Расширительный бак для водоснабжения как работает

Применение мембранных баков в инженерных системах

Мембранные расширительные баки (экспанзоматы) предназначены для компенсации изменения объема теплоносителя в системе отопления при его нагревании–охлаждении, а также для поддержания постоянного давления в системе горячего и холодного водоснабжения.

Конструкция расширительных баков

Экспанзомат представляет собой шарообразную или цилиндрическую стальную емкость, разделенную на две части эластичной мембраной: в одной части находится воздух или газ под давлением, другая – заполняется жидкостью.

Корпус бака, как правило, изготавливается из легированной коррозионно-стойкой листовой стали с лакокрасочным покрытием с наружной стороны. Реже встречаются экспанзоматы с корпусом из нержавеющей стали. Данные баки не получили широкого распростра-нения ввиду высокой стоимости.

Принцип работы расширительного бака состоит в том, что при повышении температуры жидкости (повышении давления) избыток объема жидкости направляется в бак, растягивая мембрану и повышая давление в воздушной полости. При остывании жидкости (снижении давления) мембрана сокращается, выталкивая жидкость в систему. Это позволяет избегать возникновения избыточного давления при разогреве теплоносителя в системе отопления, а также гасить гидроудары в системе холодного и горячего водоснабжения, для которых характерны частые скачки давления при открытии/закрытии водоразборных кранов (включении/отключении насоса).

Основные технические характеристики баков:

• объем, л;
• орабочая температура, °C;
• определьная температура, °C/мин;
• орабочее давление, МПа;
• околичество циклов расширения–сокращения мембраны;
• огарантийный срок от сквозной коррозии корпуса бака;
• определьная концентрация этиленгликоля в теплоносителе, %.

Расширительные баки подразделяются:

• по конструкции:
  а) фланцевые, со сменной мембраной,
  б) диафрагменные, со стационарной мембраной (рис. 1).

В последнее время наибольшее распространение получили фланцевые баки со сменной мембраной как более универсальные и простые в эксплуатации, так как их конструкция позволяет заменить поврежденную мембрану, сохранив корпус бака, что немаловажно для баков большого объема.

Диафрагменные баки в основном применяются в системах небольшого объема ввиду дешевизны и меньших габаритов;

• по способу установки:
  а) вертикального исполнения для настенного монтажа с рабочим патрубком, расположенным сверху. Данное исполнение характерно для баков небольшого объема (5–50 л),
  б) вертикального исполнения для напольного монтажа с рабочим патрубком, расположенным снизу. Данное исполнение характерно для баков большого объема (50 л и более),
  в) горизонтального исполнения для баков большого объема, устанавливаемых в помещениях с ограниченной высотой;

• по назначению:
  а) для закрытых систем отопления,
  б) для систем горячего водоснабжения,
  в) для систем холодного водоснабжения (гидроаккумуляторы),
  г) для систем холодоснабжения.

В закрытых системах отопления могут применяться как диафрагменные, так и фланцевые баки с мембраной из бутилкаучука. Данный материал обладает улучшенными характеристиками по сопротивлению высокой температуре и давлению: температура – до 120 °C, давление – до 16 МПа.

В системах горячего водоснабжения применяются баки фланцевого типа с мембраной, выполненной из пищевой резины, предотвращающей контакт питьевой воды с металлом и изменение ее качественных характеристик.

В гидроаккумуляторах для холодного водоснабжения применяются фланцевые баки с мембраной из пищевой резины с улучшенными характеристиками эластичности для более полного гашения гидравлических ударов и поддержания стабильного давления в системе водоснабжения.

Мембранные баки в нормативных документах

Согласно СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01–85*» водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также баки-аккумуляторы надлежит изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой. При этом для внутренней антикоррозионной защиты следует применять материалы, прошедшие санитарно-эпидемиологическую экспертизу и имеющие соответствующее разрешение. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету.

Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха.

Гидропневматические баки надлежит устанавливать в помещениях, где расстояние от верха баков до перекрытия и между баками и до стен не менее 0,6 м.

Согласно СП 41-101–95 «Проектирование тепловых пунктов» расширительные баки должны быть цилиндрической формы; для баков с внутренним диаметром корпуса до 500 мм должны приниматься плоские приварные или эллиптические днища, а при диаметре более 500 мм – эллиптические. Расширительные баки должны быть оборудованы предохранительными клапанами.

Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10 %, а при расчетном давлении до 0,5 МПа не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.

В своде правил СП 31-106–2002 «Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов» для компенсации температурных расширений теплоносителя в независимых системах отопления следует предусматривать расширительные баки.

В системе водяного отопления с искусственным побуждением циркуляции теплоносителя могут использоваться открытые или закрытые расширительные баки, располагаемые в помещении теплогенератора. Рекомендуется применять расширительные баки диафрагменного типа с тепловой изоляцией.

Требуемая вместимость бака устанавливается в зависимости от объема теплоносителя в системе отопления.

В СП 41-104–2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения» указано, что для приема излишков воды в системе при ее нагревании и для подпитки системы отопления при наличии утечек в автономных котельных рекомендуется предусматривать расширительные баки диафрагменного типа для системы отопления и вентиляции и для системы котла (первичного контура).

Следует учитывать, что в системе теплоснабжения не допускается применять металлополимерные трубы для расширительного, предохранительного, переливного, сигнального трубопроводов согласно СП 41-102–98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб».

Подбор расширительных баков для систем отопления

Для подбора бака необходимо знать следующие параметры системы:

• объем системы – Q, л;
• гидростатическое давление системы – P_ст, кПа;
• давление срабатывания предохранительного клапана – P_пр, кПа;
• коэффициент теплового расширения теплоносителя – b.

Расчет производится по формуле:

Расчет бака для системы ГВС производится аналогично.

Подбор гидроаккумулятора для системы ХВС

Для подбора бака необходимо знать следующие параметры системы:

• средний расход насоса – Q, м 3 /ч;
• рекомендуемую частоту включения насоса – n, 1/ч.

Расчет производится формуле:

Особенности монтажа расширительных баков

Баки для закрытых систем отопления. Баки, как правило, следует устанавливать на обратной магистрали отопления, на всасывающей линии циркуляционного насоса.

Бак, в обязательном порядке, оборудуется (рис. 2):

• запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
• группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана.

В случае, если температура в обратной магистрали отопления может превышать 70 °C, необходимо предусмотреть установку промежуточной емкости для предварительного охлаждения теплоносителя.

Также важно помнить, что диаметр подводящего трубопровода должен быть не менее диаметра присоединительного патрубка расширительного бака.

Если в системе отопления применяется теплоноситель на основе раствора этилен- или пропиленгликоля, то потребуется расширительный бак увеличенного объема из-за большего коэффициента расширения таких растворов.

Баки для систем горячего водоснабжения. Такие баки, как правило, следует устанавливать на циркуляционной магистрали, на всасывающей линии циркуляционного насоса в непосредственной близости от источника тепла (бойлер, теплообменник). Бак в обязательном порядке оборудуется (рис. 3):

• запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
• группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Баки для систем холодного водоснабжения. Данные баки, как правило, следует устанавливать в нижней точке системы холодного водоснабжения. Бак в обязательном порядке оборудуется (рис. 4):

• запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
• группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана;
• обратным клапаном.

При регулировке давления в газовой полости следует учитывать, что для предотвращения коррозии внутренней поверхности корпуса бака, на заводе газовая полость заполняется инертным газом, как правило, осушенным азотом. Соответственно, при необходимости повышения давления в газовой полости или при заполнении газовой полости после замены мембраны рекомендуется использовать технический азот. Это позволит избежать окисления неокрашенной стенки бака с влагой атмосферного воздуха и кислородом.

Наиболее распространенные неисправности баков

1. Разрыв мембраны. Основными признаками являются: срабатывание предохранительного клапана из-за превышения допустимого давления при расширении теплоносителя; появление резких скачков давления в системе горячего и холодного водоснабжения, частые включения–отключения скважинного насоса в системе холодного водоснабжения; поступление воды из золотника воздушного ниппеля. Следует заменить мембрану, если бак фланцевого типа или бак целиком, если он диафрагменный.
2. Отсутствие наполнения бака водой. Следует проверить давление в воздушной камере. Оно не должно превышать значений, указанных в паспорте бака для расчетного давления в системе.
3. Течь в корпусе бака. Необходима замена бака.

Сервисное обслуживание расширительных баков

Как правило, обслуживание расширительных баков заключается в следующем:

1. Проверка давления в воздушной части мембраны.
2. Проверка контрольно-измерительных приборов группы безопасности (манометра, предохранительного клапана, воздухоотводчика).
3. Проверка запорной арматуры.
4. Внешний осмотр корпуса бака на предмет коррозии.

Please wait.

Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Подпишитесь на наши статьи и вы будете узнавать свежие новости и получать новые статьи одним из первых!

Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №2’2016

распечатать статью —> pdf версия

Обсудить на форуме

Предыдущая статья

Следующая статья

Для чего нужен расширительный бак в системе водоснабжения

Бак расширительный для систем водоснабжения предназначается для того, чтобы в нем накапливался необходимый уровень воды, а также предотвращались гидроудары и поддерживалось постоянное давление в системе водоснабжения, как в промышленных условиях, так и в индивидуальных. Расширительные мембранные баки могут быть использованы как для системы холодного снабжения водой, так и для горячего, также часто используются в установках пожаротушения, для установок повысительных и в других случаях.

Для изготовления таких расширительных баков применяют материалы только особенно высокого качества: прокат из стали, качественный и долговечный резиноматериал, который отличается стойкостью к появлению бактерий. Расширительный мембранный бак представляет из себя так называемый «гидропнемобак», в котором размещается мембрана. Этот бак используется, чтобы защитить насос от частого включения. Бак изготавливается из очень качественных материалов, с полимерным покрытием. Может поставляться без запорной, а также сливной арматуры.

Расширительный бак разделяется мембраной на две отдельные части. 1-ая часть – воздушная, 2-ая же – водяная. В воздушную камеру еще на заводе специально закачивают воздух. Вода не может контактировать с поверхностями расширительного бака, поскольку вода располагается в водяной камере. Кроме того, в расширительном мембранном баке сбоку воздушной камеры находится пневматический клапан, он позволяет регулировать давление воздуха в зависимости от условий эксплуатации. Поверхность, которая контактирует с водой, покрыта специальным антикоррозионным покрытием.

Расширительные баки для водоснабжения от нашей компании отличаются высоким уровнем надежности, долговечностью, высоким качеством материалов. Вы не разочаруетесь в выборе.

Расширительный бак к водонагревателю: для чего нужен и как установить

Расширительный бак — один из главных элементов безопасности в автономном отоплении. Устройство служит для подержания постоянного давления в системе, защищает от гидравлических ударов.

В этой статье специалисты компании «Невский» расскажут, нужен ли расширительный бак для электрического водонагревателя в системах горячего водоснабжения.

Для чего нужен расширительный бак для водоснабжения: конструкция устройства

Расширительный резервуар представляет собой двухкамерную емкость, разделенную мембраной. Одна из камер заполнена газом с известным коэффициентом сжатия, чаще всего азотом. Там же размещен ниппель для регулирования давления. Вторая камера оснащена входным и выходным патрубком для воды.

При увеличении объема воды в системе, мембрана прогибается и сжимает газ. Вода может занимать дополнительный объем, что позволяет сохранять постоянное давление в системе водоснабжения. При номинальном давлении мембрана находится в нормальном положении: таким образом давление в системе остается неизменным.

Итак, расширительный бак необходим для поддержки постоянного давления и напора в системе.

Где устанавливать расширительный бак в системе ГВС

Рассмотрим процесс установки расширительного бака в системе горячего водоснабжения на базе бойлера комбинированного нагрева.

Одно из физических свойств воды — расширение при повышении температуры. Так 200 литров при нагреве с 11 0 С до 50 0 С увеличивают объем на 4 литра. При этом давление в закрытой герметичной системе может достигнуть недопустимой величины. Функции защиты бойлера выполняет группа безопасности с выпускным клапаном. При повышении давления устройство выпускает часть воды наружу до его нормализации.

Расширительный бак устанавливают на магистрали холодной воды после группы безопасности. То есть давление нормализуется в основном посредством мембраны бака. Это позволяет уменьшить утечку через обратный клапан и повысить степень защиты бойлера и всей системы ГВС в целом.

Установка расширительного бака в автономные системы горячего водоснабжения особенно актуальна при значительной разнице температуры холодной и горячей воды. Например, при подаче воды из скважин, колодцев, родников, где температура воды остается низкой даже в теплый сезон. В этом случае расширение объема при нагреве может оказаться значительным, что ведет к повышению давления до критичной величины.

На выходной магистрали и на линии рециркуляции ГВС бак устанавливать не нужно. Бойлер никогда не заполняется до самого верха, при увеличении давления сглаживающую роль играет воздух, заполняющий пространство от уровня воды до верхней крышки.

Итак, расширительный бак для водонагревателя ставить в системы ГВС нужно. Устройство обеспечивает компенсацию давления при температурном расширении, особенно при низкой температуре выходной воды, и снижает утечки через выпускной клапан при его срабатывании.

Наша компания — производитель промышленных электрокотлов и водонагревателей «Невский». Мы подскажем, как правильно установить расширительный бак, поможем с выбором оборудования. У нас большой выбор водонагревателей, расширительных баков и комплектующих для ГВС.

Звоните по номеру или свяжитесь с нами в WhatsApp . Все подробности можно уточнить при обращении.

Чем отличается гидроаккумулятор от расширительного бака?

Расширительные баки и гидроаккумуляторы: разбираемся в особенностях конструкции

Зачем нужен расширительный бак в доме?

Расширительный бак подходит как для системы отопления, так и для системы горячего водоснабжения. Когда устройство работает с насосом подачи воды, но не циркуляционным, это – гидроаккумулятор.

Бак в частном доме для системы отопления или горячего водоснабжения служит для компенсации теплового расширения жидкости. Это его главная задача.

Таким образом, гидроаккумулятор – для насосов подачи воды, расширительный бак – для помощи накопительному бойлеру.

Типы расширительных баков

По способу изготовления и принципу действия.

Расширительные баки бывают:

· мембранные, закрытого типа – устанавливаются непосредственно около котла;

· открытые – монтируются на чердаке или на крыше.

Как выбрать расширитель

1. Расширительный бак подбирается по объёму системы. Например, комбинированная система отопления.

Котельная: два котла, большой магистральный распределитель, тёплые полы, радиаторы. Если посчитать, то объём системы примерно равен 220-230 литров.

Чтобы подобрать расширитель на такой объём теплоносителя, необходимо взять всего 10 % процентов от объёма. Например, если 220-230 литров жидкости, то 10% будет 22 или 23 литра – такого объема должен быть расширитель. Эта формула применима для газового котла или других типов котла.

Однако, если у вас в системе стоит или планируется твердотопливный котёл, то расширительный бак нужно увеличить в 2 раза, потому что все предыдущие котлы очень плавно нагреваются, у них стабильный нагрев.

Твёрдотопливный котёл быстро нагревает теплоноситель и поэтому в районе котельной идёт резкое поднятие температуры теплоносителя: из-за этого он резко расширяется и ему нужно куда-то деваться. Чтобы именно эту большую скорость расширения нагрева теплоносителя компенсировать, мы используем расширительные баки объёмом 50 литров.

2. Следующий вид расширительно бака идет для холодного водоснабжения.

В конструкции есть специальный фланец с резьбой, со стоящими в нём тремя резиновыми мембранами. Эти баки со сменной мембраной. Если для отопления, то они одноразовые – там просто мембрану не поменяешь.

Бак полностью герметичный, если сломается, то его выкидываешь.

Бак для холодного водоснабжения отличается: когда мембрана выходит из строя, откручивается фланец, меняется мембрана и закручивается по новой.

3. Что касается давления. Стандартное давление на 2,3,4 этажа в системе отопления 1,8 и 2,2 бара. Соответственно 1,5 бара, накаченных в расширительном баке, достаточно для компенсации.

Чем отличается гидроаккумулятор от расширительного бака?

Эти приборы часто путают местами. Гидроаккумулятор ставят на систему отопления, а расширительный бак на систему водоснабжения, а это неправильно. Внешне эти приборы очень похожи.

Конструктив устройств

Оба прибора состоят из металлического сосуда, а внутри него присутствует либо резиновая груша или мембрана, которая делит весь объём на две части.

В конструкции для водоснабжения, вода находится внутри груши. В конструкции для отопления вода находится снаружи груши, касаясь металлических стенок сосуда.

Настройка расширительных баков и гидроаккумуляторов

Система водоснабжения с гидроаккумулятором

Он нужен для обеспечения комфортной работы насосов, а не для хранения воды, как многие думают. Ограничивает количество включений насоса до 50 раз.

Важно.

Если бы не было гидроаккумулятора, то насос сгорел бы очень быстро. В 100 литровой емкости находится примерно 30 литров воды. При правильной настройке значение в половину объема показывает, что в нем нет давления.

В системе горячего водоснабжения

Есть два взгляда на необходимость расширительного бака в данной системе: либо он нужен, либо нет.

Если у вас система горячего водоснабжения работает по принципу двухконтурного котла, то расширительный бак не нужен, так как нечему расширяться.

Если у вас накопительный бойлер, в котором 200 литров воды, расширительный бак нужен обязательно, потому что при опустошении объёма воды бойлера, котёл начинает нагревать его до 55 градусов, поэтому значительно увеличивается объём воды, так как деваться ей некуда. На системе горячего водоснабжения должен стоять клапан. Как только давление повысится, если мы его не компенсировали, то сработает аварийный клапан. Это выглядит как вытекание лишней воды: он сбросил давление, всё пришло в норму и встало на свои места.

Частое срабатывание аварийного клапана недопустимо.

Принцип работы расширителя в системе водоснабжения или системе отопления

Действие одинаковое, отличие только в том, где находится вода и где воздух.

Расширительный бак системы отопления или холодной системы водоснабжения имеет давление 1,5 атмосферы, начинает разогреваться с 20 о С до 60 о С. Давление жидкости поднимается, избыток воды попадает в расширительный бак, сжимая грушу.

Если у нас не будет расширительного бака, давление поднимется до критической отметки, до трех атмосфер. Сработает аварийный клапан: он сбросит лишнюю воду, система перестанет работать, потому что давление упадёт.

Настройка давления приборов

В этих похожих приборах давление настраивается по-разному.

Настройка гидроаккумулятора подстраивается под работу реле-давления (стандарт 1,4 бара и 2,8 бара).

Какое давление нужно в гидроаккумуляторе?

Берётся нижнее давление включения насоса в 1,4 бара: накачиваете меньше на 0,2 и это будет рабочее давление для гидроаккумулятора и для насоса.

Мы уменьшаем на 0,2, чтобы давление падало всё время плавно. Если у вас в гидроаккумуляторе давление больше нижнего давления включения насоса, то при разборе воды до нижнего включения насоса будут возникать гидроудары. Поэтому бак должен находиться всё время в поджатом состоянии: если у вас нижнее давление включения насоса 2, значит давление должно быть 1,8.

Расширительный бак для системы отопления

Здесь давление также меньше на 0,2. Но меньше, чем при заполнении холодной системы теплоносителем.

Вам нужно знать насколько вы захотите заполнить. Если вы решили, что заполните до давления 1,5 атмосферы, то вы должны подготовить расширительный бак: через ниппель накачать его до давления 1,3 по той же причине, что и в гидроаккумуляторе. Мембрана должна быть поджата, давление в холодной системе – 1,5, в баке – 1,3.

Давление гидроаккумулятора зависит от нижнего давления включения насоса, а давление расширительного бака зависит от давления холодной системы: оба прибора уменьшают своё значение на 0,2.

Что с происходит с баком в системе горячего водоснабжения?

Допустим, у вас есть верхнее значение выключения насоса – 4 атмосферы, в баке тоже нужно сделать 0,2 лишних, но уже в сторону увеличения.

Если насос водоснабжения выключается на четырех барах, то здесь должно быть 4,2, так как этот бак предназначен для компенсирования расширения. Расширение начнётся, когда вода начнёт нагреваться. А нагреваться она будет с давления отключения насоса. Если в баке будет давление 3, то в нём постоянно будет холодная вода, а этого делать не надо.

Как понять, что бак работает неправильно или вышел из строя?

Причины: разрыв мембраны или потеря воздуха через ниппель. Это обычная камера, как колесо автомобиля. Иногда его надо подкачивать.

Если порвалась мембрана или вышел воздух из гидроаккумулятора, это можно определить по частому включению насоса: вы открыли какой-то кран и реле давления постоянно щёлкает, не выключаясь. Это говорит о том, что у нас нет воздуха. Нет компенсации.

Расширитель в системе отопления, как понять, что из него ушел воздух?

Течей на системе отопления нет, но давление упало: было 1,5 или 1,8 бар, а стало 0,5 бар. Система пока работает, котёл не выключается. Обнаруживается, что система холодная, давление 0,5 разогревается совсем чуть-чуть на 20 о С.

Что нужно сделать?

Надо накачать воздух в расширитель, его лучше снять с системы. Если вы не хотите снимать, то можно накачать в системе, не забывая, что в холодной системе 1,5 атмосферы: если мы бак не снимаем, нужно качать до тех пор, пока манометр системы не покажет 1,5 атмосферы.

То, что бак не работает, вы можете понять по протеканию воды с аварийного клапана.

Со всех аварийных клапанов надо свободный штуцер, с которого вода льётся, подсоединить к трубке и отправить в бутылку, чтобы точно обнаружить течь.

Как отличить то, что связано с водоснабжением от того, что связано с отоплением?

Водяные мембранные баки стоят дороже, потому что мембрана сделана из пищевой резины.

Ориентироваться на цвет нельзя.

На каждом приборе есть шильдик. Для систем водоснабжения максимальное давление – 10 бар, температура – 70 градусов Цельсия.

Если на шильдике обнаружили температуру 120 градусов, то это для системы отопления и давление будет указано 1,5 бара.

В системе водоснабжения может быть и 6 и 7 и 8 бар, в системе отопления – не больше 3 баров.

Рис. Пример подачи информации на шильдике расширительного бака для отопления.

Где купить расширительный бак или гидроаккумулятор?

Купить гидроаккумулятор или расширитель можно в Москве в магазинах компании STOUT или на сайте. На странице представлено несколько десятков устройств различного типа и функциональности, объема и типа используемых систем. Наши менеджеры ответ на ваши вопросы и помогут выбрать нужную модель.

Каждый прибор снабжен соответствующей документацией. Представлены гарантийные сертификаты. После регистрации на сайте, будет автоматически определено ваше метаположение и показаны адреса наших магазинов в вашем городе.