Как рассчитать расширительный бак для отопления: способы для разных систем
Содержание статьи:
При нагревании объем жидкости всегда увеличивается. Чтобы компенсировать эти температурные скачки в системе обогрева, необходимо устанавливать расширительные баки. На каждые 10 градусов объем может вырасти до 0,3%. Жидкость несжимаема, поэтому избытку некуда деваться. Он будет поступать в расширительный бак до полного остывания. Если лишнюю воду удалять, оставшееся пустое место после остывания контура наполнится воздухом. Из-за этого образуются воздушные пробки, которые могут привести к блокировке всего отопления. Расширительная емкость сможет устранить эту проблему. Чтобы обогрев функционировала правильно, нужно знать, как рассчитать расширительный бак для отопления.
Выбор расширительного бака для различных типов систем обогрева
Открытый расширительный бак
При установке отопительного оборудования можно использовать открытые и закрытые расширительные баки.
Открытые
Устройства открытого типа предназначены для использования в отопительной системе с естественной циркуляцией. Бак представляет собой открытую емкость, на ее дне оборудовано соединение. Саму емкость располагают в наивысшей точке. Из-за этого возникают неудобства в использовании. Бак нужно устанавливать на чердаке, кровле дома, чтобы контролировать уровень жидкости, нужно постоянно подниматься на чердак.
Открытые расширительные емкости нужно закрывать тепловой изоляцией. Ее изготавливают из листовой стали. Сверху на устройстве должен быть сделан люк для осмотра. Максимальный предел уровня жидкости будет контролироваться переливной трубкой, которая выходит на улицу.
Расширительные баки открытого типа выполняют несколько функций:
- поддерживают объем теплоносителя во время колебаний температур;
- восстанавливают объем жидкости при утечке;
- при переполнении системы сбрасывают лишнюю воду в канализацию;
- ограничивают гидравлическое давление;
- удаляют воздух из системы.
Недостатком устройств является их большие размеры. Они склонны к возникновению внутренней коррозии отопительных приборов. Из-за этих недостатков емкости открытого типа используются в отопительных системах очень редко.
Закрытой
Бак закрытого типа
Расширительные баки закрытого типа – оптимальный вариант для отопления с естественной и принудительной циркуляцией. Благодаря появлению таких устройств появилась возможность функционирования системы отопления без контакта с атмосферой. Во время циркуляции теплоносителя не будут выделяться примеси, из-за которых образуется коррозия.
Использование такой системы продлевает срок эксплуатации труб и оборудования. Отопительный контур закрытого типа может работать под высоким давлением. При этом не нужна будет дополнительная подпитка.
Расширительные баки закрытого типа оборудуют в котельных. Их можно использовать круглый год, не опасаясь промерзания.
Требования при выборе расширительного бака
- Рекомендуется выбирать устройство с предохранительным клапаном. Им оснащено большинство современных баков. Если его нет, лучше приобрести отдельно. Если клапан будет часто срабатывать, значит неверно выполнены расчеты объема. Чтобы исправить ситуацию, можно приобрести дополнительное оборудование, которое устанавливается параллельно старому.
- Наименьший объем емкости должен быть не менее 10% от всего объема системы.
- Конструкция должна быть цельной, без механических повреждений.
Специалисты не рекомендуют приобретать очень дешевые устройства. Лучше отдавать предпочтение проверенным производителям. Только в этом случае будет гарантирован длительный срок эксплуатации.
Качество оборудования должно быть документально подтверждено. Оно должно соответствовать гигиеническим требованиям, иметь сертификаты международного образца.
Способы расчета размера бака
Методы расчета могут отличаться в зависимости от системы отопления. Для закрытого типа рекомендуется использовать математические формулы. Если используется открытая отопительная система, вычислить объем бака можно с помощью простого алгоритма.
Способ общего подбора
Объем емкости можно подобрать из расчета 10% от всего внутреннего размера отопительного комплекса.
Расчет по формулам
Чаще всего методом расчета объема расширительного бака для отопления закрытого типа является формула: А=Вх/К, где В – объем теплоносителя, С – параметры теплового расширения теплоносителя, К – параметры эффективности мембранного бака.
Расчет объема теплоносителя
Порядок расчета объема теплоносителя производится на основании трех методов.
Геометрический
Математический расчет производится при помощи суммирования всех элементов. Для этого потребуются:
- Вместительность котла, которая прописана в паспорте.
- Объем воды, который исчисляется в зависимости от количества секций в радиаторе. Вся информация об объеме одной секции прописана в документации с техническими характеристиками.
- Количество воды в трубопроводе – вычисляют путем замеров всех длин.
Все элементы плюсуются, в итоге получается общий объем теплоносителя.
При заполнении системы
К самым точным методам подсчета относится заполнение системы водой. Для контроля объема используется водосчетчик. Если его нет, можно сливать воду в ведра и таким образом подсчитывать полученный объем.
Обобщенный метод
За 1 кВт мощности тепла котла принимают 15 литров от всего объема системы. В зависимости от видов отопительных приборов обобщенный метод будет иметь уточненную модификацию.
Если используются радиаторы, количество воды должно быть не менее 11 литров, в конвекторах – не меньше 7 литров. Для теплого пола объем должен составлять 18 литров.
В техническом паспорте оборудования производитель прописывает объем теплообменника. Количество воды в трубопроводе можно высчитать самостоятельно. Для этого нужно посчитать их длину и внутренний объем. Все показатели, включая котел, трубы и приборы, должны суммироваться. Полученный результат будет общим объемом отопительного комплекса.
Последствия неправильных расчетов
Чтобы избежать ошибок в расчетах, рекомендуется пригласить специалиста
Если объем расширительного бака будет рассчитан правильно, давление в процессе эксплуатации всегда будет стабильным. Все излишки воды, которые образовываются в процессе расширения, будут собираться в специальном резервуаре.
Когда расчеты проведены неправильно, в системе будут наблюдаться постоянные перепады давления. Если в закрытой системе отопления излишки горячей воды никуда не будут сбрасываться, произойдет авария. Могут лопнуть трубы, разгерметизироваться соединения.
Перепады давления в системе могут спровоцировать:
- остановку работы всей отопительной системы;
- замораживание, если остановка котла произошла в зимний период.
Если объема бачка недостаточно, контур нуждается в подпитке водой. Чаще всего с такой ситуацией сталкиваются владельцы котла со встроенным резервуаром.
Рекомендуется приобретать расширительный бачок с запасом по объему. Если запас не вошел в расчет, это негативно скажется на работе всей системы.
Чтобы вся площадь дома обогревалась полностью, необходимо грамотно рассчитывать все параметры оборудования. Ошибки в подборе могут привести к полному выходу системы отопления из строя.
Объём расширительного бака для системы отопления
Содержание статьи:
В этой статье мы поговорим о расширительных баках закрытого типа, так как в настоящее время именно они широко используются в системе отопления. Но к бакам открытого типа это так же применимо.
Выбор расширительного бака для отопления
Расчёт объема расширительного бака для системы отопления это очень важный момент, так как при неправильно подобранным расширительным баком могут возникнуть проблемы при эксплуатации отопления. Проблемы в виде частого срабатывания предохранительного клапана и выхода с него теплоносителя. Эта проблема наблюдается, когда бак слишком малого объема.
Конечно, можно приобрести бак значительно большего требуемого объёма без математических вычислений, но это лишняя трата денег и свободного пространства в помещении.
Подбор расширительного бака осуществляют исходя от общего требуемого объёма теплоносителя для системы отопления. Как известно, любое вещество при нагреве увеличивается в объеме, жидкости тоже расширяются при повышении температуры. Расширительный бак предназначен компенсировать эти явления. Разные жидкости увеличиваются в объеме по-разному, поэтому при использовании разных теплоносителей, требуемый объем бака будет отличаться.
При использовании в качестве теплоносителя воду, объём бака должен быть 10 % от общего объёма системы отопления.Если планируете залить антифриз в систему, бак приобретайте на 15 % от общего объёма.
В качестве примера, если требуемый объем теплоносителя для системы отопления 100 литров, бак нужен объемом 10 литров, если будет заливаться вода и 15 литровый бачок при использовании антифриза.
Как видите здесь ничего сложного, сложнее посчитать нужный объем теплоносителя.
Как посчитать объем теплоносителя для системы отопления
Для начала нужно заглянуть в паспорт котла отопления и выяснить, какой объем вмещает он в себя, далее посмотреть технические характеристики радиаторов отопления. Обычно производители пишут объем требуемой воды для одной секции радиатора. Поэтому необходимо посчитать общее количество секций и умножить на объём одной секции.
Теперь необходимо посчитать сколько теплоносителя вмещается в трубах. Труба это своего рода цилиндр, только очень длинный, поэтому для неё действует общая формула для цилиндров.
V=3,14×r2×h
Где, V– это объём трубы,
r2–радиус внутреннего диаметра в квадрате,
h–длина трубы.
Пример: имеется полипропиленовая труба с наружным диаметром 32 мм и длинной 50 метров.
Внутренний диаметр такой трубы 26 мм, в сантиметрах это 2.6. Соответственно радиус её 1.3 см, что является половиной диаметра.
1.3×1.3 получаем квадрат этого радиуса 1.69,
Так как мы начали считать всё в сантиметрах, значит и длину трубы переводим в сантиметры. 50×100=5000
Теперь 3.14×1.69×5000=26533 сантиметров кубических,
Полученное число из кубических сантиметров переводим в литры
26533:1000=26.533 литра теплоносителя поместиться в представленной в примере трубе.
При подсчете объема труб нужно учесть, что каждый диаметр трубы считается отдельно.
При наличии ещё дополнительных элементов отопления таких, как гидрострелка или теплоаккумулятор необходимо учесть и их.
В современных котлах отопления существует встроенный расширительный бак, но как показывает практика часто объема такого бака не достаточно, поэтому такую систему отопления следует дополнительно оснащать баком, но уже с учетом встроенного бака.
Калькулятор расчета объема расширительного бака в режиме онлайн
Расширительный бак в отопительной системе является балансировочным элементом. Его основная функция заключается в выравнивании объёма теплоносителя в случае его расширения под воздействием повышенного нагрева, а также поддержании требуемого в системе давления. Однако всегда актуален вопрос: как рассчитать объём расширительного бака отопления. Ведь от этого зависит правильный выбор устройства. Для расчёта лучше использовать калькулятор, который быстро справится с поставленной задачей.
Как пользоваться калькулятором расчёта
Всё же объём является основой выбора. Объёмный параметр устройства зависит от некоторых показателей, влияющих на его изменения. А именно:
- чем больше объём теплового носителя в системе обогрева закрытого типа, тем больших габаритов стоит покупать бак;
- чем нагрев теплового носителя выше, тем больше вместимость устройства;
- чем давление теплового носителя выше (берётся возможный коэффициент), тем меньших габаритов ёмкость возможно покупать.
Это главные особенности. Теперь самое время совершить расчёт объёма расширительного бака отопления. Удобнее всего сделать это в режиме онлайн при помощи калькулятора. Всё, что от вас требуется – это заполнить форму в электронном калькуляторе и нажать расчёт.
Немного о типах расширительных баков
Эти устройства, как и сами системы отопления, разделяют на открытые и закрытые. Баки открытого типа отличаются большими габаритами и относительно низкой эффективностью, поэтому они не очень востребованы на рынке на сегодняшний день.
Устройства закрытого типа – это непроницаемые баки, разделённые внутри резиновой мембраной. Внизу циркулирует тепловой носитель, который изменяется в объёме за счёт повышения градуса. Вверху находится воздух, который закачивается туда на самом производстве. Давление воздуха изнутри равно 1,5 атмосфер.
По законам физики вода при нагревании увеличивает объём, её излишки заполняют нижнюю часть расширительного бака. При всём вода давит на мембрану, что поднимается до определённой отметки. Воздушные массы, которые давят сверху, создают в закрытой отопительной системе давление в 1,5 атмосфер, а это – необходимое условие качественной её работы.
При выборе расширительного бака обращаем внимание на следующие моменты:
- Форма бачка может быть округлой (баллонного типа) либо плоской.
- В нём применяется стойкая к температурам резина как мембрана. Она может быть диафрагмовая либо плоская.
- Выбор расширительного бака стоит делать, взяв за основу мембрану, а именно срок её службы и устойчивость к нужному давлению. Помните и о температурном нагреве теплоносителя, что будет контактировать с мембраной.
- Процессы диффузии тоже не самым лучшим образом могут сказываться на её качестве.
Если вам помог калькулятор, то добавьте его в закладки, чтобы не потерять! Сочетание клавиш CTRL+D вам в этом поможет.
Для чего нужен расширительный бак в системе отопления частного дома
СодержаниеПоказать
Расширительный бачок в открытой системе
Источник фото: moskva.tiu.ru
За счет простоты монтажа, доступной стоимости и высоких показателей КПД расширительный бак в системе отопления открытого типа пользуется большой популярностью.
Преимущества открытых вариантов заключаются в следующем:
- Простота конструкции. В некоторых случаях для обустройства обогрева не нужно приобретать дополнительные материалы, а рабочий резервуар можно хранить в гараже.
- Открытые системы лишены проблемы появления избыточного давления, поскольку они связываются с атмосферой. Это избавляет от необходимости покупать предохранительный клапан.
- К другим плюсам относится возможность использования бака для отведения воздуха.
Кроме плюсов, открытая система имеет и минусы. В первую очередь, это необходимость монтажа бака в самой высокой точке. Для этого важно позаботиться о хорошем утеплении чердачного перекрытия, иначе жидкость в резервуаре замерзнет при отрицательных температурах.
Принцип работы
Чтобы понять, зачем нужен расширительный бак, следует оценить его эксплуатационные характеристики, специфику работы и тонкости самостоятельного монтажа. В жидкостных системах отопления роль теплоносителя выполняет вода.
С помощью специального оборудования она перемещается на большие расстояния и обеспечивает полноценный обогрев построек с разной этажностью и площадью. Это способствует росту спроса на монтаж водяных систем.
Ключевым плюсом открытых систем является возможность функционирования без насосных устройств. Движение теплоносителя выполняется по термодинамическим принципам, поскольку горячая и холодная вода обладают разной плотностью, а трубы расположены под наклоном.
Задача расширительного бака для отопления заключается в автоматической стабилизации давления жидкости и хранении остатков разогретой воды.
Резервуар монтируется выше остальных узлов, а принцип его работы состоит из таких этапов:
- подача. Подогретый теплоноситель перемещается от электрического, твердотопливного или газового котла к радиаторам;
- обратка. Остатки теплой воды попадают в бачок, начинают остывать и возвращаются обратно в котловой агрегат. В результате цикл повторяется.
Если система оснащена однотрубной магистралью, обе процедуры происходят в одной трубе. В двухтрубных типах они независимы.
Где расположить
Поскольку контур открытой системы отопления замкнут, но не изолирован от внешнего воздуха и негерметичен, появление проблемы избыточного давления исключается. При этом расширительный резервуар должен устанавливаться в правильном месте — выше всех остальных узлов. Если не учесть это правило, теплоноситель просто выльется.
Еще высокое размещение способствует эффективному отведению воздуха. В составе жидкости всегда присутствует растворенный воздух, который может переходить в состояние газа и вступать в химическую реакцию с металлическими поверхностями в трубах и теплообменнике.
Чрезмерное скопление газов приведет к забиванию радиатора или целой зоны отопительного контура. Поэтому своевременное устранение пузырьков воздуха является важнейшей задачей.
В некоторых случаях открытые резервуары совмещаются с магистралью обратки, что связано с особенностями конструкции или другими компоновочными соображениями.
Однако они остаются в самой высокой точке контура, к которой подводится труба. При таком монтаже понадобится установить специальные клапаны для отведения газов.
Какой объем бака потребуется
Разобравшись, зачем нужен расширительный бачок в открытой отопительной системе, можно переходить к следующему вопросу — выбору объема резервуара. Строгие ограничения или нормированные правила на этот счет отсутствуют.
Главное — оценить показатели коэффициента расширения жидкости при нагреве, емкость всей системы и оптимальный режим работы, чтобы определить, каким будет конечный объем жидкости.
Согласно простым расчетам, при нагреве 100 л воды до 90°С происходит прирост в 3,5 л, т.е. 5% от общего объема. Однако этого значения часто не хватает, поскольку резервуар должен предварительно заполняться на ¼ своей высоты, чтобы не «заглатывать» воздух.
Еще необходимо учитывать «переменный объем», компенсирующий расширения. На верхней границе фиксируют патрубок перелива, а выше уровня воды оставляют свободное место. Поэтому показатель в 5% является условным, а опытные специалисты рекомендуют придерживаться следующего соотношения — объем резервуара +10% объема системы.
Чтобы определить второй показатель, нужно руководствоваться такими принципами:
- Если монтаж системы выполнен, достаточно провести несколько замеров с помощью специального прибора — водомера. Он позволит определить, какое количество жидкости поместится в расширительный бак для водоснабжения или для отопления частного дома путем обогрева радиаторов. Способ демонстрирует высокую точность, но малоэффективен, поскольку важно получить результат для монтажа водопровода, труб отопления и других узлов.
- Некоторые мастера используют соотношение 15 л на 1 кВт мощности котельной установки. Методика непопулярна из-за большой погрешности.
- Объем отопительной системы можно определить с помощью несложных расчетов. Если проектом предусмотрен монтаж бака с контурами труб разного диаметра, котлом и радиаторами, необходимо совместить объемы всех узлов и получить искомую величину. Изначально, подобный способ может показаться достаточно сложным, но на практике все намного проще. К тому же, в сети можно найти специальные онлайн-калькуляторы, позволяющие получить точные значения за пару минут.
Если расчеты осуществляются для получения оптимального объема бака, то сам резервуар учитывать не нужно.
Расширительный бак для отопления закрытого типа
Основным достоинством резервуара для закрытой системы отопления являются его компактные размеры и возможность монтажа на любом участке контура.
Источник фото: zagr.ru
При монтаже согласно утвержденным нормативам, четкие ограничения в выборе места установки отсутствуют. Однако на многих схемах резервуар располагается возле насоса.
За счет герметичности бака, давление внутри контуров может расти до высокого уровня. Чтобы защитить конструкцию, важно предусмотреть наличие «группы безопасности».
Она состоит из следующих узлов:
- Предохранительный клапан с заданным верхним порогом давления.
- Воздухоотводчик с поддержкой автоматизации.
- Манометр или манометр с термометром для выполнения контрольно-измерительных задач.
Однако необходимость организации «группы безопасности» не является минусом, поскольку она объясняется спецификой работы системы.
К недостаткам баков для закрытых типов относится их дороговизна и необходимость самостоятельной покупки.
Но передовые модели поставляются с уже установленным резервуаром. Это касается агрегатов настенного типа.Устройство и принцип работы
Чтобы определить, какой расширительный бак нужен для отопления, следует изучить устройство и принцип работы конструкций для закрытой отопительной системы. Исполнение подобного резервуара достаточно простое. В зависимости от модели оно может немного отличаться, при этом специфика работы остается одинаковой.
Конструкцией бака предусмотрено наличие таких составляющих:
- Корпус бака.
- Резьбовой патрубок.
- Ниппель или золотник.
- Мембрана.
- Водяная и воздушная камеры.
В качестве корпуса в большинстве случаев используется сборная штампованная конструкция цилиндрической формы (на рынке доступны и другие варианты).
Внутренняя поверхность стенок обладает защитным покрытием против коррозии и эмалевым слоем. Цвет корпуса красный, поскольку в магазинах предлагаются и резервуары-гидроаккумуляторы, которые отличаются синей окраской, оповещающей о невозможности работы с горячей жидкостью.
На резервуаре находится резьбовой патрубок для подключения бака к отопительному контуру. Ведущие производители поставляют в комплекте с резервуаром фитинги и накидную гайку-американку, которая упрощает процесс монтажа.
На противоположной стороне корпуса размещается ниппель или золотник, напоминающий велосипедный. С его помощью выполняется подкачка давления в воздушной камере.
Следующим важным узлом является мембрана, разделяющая внутренний объем бака на 2 отдельные части. В некоторых случаях устанавливается дополнительный мембранный бак, который задействуется при выходе из строя основной мембраны. По такому принципу необходим расширительный мембранный бак.
Источник фото: stroyaqua.com
Для изготовления этой детали используются эластичные материалы с минимальным показателем диффузии. Долгое время их роль выполнял каучук, но из-за недолговечности он потерял свою популярность. В современных устройствах принято закреплять этилен-пропиленовые или бутиловые элементы.
Роль воздушной камеры заключается в создании избыточного давления, которое опускает мембрану вниз и обеспечивает минимальный объем водяной камеры до полного заполнения.
Когда система заполняется жидкостью и включается в работу, контур нагнетает давление, а поверхность мембраны начинает изгибаться — это указывает на увеличение объема водяной камеры.
В зависимости от интенсивности нагрева, степень расширения может быть разной. Излишки теплоносителя перемещаются в водяную камеру бака, где они остывают, приобретают прежний объем, а мембрана отжимается вниз. В результате подобных действий обеспечивается оптимальный баланс давления.
В случае каких-либо сбоев, из-за которых теплоноситель не может больше расшириться, в работу вступает предохранительный клапан, стравливающий излишки и восстанавливающий равновесие.
Нередко мембрана может обладать нетрадиционной формой. Так, в продаже доступны баки баллонного типа, где она представляет собой эластичный баллон с герметично закрепленными краями.
Этот резервуар выполняет роль водяной камеры, а оставшееся пространство используется в качестве воздушной камеры с заданным давлением. В случае расширения жидкости, стенки мембраны начинают растягиваться, и она становится погожей на грушу. При этом объем камер с воздухом уменьшается, а значения давления продолжают расти.
Подобные баки широко востребованы в системе водоснабжения, поскольку они просты в установке и обслуживании. Разбираясь, нужно ли заземлять расширительные бачки, следует учитывать принцип их работы, размещение и функциональные возможности (если узел закреплен возле печи, заземление обязательно).
Какой объем должен быть у расширительного бака в закрытой системе отопления
Источник фото: almaty.satu.kz
На рынке можно найти целые серии баков с разными показателями рабочего объема. Чтобы найти наиболее оптимальный вариант, нужно провести некоторые расчеты, руководствуясь следующей формулой: Vб = Vс × k / D.
Значение Vб указывает на минимальный объем резервуара, Vc — отображает общий объем отопительной системы, а k является показателем коэффициента расширения жидкости.
D — коэффициент эффективности резервуара, который можно определить с помощью такой формулы: D = (1m — Qб)/(Qm + 1).
Qm является верхним показателем допустимого давления в отопительной системе и определяет усилие срабатывания клапана из «группы безопасности.
Qб указывает на предварительно созданное давление в камере воздушного типа. При наличии встроенной подкачки подобный показатель будет указан в технической документации. Иногда уровень давления регулируется автомобильным насосом с манометром.
Чтобы упростить процесс расчета объема, можно воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами.
Расширительный бак для водоснабжения: устройство гидробака, установка, расчет
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.
Содержание статьи:
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.
Галерея изображений
Фото из
Гидроаккумулятор в системе водоснабжения
Емкость для создания резерва воды
Средство защиты от гидроудара
Устройство для автоматизации откачки
Гидроаккумулятор в насосной станции
Гидробак в паре с погружным насосом
Как дополнительное оборудование
Гидроаккумулятор и блок автоматики
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.
Срок службы съемной груши зависит от настроек давления воздуха в газовом отсеке гидроаккумулятора. Иногда, для создания большего запаса воды, пользователь уменьшает количество воздуха и увеличивает количество воды в груше. Это приводит к касанию мембраны к стенке бака, и становится причиной быстрого истирания
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.
Чаще всего баки с фиксированной мембраной используются для систем отопления. Так как мембрана — это элемент, который выходит из строя гораздо быстрее, то и срок службы такого бака меньший, чем устройства со съемной грушей
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.
Внешне расширительные баки можно разделить лишь на горизонтальные и вертикальные модели, но их рабочие параметры могут быть очень разные
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.
Гидравлические аккумуляторы в системах водоснабжения сокращают вероятность возникновения гидроударов, предохраняют насосы от излишне частых включений, позволяют сформировать запас воды и поддерживать давление в контуре
Принцип работы гидроаккумулятора
Закрытые 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.
В гидробаке происходит постоянное взаимодействие воды и газа, отделенных друг от друга резиновой мембраной. Объем жидкости внутри устройства регулируется количеством газа (его давлением) (+)
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.
Устройство, предназначенное для системы отопления, служит дополнительным резервуаром, позволяющим теплоносителю свободно расширяться при нагреве. Без него система обречена на разрушение
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.
Таблица демонстрирует взаимосвязь параметров давления воздуха в газовом отсеке гидроаккумулятора с показателями настройки реле и размером бака (+)
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.
Галерея изображений
Фото из
Небольшой по объему гидробак
Бак с поверхностным насосом
Гидроаккумуляторы со скважинными насосами
Объем гидробаков для погружных насосов
Расчет общего объема гидробака для водоснабжения закрытого типа рассчитывают по такой формуле:
Vt=K*Amax*((1+Pmax)*(1+Pmin))/(Pmax-Pmin)*(1+Pвозд.),
где:
- Vt — полный объем гидробака;
- Amax – максимально возможное расходование воды в минуту, литр;
- К – коэффициент (см. табл.), зависящий от мощности насоса;
- Pmax – настройки реле при отключении оборудования, бар;
- Pmin – настройки реле при запуске оборудования, бар;
- Pвозд. – давление в гидробаке (в его газовой полости), бар.
Коэффициент К можно определить по следующей таблице:
Таблица коэффициента К, зависящего от мощности насоса, для расчета общего объема гидробака закрытого типа для водоснабжения
Некоторые производители также считают объем гидробака по другому:
Компания Джилекс, занимающаяся производством обширной линейки оборудования для систем водоснабжения и отопления, предлагает еще одну формулу для экспресс-определений объема гидробака
Горизонтальная и вертикальная ориентация
Выбор между вертикальным и горизонтальным баком заключается в особенностях помещения. Если комната небольшая или объем емкости внушительный, то чтобы не занимать много места, устанавливают вертикальную емкость.
Горизонтальный бак имеет меньшую вместительность, может подвешиваться на стене, а также служить опорой для установки поверхностного насоса. Для его монтажа предусмотрены специальные крепления. Большие баки производятся только в вертикальном исполнении и устанавливаются на ножки.
Подытоживая все вышесказанное, можно отметить, что выбор гидроаккумулятора предстоит совершать между такими отличительными свойствами:
- рабочее давление;
- страна производитель;
- больший или меньший объем;
- сменная или нет резиновая мембрана;
- мембрана для технической или питьевой воды;
- материал корпуса — нержавеющая или эмалированная сталь.
Чтобы в будущем не было трудностей с заменой комплектующих, лучше выбирать самые ходовые модели устройств. Резиновые груши к ним всегда есть в свободной продаже, если понадобиться срочная замена, не придется долго ожидать доставки.
Галерея изображений
Фото из
Вертикальный гидробак без опор
Гидроаккумуляторы средней емкости
Мембранные баки с ножками
Особенности вертикальных моделей
Схемы подключения гидробаков
Для системы горячего водоснабжения проводят на участке циркуляционной магистрали, всасывающей линии насоса, ближе к водонагревателю.
Бак оборудуется:
- манометром, предохранительным клапаном, воздухоотводчиком — группа безопастности;
- запорным клапаном с устройством, которое предотвращает случайное перекрытие.
В водопроводной системе, где присутствует водонагревательное оборудование, устройство берет на себя выполнение функций расширительного бака.
Схема установки в системе ГВ: 1 – гидробак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насосное оборудование; 4 – элемент фильтрации; 5 – обратный клапан; 6 – кран запорный
В системе ХВ главное правило при — монтаж в начале обвязки, ближе к насосу.
В схеме подключения обязательно присутствуют:
- обратный и запорный клапан;
- группа безопасности.
Схемы подключения могут быть очень разными. Подключенный гидробак нормализует работу оборудования, уменьшая количество включений насоса за единицу времени и этим продлевая срок его службы.
Схема монтажа в системе ХВ со скважиной: 1 – бак; 2 – обратный клапан; 3 – кран запорный; 4 – реле для регулировки давления; 5 – прибор управления насосным оборудованием; 6 – группа безопасности
В схеме с повысительной один из насосов работает постоянно. Такая система устанавливается для домов или зданий с высоким водопотреблением. Гидробак здесь служит в для нейтрализации скачков давления, а для аккумулирования воды устанавливают емкость как можно большего объема.
Выполнение установки расширительного бака
Перед началом работ проверяют гидроаккумулятор на отсутствие повреждений. Установку устройства проводят в звукоизолированном помещении, при плюсовой температуре. Чтобы иметь доступ к крану для слива, запорной арматуре и т. п., расстояние от бака до потолочного перекрытия и стен оставляют не меньше 0,6 м.
В помещении также необходимо предусмотреть возможность наполнения бака и слива воды. Крепеж и место для монтажа должно выдерживать 100%-ю заполненность емкости.
Для расширительных баков объемом до 30 литров используют настенное крепление, большие емкости устанавливают на ножках
Гидроаккумулятр не должен подвергаться механической и статистической нагрузке, нежелательно допускать воздействие на него труб и агрегатов. Бак привинчивают к полу, используя резиновые прокладки. На входе в гидробак устанавливают обратный клапан, кран для слива.
Галерея изображений
Фото из
Для подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения потребуется реле давления, полимерные трубы, американака 1″, переходник и цанговая муфта, фум-лента
Для обеспечения герметичности в узле и возможности разобрать оборудование без повреждений уплотняем резьбу фум-лентой
Для упрощения сборки/разборки и возможности легко демонтировать для ремонта ставим американку перед реле давления
Подсоединяем реле давления, стараясь расположить его под углом, удобным для дальнейшей эксплуатации и отслеживания параметров
Несмотря на то, что в узле соединения манометра с реле есть уплотняющая прокладка, резьбовое соединение в этом месте дополнительно проходим уплотняющей лентой
Сварим колено из труб ПВХ для удобства и упрощения подключения линии, транспортирующей воду к потребителям
К расположенному на выходе из реле давления патрубку подключаем сваренное из труб ПВХ колено
Используя муфту для полиэтиленовых труб, оснащенную цанговым зажимом, подсоединяем водопроводную линию от насоса к гидробаку
Шаг 1: Подбор компонентов для подключения бака
Шаг 2: Уплотнение резьбы на фланце гидробака
Шаг 3: Установка американки перед реле давления
Шаг 4: Подключение к схеме реле давления
Шаг 5: Подсоединение манометра
Шаг 6: Сварка труб для отводящего колена
Шаг 7: Фиксация колена для водопровода
Шаг 8: Крепление трубы от насоса к реле
Перечисленные шаги требовались для устройства обвязки гидроаккумулятора, которую производили на дневной поверхности. Для дальнейших действия надо переместиться в кессон.
Галерея изображений
Фото из
Шаг 9: Погружение участка системы в кессон
Шаг 10: Сборка участка водопровода в кессоне
Шаг 11: Удаление крышки для подключения электрики
Шаг 12: Фиксация кабеля питания насоса
После проведения финишной сборки системы остается провести контрольные испытания и запустить контур водоснабжения.
Особенности регулировки гидроаккумулятора
Расширительные баки для водоснабжения поступают в продажу со стандартными настройками производителя — зачастую давление в воздушном отсеке уже установлено на значении 1,5 бар. Допустимое давление всегда указано на этикетке и производитель не рекомендует отклоняться от заданных параметров, особенно в сторону его увеличения.
Перед тем как приступить к регулировке, систему отключают от электросети и закрывают запорные вентили. Мембранный бак полностью опустошают, сливая воду — точный показатель давления можно измерить только при пустом отсеке для воды.
Далее снимают показатели давления с помощью точного манометра. Для этого с золотника снимают декоративный колпачок и подносят прибор. Если давление отличается от требуемого, то его приводят в соответствие, накачивая или стравливая лишний воздух.
Учитывая то, что производитель против отклонений от рекомендованных показателей давления, необходимо еще на этапе проектирования выбрать подходящее оборудование, параметры которого не будут конфликтовать между собой
При регулировке давления в газовом отсеке бака производитель заполняет его инертным газом, например, осушенным азотом. Это предотвращает коррозию внутренней поверхности. Поэтому пользователям также рекомендуется использовать для увеличения давления технический азот.
Настройка давления бака в системе водоснабжения
Давление в баке закрытого типа устанавливается всегда несколько ниже (на 10%), чем уровень давления при запуске насоса. Регулируя давление в устройстве можно корректировать напор воды. Чем меньшим будет давление газа в гидробаке (но не меньше 1 бар), тем больше он будет вмещать в себе воды.
Напор при этом станет неравномерным — сильным при наполненном резервуаре и все более слабым при его опустошении. Чтобы обеспечить сильный и ровный поток воды устанавливают давление в камере с воздухом или газом в пределах 1,5 бар.
Напор воды в водопроводе устанавливается с помощью реле. При настройке давления в расширительной камере необходимо учитывать эти значения
Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя
Расширительный бак, который используется для горячего водоснабжения, изначально не должен содержать воды. Давление в устройстве устанавливается на показателе, который на 0,2 больше чем верхний порог отключения насоса.
Например, если реле настроено на отключение оборудования при показателях давления в 4 бар, то давление в газовом отсеке расширительного бака должно устанавливаться на значении 4,2 бар.
Установленный в обвязке водонагревателя, бак не служит для поддержания давления. Он призван компенсировать расширение тогда, когда происходит нагрев воды. Если установить давление в нем на меньшее значение, то в баке будет постоянно находиться вода.
Правила обслуживания гидробака
Плановый осмотр расширительного бака заключается в проверке давления в газовом отсеке. Необходимо также провести осмотр клапанов, запорной арматуры, воздухоотводчика, проверить работу манометра и . Чтобы убедиться в целостности бака проводят внешний осмотр.
Во время профилактического обслуживания, следует измерять давление в гидробаке и корректировать его, если необходимо
Несмотря на всю простоту устройства, расширительные баки для водоснабжения все же не вечны и могут сломаться. Характерные причины — разрыв мембраны или потеря воздуха через ниппель. Признаки поломок можно определить по частому срабатыванию насоса, появлению шума в системе водопровода. Понимание принципа работы гидроаккумулятора — это первый шаг к правильному обслуживанию и устранению неисправностей.
Монтаж гидробака открытого типа
Устройство открытого типа используется все реже, так как требует постоянного вмешательства пользователя в свою работу. Открытый расширительный бак — это негерметичная емкость, которая служит для образования , аккумулирования воды, а также служит в качестве расширительной камеры.
К баку подключают: кран для слива, патрубки для рециркуляционной и подающей трубы, контрольную и переливную трубу
Бак устанавливают выше самой верхней сантехнической точки, например, на чердаке, вода в систему поступает самотеком. Каждый метр, на который поднимается устройство, увеличивает давление в водопроводе на 0,1 атмосфер.
Чтобы автоматизировать процесс обеспечения водой, бак оснащают поплавковым переключателем и устанавливают автоматическое реле, которое будет включать и отключать насос.
Емкость монтируют в непромерзаемом помещении, накрывают крышкой от пыли и мусора, укутывают стенки минеральной ватой или другим утеплителем
Такой способ организации водоснабжения требует регулярного контроля пользователя, иначе вода при отрицательных температурах может замерзнуть (если помещение не отапливается). Жидкость будет испаряться, поэтому придется постоянно доливать ее.
Кроме того, такая емкость громоздкая и не эстетичная, для нее обязательно нужно иметь в доме чердачное помещение. Но главный недостаток устройства — бак не приспособлен работать в условиях высокого напора воды в системе.
Выводы и полезное видео по теме
Ролик #1. Все о расширительных баках — классификация, предназначение, регулировка и признаки неполадок:
Ролик #2. Неправильная работа насосной станции часто связана с неисправностями гидроаккумулятора:
Ролик #3. Нюансы выбора гидробаков для водоснабжения:
Еще на этапе планирования и разработки водопроводной системы необходимо продумать все принципиально важные моменты и просчитать все параметры. Если нет уверенности в непогрешимости своих расчетов и правильном выборе гидробака для водоснабжения, лучше обратиться к специалистам.
Большинство фирм, реализующих профессиональное оборудование, предоставляют консультации или даже проводят расчеты бесплатно. Это поможет избежать ошибок и лишних трат.
Мы ждем ваши комментарии с рассказами о собственном опыте в использовании расширительного бака, с вопросами, возникшими в ходе ознакомления с представленной информацией. Нам интересны ваши замечания и вероятные предложения. Прокомментировать материал можно в расположенном ниже блоке.