‘ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ : Установка устройства предотвращения обратного потока может вызвать тепловое расширение, что может привести к серьезным травмам и / или повреждению имущества.При установке устройства предотвращения обратного потока вы должны проконсультироваться с профессиональным сантехником для защиты от теплового расширения И ОБЕСПЕЧИТЬ ВСЕ НЕОБХОДИМЫЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ. ’

Повышение давления в расширительном баке

Сообщение от Лон Хендерсон Я не согласен со всем, что вы сказали. Так что, если я ошибаюсь, мне нужно серьезное переобучение.

Если регулятор давления стравливает давление, значит, закрытая система не имеет смысла, и расширительный бак может не показывать повышения фунтов на кв. Дюйм. Назначение домов, имеющих закрытую систему, состоит в том, чтобы предотвратить обратное попадание воды в систему жилого дома или втягивание (всасывание) обратно в городскую систему.

Если давление в расширительном баке заметно возрастает без водонагревателя в режиме обогрева, то это может быть дефект регулятора давления, но маловероятный дефект расширительного бачка. Однако, когда водонагреватель находится в режиме нагрева, давление на квадратный дюйм лучше поднимается. В противном случае это повышение давления из-за расширения теплой воды нашло другое место для проталкивания воды, например, обратно через регулятор давления.

При нормальном использовании воды, например, при принятии душа, горячая вода выходит из водонагревателя, средняя температура воды в водонагревателе падает по мере добавления холодной воды, и когда потребность заканчивается (душ закончен), давление в фунтах на квадратный дюйм у расширительного бачка должен быть чуть ниже. Теперь водонагреватель нагревает введенную холодную воду, которая расширяется в закрытую систему по мере нагрева, и расширительный бак должен начать показывать увеличение фунтов на квадратный дюйм, пока водонагреватель не отключится.

Без отключения основного водоснабжения и запуска крана, пока он не потечет; вы не можете измерить фактическое давление воздуха в расширительном баке.

И, кстати, расширительный бачок должен исключать возможность удара пневмоударником.

Я понимаю, откуда вы идете, но вы думаете об утечке воды в город, а не в

дом. Вода будет течь только от высокого давления (город) до низкого давления (дом).

В то время как цель закрытой системы может состоять в том, чтобы предотвратить попадание воды обратно в городскую систему

, ПРИЧИНА, что это закрытая система (когда присутствует редукционный клапан), является то, что городское давление

выше, чем дом.Вода из зоны более низкого давления (дома) не может течь

обратно в зону более высокого давления (город) просто из-за физики, а не намеренно, чтобы создать замкнутую систему

. Закрытая система — это просто побочный продукт работы редукционного клапана

Теперь, если у вас есть односторонний обратный клапан для преднамеренного создания закрытой системы, у вас может быть точка

. Неисправный обратный клапан позволит воде течь обратно в город, и не будет повышения давления

из-за теплового расширения.

Когда вода не может течь обратно в город из-за обратного клапана или клапана, понижающего давление

, у нас есть закрытая система, и поэтому необходимо устройство теплового расширения, чтобы

выдерживал повышенное давление из-за роста воды. Если емкость теплового расширительного бака

слишком мала, то давление в системе повысится, как только тепловой расширительный бак

будет перегружен. Согласовано?

ЕСЛИ резервуар теплового расширения может быть перегружен из-за слишком маленького размера, то также возможно переполнение резервуара

, если вода под высоким давлением из города проходит через дефектный редукционный клапан

и давление в системе возрастает .

Чтобы выразить некоторые числа в объяснении, предположим, что у вас есть дом, в котором клапан снижения давления

установлен на 60 фунтов на квадратный дюйм, а городское давление составляет 120 фунтов на квадратный дюйм. Вода никогда не пойдет в

, оставив линии дома и направив их в городские линии, если только что-то не приведет к увеличению давления в доме

вдвое, и даже если давление увеличится более чем в два раза и вода потечет обратно через редукционный клапан

. никого не волнует (кроме, может быть, города), но домовладелец никогда не узнает.

Однако, если в том же сценарии редукционный клапан неисправен, давление в помещении

повысится до любого уровня, допускаемого редукционным клапаном. Так что довольно легко давление может вырасти до

, как давление в городе. Я вижу это в некоторых случаях, когда давление будет равным

сразу после присоединения манометра, а через несколько минут оно будет повышаться. Откройте клапан

и закройте его, и давление снова упадет до исходного значения.

Установка расширительного бачка

Расширительный бак водонагревателя — это предохранительное устройство, которое защищает трубы и арматуру в водопроводных системах, оборудованных клапаном ограничения давления или устройством предотвращения обратного течения. Установка расширительного бака может потребоваться в соответствии с местными строительными нормами, когда вы устанавливаете новый водонагреватель, или это может быть проект модернизации, установленный для добавления защиты к существующему водонагревателю.

Проект включает в себя врезку в трубу подачи холодной воды над водонагревателем и установку небольшого заполненного воздухом резервуара, который служит расширительной камерой для воды, объем которой увеличивается по мере ее нагрева.Это умеренно сложный DIY-проект, за который не стоит браться, если у вас нет опыта работы с сантехникой. Начинающие домашние мастера могут захотеть, чтобы эту работу выполнял профессиональный сантехник, но более опытные домашние мастера обычно могут сделать эту работу днем.

Как работает расширительный бак

Расширительный бак может помочь вашему водонагревателю прослужить дольше, а в некоторых случаях он может даже потребоваться. Вода расширяется при нагревании, и без расширительного бака, прикрепленного к водонагревателю, замкнутая водопроводная система может быть повреждена из-за этого теплового расширения.Например, когда вода нагревается от температуры от 50 до 120 градусов по Фаренгейту, объем увеличивается примерно на 2%. Расширительный бак обеспечивает пространство для этой расширяющейся воды, тем самым снижая давление на бак водонагревателя, а также на трубы и арматуру.

Расширительный бак наиболее важен в закрытых водопроводных системах, где какой-либо клапан ограничения давления или обратный клапан предотвращает возврат расширяющейся воды в городскую водопроводную сеть. Внутри расширительного бачка находится гибкая резиновая диафрагма, которая разделяет бак на две части — одна из которых принимает расширяющуюся воду при нагревании, а другая обеспечивает воздушную камеру, которая становится слегка под давлением, когда диафрагма расширяется в нее.

Расширительный бак может быть обязательным

Поскольку для установки водонагревателя обычно требуется разрешение на водопровод, вы узнаете о любых требованиях к расширительному баку при подаче заявки на разрешение на установку водонагревателя. Расширительный бак обычно не требуется, если в системе нет какого-либо типа клапана ограничения давления или обратного клапана, который удерживает систему в закрытом состоянии. Но если в вашей системе есть какой-либо ограничительный клапан, рекомендуется установить расширительный бак, даже если это не требуется согласно местным нормам.

Инструменты и расходные материалы, которые вам понадобятся

Тепловой расширительный бак
Ниппель диэлектрического водонагревателя
Трубный ключ или плоскогубцы с каналом
(2) 3/4-дюймовые медные соединения с внутренней резьбой
Трубная уплотнительная лента
Медный тройник 3/4 дюйма -подходит
Медная труба 3/4 дюйма
Дополнительные медные фитинги 3/4 дюйма (при необходимости)
Сантехническое паяльное оборудование (при необходимости)
Гибкие медные трубы (при необходимости)

Инструкции (установка нового водонагревателя)

Расширительный бак обычно устанавливается непосредственно над водонагревателем с помощью тройника, устанавливаемого в трубе подачи холодной воды.Расширительный бак обычно устанавливается горизонтально, хотя его можно установить вертикально, если это необходимо из-за ограниченного пространства. Сантехническая арматура, которая вам понадобится, зависит от типа имеющихся у вас сантехнических труб и ориентации расширительного бачка, но чаще всего соединения выполняются с помощью медных труб и фитингов. Сам расширительный бак обычно имеет штуцер с резьбой 3/4 дюйма, который присоединяется к трубе холодной воды с помощью тройника и коротких отрезков или труб с резьбой или пайкой методом пота.

Присоедините диэлектрический союз
После того, как водонагреватель установлен правильно, прикрепите диэлектрическую муфту к входному отверстию для холодной воды. Оберните резьбу штуцера герметизирующей лентой, затем ввинтите ее во входное отверстие для холодной воды на водонагревателе, используя трубный ключ или плоскогубцы.
Присоедините медный адаптер
Оберните несколько петель уплотнительной ленты вокруг верхней резьбы штуцера, затем навинтите на штуцер медный переходник с внутренней резьбой.Надежно затяните трубным ключом или плоскогубцами.
Присоедините тройник
Установите короткую медную трубу и тройник на переходник на диэлектрическом штуцере водонагревателя. Обычно тройник должен находиться примерно на 30 см выше водонагревателя, чтобы обеспечить достаточный зазор для расширительного бачка. Большинство сантехников делают эти соединения пайкой потом, но они также могут быть выполнены с помощью вставных соединений (иногда называемых «укусом акулы»).
Присоедините трубку расширительного бака
Используя соединения методом пайки или плотной посадки, прикрепите короткий отрезок горизонтальной медной трубы к боковому выпускному отверстию тройника. Длина этой медной трубы будет зависеть от доступного пространства, но лучше сделать ее как можно короче — не более 6 дюймов или около того. На конце горизонтальной трубы прикрепите переходник с внутренней резьбой, используя пайку методом пайки или вставное соединение.
Присоедините расширительный бак
Оберните трубную герметизирующую ленту вокруг резьбового соединения расширительного бачка, затем накрутите ее на резьбовой переходник на горизонтальной трубе.Обычно достаточно затянуть вручную; старайтесь не затягивать слишком сильно, это может привести к повреждению труб или фитингов.
Завершите установку
Завершите установку, соединив верхний выпуск тройника с трубой подачи холодной воды, используя все необходимые трубы и фитинги. Многие сантехники делают это соединение с помощью медной гибкой линии, а не жестких труб.
Также завершите подсоединение трубопровода горячей воды к водонагревателю, затем включите водонагреватель, откройте водяные краны и проверьте работу, ища утечки.

Варианты существующего водонагревателя

При добавлении расширительного бачка к существующему водонагревателю основная проблема — найти для него место. Пространство может стать немного тесным, и вам, возможно, придется использовать различные трубы и фитинги, чтобы найти место для расширительного бачка. Часто это означает замену медной гибкой линии на более короткую или более длинную, а иногда и добавление дополнительных колен и труб к трубе с холодной водой. При необходимости расширительный бак можно установить на расстоянии одного-двух футов от водонагревателя при условии, что он правильно вставлен в линию холодной воды.Большинство профессиональных сантехников предпочитают заменять диэлектрический переходник на новый, когда к существующему водонагревателю добавляется расширительный бак.

Управление давлением с помощью расширительных баков «Блог об обмене стеками для ремонта дома

Частные, старые общественные и некоторые другие системы распределения воды могут не требовать установки расширительного бака. Это связано с тем, что эти системы можно считать «открытыми», поскольку в них отсутствуют регуляторы давления и / или устройства предотвращения обратного потока.Изменения в правилах водоснабжения, направленные на предотвращение загрязнения коммунального водоснабжения, сделали предотвращение обратного потока требованием в большинстве современных новостроек. Хотя это может быть хорошим изменением для водоснабжения, это может повредить вашей водопроводной системе.

IRC2009 P2902.3 Защита от обратного потока. Должны быть предусмотрены средства защиты от обратного потока в соответствии с разделами с P2902.3.1 по P2902.3.6. Приложения предотвращения обратного потока должны соответствовать таблице P2902.3, за исключением случаев, специально оговоренных в разделах с P2902.4 по P2902.5.5.

До использования редукционных клапанов и предохранителей обратного потока любое избыточное давление в вашей системе могло легко распространиться обратно в систему распределения воды. Это означало, что любое тепловое расширение воды, вызванное вашей системой горячего водоснабжения (ГВС), могло легко рассеиваться обратно через распределительную систему. Теперь, когда требуется предотвращение обратного потока, ваша водопроводная система стала «закрытой», и необходимо использовать новый способ предотвращения избыточного давления.

Вот где вступают в игру расширительные баки. Расширительные баки используются для поглощения любого избыточного давления, создаваемого из-за теплового расширения, что предотвращает избыточное давление в системе. В любой ситуации, когда вода в «замкнутой системе» нагревается, требуется расширительный бак.

IRC 2009 P2903.4 Контроль теплового расширения. Средства для контроля повышенного давления, вызванного тепловым расширением, должны быть установлены там, где это необходимо, в соответствии с Разделами P2903.4.1 и P2903.4.2. P2903.4.1 Редукционный клапан. Для систем водоснабжения размером до 2 дюймов (51 мм) включительно устройство для регулирования давления должно быть установлено там, где из-за теплового расширения давление на стороне выхода редукционного клапана превышает давление редукционного клапана. параметр. P2903.4.2 Устройство предотвращения обратного потока или обратный клапан. Если устройство предотвращения обратного потока, обратный клапан или другое устройство установлено в системе водоснабжения, использующей водонагревательное оборудование, так что тепловое расширение вызывает повышение давления, должно быть установлено устройство для регулирования давления.

Высокое давление в водопроводной системе может повредить любое приспособление, подключенное к системе, включая смесители, краны, туалеты, стиральные машины, посудомоечные машины, водонагреватели и т. Д. Это также может привести к утечкам, работе туалетов, трудным в эксплуатации смесителям и кранам. , и даже трубы лопнули. Частым признаком избыточного давления в системе является внезапный всплеск воды при открытии крана. Скачок быстро рассеется и не вернется, даже если вы закроете и снова откроете клапан.

Если избыточное давление вызвано тепловым расширением, вы можете замечать симптомы только изредка и, казалось бы, случайным образом.Это связано с тем, что давление в системе увеличивается, когда водонагреватель нагревается, а все светильники закрыты. Давление уменьшается при открытии любого приспособления или охлаждении воды. Проблема может наблюдаться только при максимальном давлении в системе, что может быть только в редких случаях.

Расширительный бак физически напоминает небольшой пропановый бак.

Обычно его устанавливают довольно близко к водонагревателю или бойлеру, и его можно установить практически в любом положении.Внутри, скорее всего, будет гибкая (бутиловая) диафрагма, которая разделяет резервуар на две части. На «мокрой» стороне вы заметите соединение 3/4 дюйма NPTM, которое позволяет подключать его к водопроводной системе. «Сухая» сторона часто оснащена клапаном Шредера, который позволяет регулировать давление в баке по мере необходимости.

Обычно резервуар полностью заполнен воздухом, а диафрагма прижимается к впускному отверстию для воды. По мере увеличения давления воды он сжимает воздух с более низким давлением в баке, и бак наполняется водой.Когда давление воды в системе уменьшается, давление воздуха выталкивает воду из бака и обратно в трубы.

Расширительные баки устанавливаются на подаче холодной воды резервуара горячей воды для бытового потребления или бойлера. Процесс установки довольно прост, обычно требуется только добавить тройник к водопроводу.

Выбор позиции

Первый шаг при установке расширительного бачка — решить, где он вам нужен. Мы уже знаем, что бак необходимо устанавливать между запорной арматурой холодной воды и входом в водонагреватель.Итак, мы знаем, где он должен подключаться к системе, но нам все еще нужно решить, где будет располагаться сам резервуар.

Вверх, вниз, влево или вправо?

Большинство резервуаров можно установить в любом положении, хотя некоторые положения имеют свои преимущества. Например. Если установить баллон вертикально воздушной стороной вверх, баллон баллона никогда не выйдет из строя. Бак может продолжать функционировать (хотя и с меньшей емкостью) до тех пор, пока из бака не выйдет воздух. Тогда как если бы баллон был установлен воздушной стороной вниз, и баллон вышел из строя.Воздух немедленно переместился бы в верхнюю часть резервуара, и резервуар полностью наполнился бы водой.

Поддержка

Хотя большинство небольших резервуаров может поддерживаться самой водопроводной системой, неплохо было бы поддержать резервуар другими способами. Вода весит около 8,34 фунта / галлон, а это значит, что даже правильно работающий резервуар может весить совсем немного. Давайте посмотрим на пример танка.

Емкость бака: 4,4 галлона.
Максимальная принимаемая мощность: 2.5 галлонов
Вес бака: 8 фунтов

Максимальный нормально работающий вес:

2,5 галлона * 8,35 фунта / галлон. + 8 фунтов = 28,875 фунтов.

Максимальный вес отказа:

4,4 галлона * 8,35 фунта / галлон. + 8 фунтов = 44,74 фунта.

Даже когда резервуар находится в рабочем состоянии и заполнен до максимальной емкости, вы можете в конечном итоге потерять почти 29 фунтов, свисающих с ваших труб. Из-за этого может быть хорошей идеей прикрепить бак к ближайшему конструктивному элементу.Это легко сделать с помощью ремней и / или скоб, предназначенных для этой цели.

Установка

Теперь, когда мы решили, где резервуар будет подключаться к водопроводу и где резервуар проведет остаток своей жизни. Пришло время приступить к установке.

Отключить воду

Первое, что вам нужно сделать, это выяснить, как выключить водонагреватель / бойлер, а затем фактически выключить его. Затем вам нужно будет найти запорный клапан подачи холодной воды и повернуть его в закрытое (выключенное) положение.Наконец, откройте (откройте) самый нижний кран горячей воды в доме. Это сбросит любое накопившееся давление и предотвратит разбрызгивание воды, когда вы перережете трубу на следующем этапе.

Разметить и отрезать трубу

Используйте тройник в качестве направляющей и отметьте трубу, на которой вы будете устанавливать тройник. Обрежьте трубу по своим отметкам с помощью трубореза.

Если отрезать трубу не нужно, пропустите этот шаг.

Установить тройник

Припаяйте, защелкните или поверните тройник на место.Затем установите все ниппели или удлинительные трубы, необходимые для достижения места окончательного упокоения резервуаров. Вы захотите закончить удлинитель фитингом 3/4 дюйма NPTF, чтобы расширительный бачок можно было прикрутить на место.

На этом этапе вы можете подумать о добавлении дополнительных приспособлений, которые упростят необходимое обслуживание. Шаровой кран и патрубок сделают изоляцию и опорожнение бака намного более удобными. Установка комбинированного фитинга, такого как этот шаровой сливной клапан, может значительно упростить эту задачу и упростить внешний вид ( Обязательно ознакомьтесь с местными нормативами, чтобы убедиться, что такой тип установки разрешен.).

Проверить давление в системе

На этом этапе вам нужно закрыть кран, который вы открыли, и открыть запорные клапаны (убедитесь, что вы закрыли крышку на удлинительной трубе, или закройте клапан на удлинителе, иначе у вас будет вода везде). Включите все приспособления для подачи горячей воды в доме до тех пор, пока вода не будет течь нормально (без разбрызгивания), чтобы обеспечить заполнение системы и полное давление. Проверьте и устраните утечки.

Присоедините манометр к любой части вашей водопроводной системы.Некоторые манометры содержат резьбу для садового крана, или вы можете прикрепить ее к удлинителю, где будет установлен расширительный бачок. После того, как манометр прикреплен, откройте клапан, чтобы получить показания манометра. Обратите внимание на давление. Если давление выходит за пределы нормального диапазона 40–80 фунтов на квадратный дюйм, вам необходимо предпринять шаги для его корректировки (которые не рассматриваются в этой статье).

Создайте в резервуаре предварительное давление

Большинство расширительных баков имеют давление 12-40 фунтов на квадратный дюйм, но перед установкой бака вы должны согласовать давление в системе.Начните со снятия защитной крышки с воздушного клапана на резервуаре. Используйте манометр, чтобы проверить давление. Воспользуйтесь велосипедным насосом или компрессором, чтобы заполнить бак до давления в системе, которое вы отметили ранее.

Установить резервуар

Прикрепите бак к водопроводу и закрепите с помощью ремней и / или скоб. Включите все и проверьте / устраните утечки. Отойдите и наслаждайтесь своим успехом.

Вы можете быстро проверить работоспособность резервуара в любое время простым касанием.Когда вы постучите по воздушной стороне баллона, вы должны услышать глухой звук дон . Если вы слышите твердый звук , глухой звук , бак неисправен и наполнен водой. В этом случае резервуар придется заменить.

Проверить давление в баллоне

Примерно раз в год (график см. В руководстве по эксплуатации) необходимо проверять давление воздуха в резервуаре. Для этого вам необходимо изолировать резервуар от давления в водопроводной системе (снова пригодятся дополнительный клапан и патрубок).Как и раньше, вам придется отключать, открывать, закрывать или отсоединять устройства до тех пор, пока не исчезнет давление со стороны воды в резервуаре. Как только вы это сделаете, используйте манометр, чтобы проверить давление воздуха.