Подбор мембранного бака для водоснабжения
Haikara.ru

Строительный портал

Подбор мембранного бака для водоснабжения

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).

Диафрагменный расширительный бак со стационарной мембраной

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.

Бак для закрытых систем отопления

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 – Pст, кПа;
  • давление срабатывания предохранительного клапана – Pпр, 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.

Установка расширительного бака в системе горячего водоснабжения: 1 – расширительный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насос; 4 – фильтр; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран

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.

Вариант установки расширительного бака: 1 – манометр; 2 – обратный клапан; 3 – шахта, колодец с водой; 4 – регулирующий вентиль; 5 – шкаф управления; 6 – мембранный расширительный бак для водоснабжения; 7 – манометр; 8 – предохранительный клапан; 9 – подача воды к оборудованию; 10 – вертикальный многоступенчатый насос

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.

Расширительный бак для водоснабжения: выбор, устройство, установка и подключение

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

Характеристика закрытых расширительных баков

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

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

Особенности устройства и конструкции

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

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

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

Принцип работы гидроаккумулятора

Принцип работы гидроаккумулятора.

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

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

Классификация по области применения

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

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

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

Материалы для гидропневматического оборудования

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

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

Расчет объема бака перед выбором

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

Расчет объема бака перед выбором.

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

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

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

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

Горизонтальная и вертикальная ориентация

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

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

Схемы подключения гидробаков

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

Схема подключения гидробака.

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

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

Выполнение установки расширительного бака

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

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

Особенности регулировки гидроаккумулятора

Настройка рабочих характеристик гидроаккумулятора происходит следующим образом:

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

Настройка давления бака в системе водоснабжения

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

Настройка давления бака в системе водоснабжения.

Корректировка работы расширительного бака показана в следующих ситуациях:

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

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

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

Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя

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

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

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

Правила обслуживания гидробака

Правила обслуживания гидробака.

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

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

Один раз в год требуется выполнять профилактический осмотр гидробака:

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

Монтаж гидробака открытого типа

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

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

Выводы и полезное видео по теме

Использование расширительных баков в системе водоснабжения квартиры позволяет получить контролируемую подачу воды с постоянным давлением, обеспечивающим стабильную безаварийную работу сантехнического оборудования.

Подбор расширительного бака для системы отопления и водоснабжения

1 Ноября 2007

Сегодня при проектировании инженерных систем предпочтение в основном отдается закрытым системам отопления и кондиционирования, одним из элементов которых является расширительный бак. Отказ от открытых систем произошел благодаря тому, что закрытые системы отопления и охлаждения обладают такими неоспоримыми преимуществами, как:

  • полная изоляция от атмосферы, что сводит к минимуму проникновение воздуха в систему;
  • возможность установки мембранного бака в помещении котельной или в любом удобном месте системы, в отличие от открытой системы, где бак устанавливается наверху;
  • снижение необходимости в подпитке системы, так как отсутствует испарение воды.

Все это позволяет повысить эффективность Вашего технологического процесса, снизить энергозатраты, расходы на обслуживание и, что немаловажно, продлить срок службы Вашего оборудования.

В конце 50-х годов компания Flamco (Нидерланды) первой на европейском рынке разработала и представила концепцию закрытой циркуляционной системы отопления. Данная система основывалась на применении расширительного бака Flexcon мембранного типа. Рабочая жидкость в мембранном баке отделена от газовой полости с помощью высокопрочной газонепроницаемой резиновой мембраны. В качестве газа используется азотосодержащая смесь. В случае температурного расширения теплоносителя в системе газовая «подушка» в баке сжимается и вода поступает в бак. И наоборот, при охлаждении системы сжатый газ выдавливает жидкость в систему, тем самым происходит компенсация температурных расширений теплоносителя, что позволяет системе “дышать”.

Оборудование Flamco — это более пятидесяти лет эксплуатации, исследований и разработок. Результаты этого:

— во-первых, подтверждена исключительная надежность расширительных мембранных баков Flexcon благодаря высокому качеству изготовления как корпуса бака, так и резиновой мембраны: на сегодняшний день свыше 30 миллионов расширительных баков такого типа установлены во многих странах мира, в том числе и в России;

— во-вторых, значительно расширена линейка данного оборудования, удовлетворяющего теперь различным требованиям и условиям эксплуатации: расширительные мембранные баки, гидроаккумуляторы (для систем ГВС и ХВС), автоматические установки поддержания давления, накопительные водонагреватели, а также сопровождающее оборудование, например, предохранительные клапаны, воздухоотводчики, сепараторы воздуха и грязи и т. д.

В России эксклюзивным дистрибьютором оборудования голландской компании Flamco, и в частности, полной линейки расширительных баков является Компания АДЛ.

В данной статье мы рассмотрим методику подбора расширительных баков на примере широкого модельного ряда голландской компании Flamco.

Чтобы подобрать расширительный бак важно знать следующее:

1. Систему, в которой будет использоваться расширительный бак и, соответственно, температурный график потребителя (Тпрям. и Тобр. линий), процент содержания этиленгликоля в воде и т. д., что повлияет на выбор типа бака;

2. Необходимые параметры для правильного подбора объема бака (порядок расчета будет рассмотрен далее).

Выбор типа бака

Одним из основных элементов льного бака является мембрана, именно она во многом определяет надежность и долговечность работы бака в целом. Поэтому остановимся подробнее на этом вопросе.

На сегодняшний день существует несколько основных, наиболее часто используемых различными производителями материалов мембраны: натуральный бутилкаучук и E DM. Выбор того или иного материала основывается на задачах, которые стоят перед баком при использовании в той или иной системе.

Так, в системах централизованного отопления при нормальных условиях работы расширение жидкости, а следовательно, и нагружение мембраны происходит медленно, и в течение всего времени работы системы меняется незначительно. Однако температура эксплуатации может быть достаточно высока. Поэтому мембрана для такой системы должна быть изготовлена из стойкого к температуре и долговечного материала

В системах холодного водоснабжения влияние температуры теплоносителя на мембрану мало, так как температура воды в системе обычно не превышает 30 °С. Одной из главных характеристик мембраны для данной системы должна быть динамическая эластичность, т. к. система может включаться несколько раз в час и быстро нагружаться.

В большинстве моделей расширительных баков Flamco в качестве материала мембраны используется высококачественная натуральная резина (бутилкаучук), выдерживающая температуру от –10 до +70 °С (макс. процент содержания этиленгликоля 50 %), имеющая высокую стойкость к диффузии воды и обладающая наибольшей эластичностью по сравнению с другими материалами. Такой мембраной обладают все модификации упоминавшейся ранее модели Flexcon: C, CE, Pro, M (V 2-12500 л, PN 3/6/10 бар). Область их применения: отопление и охлаждение.

Для мембран расширительных баков Airfix A и D-E (V 2-3000 л, PN 10/16) используется натуральная пищевая резина, благодаря которой бак может применяться в системах питьевого водоснабжения.

А в новой серии баков Airfix P (V 8-5000 л, PN 10) мембрана изготовлена из EPDM для питьевой воды, что позволяет эксплуатировать данные баки при температуре от –10 до +100 °С.

Все оборудование Flamco имеет сертификат соответствия и Санитарно-Эпидемиологическое Заключение, разрешающее их использование в системах питьевого водоснабжения.

Существуют 3 типа крепления мембраны:

1. Незаменяемая мембрана, которая не растягивается, а «раскатывается» по стенкам бака, что повышает ее надежность, а специальная конструкция зажимного кольца обеспечивает долгий срок службы и предотвращает падение начального давления (реализована в моделях Flexcon C и Airfix A) ;

2. Заменяемая мембрана в форме груши, которая крепится к верхнему фланцу, практически совпадая по длине с баком, таким образом, что при поступлении теплоносителя она опирается на стенки бака и нагрузка распределяется равномерно по площади «груши» и не происходит натяжения ее «шейки», что значительно увеличивает срок службы мембраны (реализовано в модели Flexcon CE);

3. Заменяемая мембрана, закрепленная между двумя фланцами с противоположных концов бака, что помимо преимуществ, перечисленных во втором пункте, делает мембрану неподвижной (что особенно актуально при больших объемах), тем самым в разы увеличивая ее надежность и срок службы (модели: Flexcon M, на больших объемах Flexcon Pro и Airfix P).

Подбор объема мембранных баков

Существует специальная методика для правильного подбора объема расширительного бака

Для системы отопления объем подбирается таким образом, чтобы даже при на- греве теплоносителя системы давление в ней не превышаломаксимально допустимого, т. е. чтобы полезный объем бака был не меньше объема температурного расширения теплоносителя.

Исходными данными при расчете расширительного бака будут являться:

  • объем теплоносителя (воды) в системе: Vсист , (л).
  • мощность системы;
  • статическая высота (статическое давление). Высота столба жидкости в системе, действующего на бак (т. е. расстояние от места установки бака до верхней трубы). Один метр водяного столба создает давление 0,1 бар;
  • предварительное давление расширительного бака: Pпредв. — давление газа в газовой камере пустого расширительного бака при комнатной температуре. Предварительное давление подбирается равным статическому давлению столба теплоносителя в системе. Таким образом, до введения системы в эксплуатацию давление газа в баке компенсирует статическое давление столба жидкости, в результате чего мембрана бака находится в равновесии, при этом бак еще не заполнен;
  • максимальное давление: Pмакс. — максимальное давление в системе в месте установки расширительного бака;
  • средняя температура системы: Tср, (°С) — средня температура системы в процессе работы.

Порядок расчета

1. Определяется коэффициент расширения жидкости Kрасш. (прирост объема, %) при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С (принимается, что система заполняется при температуре 10 °С) до средней температуры системы. Для определения коэффициента используется следующая таблица:

Температура, (°С) Коэффициент расширения, (%)
10-40 0,75
10-50 1,18
10-60 1,68
10-70 2,25
10-80 2,89
10-90 3,58
10-100 4,34
10-110 5,16

2. Определяется объем расширения: V, (л) — объем жидкости, вытесняемый из системы при ее нагреве от 10 °С до средней температуры системы.

Vрасш = Vсист. • Красш.

3. Определяется коэффициент заполнения бака (коэффициент эффективности) Kзап. при заданных условиях работы, показывающий максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема расширительного бака), который может вместить расширительный бак. Все давления в формуле измеряются в абсолютных единицах!

4. Определяется потребный полный объем расширительного бака: V, (л); вводится коэффициент запаса 1,25.

5. И в заключение выбирается модель расширительного бака с округлением в сторону ближайшего целого и учетом максимального давления в месте установки бака по следующим таблицам:

Тип бака Емкость системы, (л)
Тип бака Статическая высота системы в месте установкирасширительного бака, (м)
Тип бака 5 10 15
Flexcon CE 140/1,5 3 027 3 027 2 826
Flexcon CE 200/1,5 4 325 4 325 4 037
Flexcon CE 300/1,5 6 487 6 487 6 055
Flexcon CE 425/1,5 9 191 9 191 8 578
Flexcon CE 600/1,5 12 975 12 975 12 111
Flexcon CE 800/1,5 13 841 13 841 13 841
Flexcon CE 1000/1,5

Максимальное давление — 3 бар

Тип бака Емкость системы, (л)
Тип бака Статическая высота системы в месте установкирасширительного бака, (м)
Тип бака 5 10 15
Flexcon CE 110/3 2 326 2 115 1 903
Flexcon CE 140/3 2 960 2 691 2 422
Flexcon CE 200/3 4 229 3 845 3 460
Flexcon CE 300/3 6 344 5 767 5 190
Flexcon CE 425/3 8 987 8 170 7 353
Flexcon CE 600/3 12 687 11 534 10 381
Flexcon CE 800/3 13 841 13 841 13 841

Максимальное давление — 5 бар

Тип бака Емкость системы, (л)
Тип бака Статическая высота системы в месте установкирасширительного бака, (м)
Тип бака 5 10 15
Flexcon CE 110/3 2 326 2 115 1 903
Flexcon CE 140/3 2 960 2 691 2 422
Flexcon CE 200/3 4 229 3 845 3 460
Flexcon CE 300/3 6 344 5 767 5 190
Flexcon CE 425/3 8 987 8 170 7 353
Flexcon CE 600/3 12 687 11 534 10 381
Flexcon CE 800/3 13 841 13 841 13 841

Максимальное давление — 10 бар

Данные таблицы позволяют подобрать расширительные баки Flexcon для систем отопления в зависимости от объема и статической высоты системы в месте установки расширительного бака. Все значения подсчитаны для следующих условий:

  • система заполнена водой;
  • средняя температура системы 90 °С/70 °С = 80 °С;
  • коэффициент расширения — 2,89 %.

Для систем с другой средней температурой значение емкости системы должно быть умножено на коэффициент:

  • для 85 °С — 0,89;
  • для 90 °С — 0,80;
  • для 95 °С — 0,73;
  • для 100 °С — 0,66.

Инженеры Компании АДЛ всегда готовы оказать поддержку при подборе оптимального варианта оборудования для вашей системы. Мы надеемся, что наш опыт и знания помогут вам сэкономить время, снизить затраты на создание эффективной инженерной системы, исключить трудности при наладке и запуске оборудования.

Мембранный бак для водоснабжения — подбор оптимальной модели и пример монтажа

Нередко водопроводные системы в частном секторе функционируют нестабильно: возможны значительные перепады давления, что становится настоящей проблемой для современной бытовой техники. Для компенсации колебаний давления в водопроводных трубах применяют, чаще всего, мембранный бак для водоснабжения.

Содержание

Принцип работы расширительного бака ↑

Мембранные баки представляют собой резервуары различной емкости, выполненные из металла и оснащенные резиновой мембранной. На рынке представлены мембранные расширительные баки двух видов: с фиксированной (несменной) резиновой перегородкой и заменяемой. Их задача – аккумулировать определенное количество воды и выдавать ее в нужный момент под нужным давлением, предотвращая излишнюю нагрузку в контуре системы и снижая риск возникновения аварийных ситуаций.

Устройство мембранного бака с фиксированной резиновой перегородкой

Принцип работы мембранного бака: после включения, насос закачивает воду в водяную камеру, объем воздушной камеры уменьшается, а давление в баке, соответственно, увеличивается. Когда давление превысит допустимую отметку, насос отключится до тех пор, пока оно снова не уменьшиться в результате водозабора (вода к потребителю поступает непосредственно из бака). Контроль за давлением и настройка реле рабочего диапазона осуществляется по манометру.

На что обратить внимание при подборе бака ↑

Осуществляя подбор мембранного бака для водоснабжения, следует учесть число пользователей системой, интенсивность расхода воды, ее общее количество. Все это влияет на основные параметры.

Предварительное давление в мембранном баке – важный параметр. Обычно завод-изготовитель устанавливает его не более 4 бар, а на месте происходит корректировка. От правильности настройки зависит срок службы мембраны и надежность всей системы. Предварительное давление обязательно измеряют перед монтажом при опорожненном баке, оно должно быть ниже, чем давление включения насоса.

Максимальный и фактический объем мембранного бака не совпадают. Максимальный составляет не больше 75 % от всего объема, а фактический – гораздо меньше. Так, если перепад давлений между выключением и включением насосного оборудования находится в наиболее приемлемом для автономного отопления диапазоне 2-2,5 бар, то фактический объем воды составит около 30-35% от общей емкости. Нужно отметить, чем больше разница между показателями давления включения и выключения насоса, тем фактический объем мембранного бака больше.

Минимально допустимый объем мембранного бака находится в зависимости от интенсивности водозабора, от максимально допустимого количества включений-выключений насоса в час и от того, при каких значениях давления они будут осуществляться. Определить его (приблизительно) можно по следующей формуле: V = 2Q/N, в которой V – объем, м3; Q – предполагаемый забор воды, м3/ч;

N – допустимое число включений насоса в час. Важно знать, что бак, объем которого несколько больше минимально допустимого, будет способствовать продлению срока службы двигателя насосного оборудования.

Короткая инструкция по монтажу ↑

Хотите установить мембранный бак для водоснабжения – инструкция должна содержаться в технической документации. Рассмотрим только некоторые моменты.

Удобнее всего установить мембранный бак до разветвления водопровода

  • Удобнее всего установить мембранный бак до разветвления водопровода. В помещении нужно предусмотреть возможность слива воды и подпитки системы. Температура воздуха в помещении должна быть выше нуля, замерзание воды не допустимо.
  • Место крепления должно иметь достаточную несущую способность. Мембранный бак не должен испытывать дополнительную статическую нагрузку от воздействия прочих агрегатов, труб и т.д.
  • Для установки баков объемом от 8 до 30 литров потребуется специальное настенное крепление, которое отличается повышенной прочностью. А баки большого объема лучше устанавливать на ножках.
  • Перед монтажом необходимо еще раз убедиться, что технический расчет сделан правильно. Обязательно нужно ознакомиться с техническими характеристиками оборудования, которые есть на его корпусе, и не допускать превышения максимально допустимого давления как в воздушной, так и в водяной камере при выставлении предварительного давления и во время эксплуатации.
  • Бак должен быть заземлен во избежание электролитической коррозии.
  • На входе в бак целесообразно установить обратный клапан, если он не предусмотрен в конструкции насоса, а на выходе – манометр для контроля давления и автоматический клапан для выпускания воздуха.
  • В случае, если бак изначально не оснащен запорной арматурой, которая требуется при проведении технического осмотра, например, необходимо установить ее по месту монтажа.

Выводы и видео по теме ↑

Мембранные баки имеют массу преимуществ. Например, при их использовании исключается загрязнение воды, они имеют больший, по сравнению с другими, полезный объем, легко устанавливаются и практичны. Но монтаж их и эксплуатация потребуют соблюдения правил техники безопасности. Доверить установку мембранного бака лучше специалисту.

Подбор мембранного бака для системы водоснабжения

В системе водоснабжения необходимо предусматривать установку мембранного гидробака, который будет ограничивать частоту включений насосов и сглаживать колебания давления.

Выбор типа и размера мембранного гидробака зависит от конкретной системы и, безусловно, должен выполняться специалистом-проектировщиком. Ниже приводятся таблицы с рекомендуемыми номинальными объемами мембранных гидробаков:

Принятые сокращения :
Pset – давление в рабочей точке (напор насоса плюс давление на входе в установку)
Q – номинальный расход одного насоса

Для установок без частотного преобразователя

(Число включений в час nmax = 200. Мощность электродвигателя одного насоса менее 4 кВт.)

Q, м³/ч Pset, 1 бар Pset, 2 бар Pset, 3 бар Pset, 4 бар Pset, 5 бар Pset, 6 бар Pset, 7 бар Pset, 8
3 10 13 15 18 21 24 26 бар
5 16 21 25 30 35 39 44 29
10 32 42 51 60 69 79 88 49
15 49 63 76 90 104 118 132 97
20 65 83 102 120 139 157 176 146
32 104 133 163 193 222 252 281 194
45 146 188 229 271 313 354 396 311
64 207 267 326 385 444 504 563 438

Для установок без частотного преобразователя

(Число включений nmax=100. Мощность электродвигателя одного насоса более 5,5 кВт.)

Q, м3 /ч Pset, 1 бар Pset, 2 бар Pset, 3 бар Pset, 4 бар Pset, 5 бар Pset, 6 бар Pset, 7 бар Pset, 8 бар
3 19 25 31 36 42 47 53 58
5 32 42 51 60 69 79 88 97
10 65 83 102 120 139 157 176 194
15 97 125 153 181 208 236 264 292
20 130 167 204 241 278 315 352 389
32 207 267 326 385 444 504 563 622
45 292 375 458 542 625 708 792 875
64 415 533 652 770 889 1007 1126 1244

Для установок с частотным преобразователем минимальный объем мембранного бака равен 1/3 от значения в вышеприведенных таблицах

Также объем мембранного бака можно рассчитать используя формулу:

Обозначение Описание
V Номинальный объем мембранного гидробака, [л]
Q Для установок без частотного преобразователя номинальная подача одного насоса, [м3/час]. Для установок с частотным преобразователем Q=25% от номинальной подачи одного насоса
pset Давление в рабочей точке насоса (сумма давления на входе и давления, развиваемого насосом), [бар]
ΔP Разница между значениями давления выключения и давления в рабочей точке, [бар]. Как правило выбирается 1.5 бара
k Коэффициент, характеризующий давление настройки мембранного гидробака 0,7 для установок с частотным преобразователем; 0,9 для установок без частотного преобразователя
nmax =допустимое число включений-выключений в час

=200 при мощности электродвигателя менее 4 кВт

Читать еще:  Влагостойкий утеплитель для стен изнутри
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector