0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подбор и установка мембранных баков для систем отопления и ГВС

Подбор и установка мембранных баков для систем отопления и ГВС

Место бака в системе отопления

Функция расширительного бака (экспанзомата) в системе отопления – компенсировать увеличение объема воды вследствие ее температурного расширения.

Давление в месте подключения аппарата к системе всегда равно статическому давлению в данной точке при имеющейся температуре. Доказать это очень просто: если допустить, что давление в точке подключения бака изменяется, то придется признать, что объем теплоносителя в баке тоже изменился. А этого быть не может, т.к. взяться лишнему теплоносителю в замкнутой системе неоткуда, да и бесследно исчезнуть он тоже никак не может. Впрочем, это правило распространяется только на системы с одним расширительным баком.

Таким образом, от места расположения расширительного бака зависят параметры работы всех остальных элементов системы отопления, требуемое начальное давление в баке и его объем.

При выборе места присоединения расширительного бака следует помнить, что чем выше давление в системе отопления, тем меньше вероятность ее завоздушивания.

На рис. 1 приведено несколько вариантов присоединения мембранного бака к системе отопления со следующими высотными параметрами:
• превышение верхней точки системы над нижней (H) – 10 м;
• теплогенератор и предохранительный клапан расположены на 2 м выше нижней точки системы (h1);
• расширительный бак помещен на 1 м выше точки его подключения к системе (h2);
• статическое давление на уровне нижней точки системы – 15 м вод. ст.

Если мембранный бак присоединяется к системе непосредственно после циркуляционного насоса (схема б), следует проверить, чтобы перед насосом сохранялся антикавитационный запас по давлению.

У выносных флажков на рис. 1 обозначены расчетные значения рабочего давления в характерных точках каждой системы (в м вод. ст).

Значение настройки предохранительного клапана принято 33 м вод. ст., напор насоса – 6 м вод. ст., емкость системы – 200 л. Разница максимальной и минимальной температур теплоносителя – 80 °С.

В табл. 1 приведены расчетные характеристики мембранных баков для схем с их разным подключением.

При установке мембранного бака в гравитационной системе отопления на верхней магистрали его следует смещать от главного стояка в сторону отопительных стояков, чтобы исключить паразитное влияние на циркуляцию остывающего в баке теплоносителя. Главный стояк необходимо оснастить воздухоотводчиком и предохранительным клапаном (рис. 1f).

Теплоноситель должен поступать в мембранный бак сверху. В этом случае отсутствует вероятность попадания воздуха в жидкостный отсек бака. Если это требование выполнить невозможно, рекомендуется соблюдать такие правила:
• точка подпитки должна находиться как можно ближе к точке подключения бака;
• при заполнении системы теплоносителем не допускается использование для выпуска воздуха автоматических воздухоотводчиков (они должны быть закрыты).
• удаление воздуха из системы должно осуществляться через предусмотренные для этого штуцеры с кранами (рис. ) или комбинированные краны с дренажом и ручным воздухоотводчиком (рис. );
• по возможности следует использовать мембранные баки, имеющие верхний патрубок для присоединения воздухоотводчика к жидкостной полости.

Подбор бака

Включает в себя объем воды в трубах, котле, радиаторах и других элементах системы. Этот показатель подсчитывается по фактической емкости каждого элемента системы; P a min – начальное (настроечное) абсолютное давление в расширительном баке, бар; P a max – максимальное абсолютное давление, возможное в расширительном баке, бар.

С определенной погрешностью значение объема теплоносителя в системе можно выбирать из табл. 2. При расчетах на стадии техникоэкономического обоснования допускается принимать удельную емкость системы отопления 15 л/кВт.

Установка расширительного бака недостаточного объема или некорректный монтаж могут стать причиной неправильной работы системы отопления и даже выхода ее из строя.

Настроечное давление бака не должно быть ниже гидростатического давления на уровне центра бака более, чем на 1 м вод. ст. (0,1 бара). В противном случае уже в процессе заполнения системы полезный объем бака заполнится теплоносителем, и при последующем нагреве и расширении жидкости будет предоставлен меньший объем, чем это необходимо. Иными словами, если в баке настроечное (заводское) давление равно 1,5 бара, то заполнять систему нужно до давления на уровне центра бака, не превышающего 1,6 бара. Если по проекту в системе необходимо установить большее гидростатическое давление, то для этого, перед монтажом бака, в нем необходимо поднять давление при помощи воздушного насоса.

Некоторое количество теплоносителя в баке, обеспеченное его «недокачкой» до гидростатического на 1 м вод. ст., необходимо на тот случай, когда произойдет охлаждение залитого теплоносителя. Например, если система заполнялась днем при температуре воды 20 °С, и котел по каким-либо причинам не был запущен, при ночном охлаждении теплоносителя его объем уменьшится, что может привести к разряжению в верхних точках системы и интенсивному подсосу воздуха через воздухоотводчики.

В двух одинаковых системах, различающихся только по типу теплоносителя, расширительный бак большего объема потребуется в той системе, где используется незамерзающий теплоноситель на основе гликоля (этилен- или пропиленгликоль). Ведь коэффициент расширения у гликолевых растворов несколько выше, чем у воды.

Таким образом, при переходе с водяной системы на систему с гликолем потребуется, возможно, замена бака на больший по типоразмеру или установка дополнительного «мембранника».

Сигналом к тому, что система нуждается в баке большей емкости, служит частое срабатывание предохранительного клапана.

Читать еще:  Методы гидравлического расчета системы отопления

Диаметр подводящей линии к мембранному расширительному баку должен быть не менее рассчитанного по следующей формуле:

Примеры обвязки

Мембранные баки для ГВС

Основное отличие мембранных баков для водоснабжения заключается в том, что вода в них не должна соприкасаться со стенками корпуса, как это допускается в системах отопления. Поэтому в них всегда применяется мембрана камерного типа (в виде мешка). Кроме того, к материалу мембраны баков для водоснабжения предъявляются повышенные требования по допустимости контакта с пищевыми жидкостями.

Расчет мембранного расширительного бака для ГВС производится по формуле 1. Подсчет объема воды в системе ведется с учетом воды, содержащейся в трубопроводах и водонагревателе или теплообменнике.

Конструкция некоторых водонагревателей предусматривает наличие демпфирующей воздушной подушки в замкнутом объеме самого водонагревателя. Объем этой подушки обуславливается высотой расположения выпускной трубы ГВС и также должен учитываться при подборе расширительного бака ГВС.

Пример установки мембранного бака для ГВС приведен на рис. 7.

Устройство и функции этого оборудования

Расширительный бак предназначен для поддержания давления в системе подачи воды. Чаще всего для водоснабжения используется закрытое оборудование мембранного типа. Оно представляет собой емкость, внутри которой установлена резиновая мембрана. Она делит устройство на две камеры: воздушную и водную. После запуска системы электронасос заполняет последнюю водой. Объем воздушной камеры при этом уменьшается. Чем меньше объем воздуха в баке, тем выше давление.

В качестве расширительного бака для системы водоснабжения используется конструкция мембранного типа. Резиновая диафрагма делит устройство на две камеры: воздушную и водную

Как только оно превысит запрограммированную отметку, насос будет автоматически отключен. Включится же он только после того, как давление упадет ниже минимальной запрограммированной отметки, при этом вода начнет поступать из водяной камеры бака. Цикл «выключение-включение» повторяется автоматически. Давление в системе можно проверить по манометру, который может быть установлен на оборудовании. Устройство можно настроить, выбрав предпочитаемый диапазон рабочего давления.

Установленный в системе водоснабжения мембранный расширительный бак выполняет сразу несколько функций:

  • Поддерживает давление при отключенном насосе.
  • Защищает систему от возможного гидравлического удара, спровоцированного перепадами напряжения в сети или попаданием в трубопровод воздуха.
  • Сохраняет под давлением некоторое количество воды.
  • Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.

Использование расширительного бака дает возможность при малом водопотреблении не включать насос, а покрывать потребности в воде за счет жидкости, хранящейся в баке.

Вам также может быть полезен материал том, как правильно регулировать давление воды в системе водоснабжения с помощью реле: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasos-stancii/regulirovka-rele-davleniya-dlya-nasosa.html

Место установки расширительного бачка

Установка расширительного бака в системе центрального отопления и в автономной системе открытого типа производится на верхней точке системы.

При этом, вытеснение воздуха из трубопроводов обеспечивается посредством создания небольшого уклона разводки и розлива.

В случае, если обеспечение уклона отопительного контура невозможно, целесообразна установка дополнительного бачка в месте воздушного кармана. Дополнительный бачок должен находится на том же уровне, что и основной расширительный бак. Если объем воздушного кармана не превышает объема трех радиаторов, целесообразно ограничиться установкой воздушного сбросника.

Установка расширительного бака в системе закрытого типа возможна в любом месте системы. Единственное условие – водный поток на отрезке установки не должен образовывать значительных завихрений. Пример места установки – отрезок трубопровода перед циркуляционным насосом.

Важные аспекты выбора и установки:

  • Объем расширительного бака должен соответствовать десятой части объема теплоносителя в системе. В случае, если объем теплоносителя неизвестен, расчет производится в соответствие с показателем мощности теплового котла – на 1 кВт в среднем приходится 15 л теплоносителя. Нехватка объема устраняется посредством установки дополнительного бака.
  • Расширительные баки мембранного типа позволяют регулировать давление воздушной камеры для достижения оптимальных показателей в соответствие с состоянием отопительной системы.
  • Цвет расширительного бака (красный или синий) определяет возможности его применения. Красные баки устанавливаются в отопительные системы, синие – в системы водоснабжения. Различие заключается в материале мембраны – в синих баках используется пищевая резина, однако они также могут применяться и в отопительных системах.
  • Поступление теплоносителя сверху обеспечит отсутствие воздуха в камере для жидкости. Данный аспект важно учесть при монтаже расширительного бака.

Расширительный бак относится к неотъемлемой части комплекса водоснабжения и контура отопления. Грамотно выбранный и смонтированный расширительный бак убережет Ваш контур от повышения давления и продлит срок службы системы в безаварийном режиме работы на долгие годы.

Мембранный бак устроен из 2-х составных частей. Одна часть гидроаккумулятора заполняется водой , а другая часть мембранного бака заполняется газом . Когда давление повышается в контуре, сразу происходит заполнение жидкостью внутренняя камера гидроаккумулятора , при этом происходит повышение давления в воздушной части расширительного бака до давления контура.

Расширительные баки подразделяются по видам:

  • баллонного вида;
  • мембранного вида;

Гидроаккумуляторы очень схожи по своему принципу работы, но стоит отметить одну особенность, что металлический корпус расширительного бака мембранного вида напрямую имеет контакт с водой, что вызывает коррозийные свойства на внутренней поверхности мембранной емкости . Поэтому мембранный бак требует частой чистки от грязи, а это слишком дорогая и сложная операция.

Конструкция гидроаккумулятора баллонного вида разработана так, что внутри расширительного бака устанавливается каучуковая емкость, которая заполняется жидкостью. Данное устройство мембранного бака не допускает контакта жидкости с корпусом гидроаккумулятора . Данная конструктивная особенность надежнее и долговечнее, а также мало затратная при последующем обслуживании и эксплуатации гидроаккумулятора .

Читать еще:  Как установить термоголовки для радиаторов своими руками

Мембранные баки контура водоснабжения

Гидроаккумуляторы выполняют следующие функции в системе водоснабжения:

  • сохранения воды в емкости под давлением в небольшом количестве;
  • защищают систему от гидравлических ударов и изменений перенапряжения в сети от завоздушивания;
  • защищают насосы от частых включений и быстрого истирания механических частей;
  • сохраняют давление в контуре при отключения насосного оборудования;

Расширительный бак в контуре водоснабжения работает в следующей последовательности: при падении рабочего давления контура до минимального значения, датчик давления, установленный на гидрофоре , дает сигнал на отключение насоса, который заполняет водяную емкость бака и отключается при достижении максимального рабочего давления в системе. Данный принцип действия позволяет не запускать насос при малом потреблении воды.

Расширители системы водоснабжения характеризуются объемом емкости. Для выбора размера и объема расширителя требуется знать несколько важных факторов:

  • количество водоразборных подключений;
  • допустимость потребления воды от нескольких точек разбора одновременно;
  • число людей пользующихся контуром водоснабжения;

Если в системе водоснабжения установлен повысительный насос производительностью (Q) от 0,5 до 2,5 м3/час, то подойдет расширительный бак объемом от 19 до 25 литров, при условии что количество потребителей будет не больше 3-х. При количестве потребителей от 4-х до 9-ти и производительность (Q) повысительного насоса от 2,5 до 3,5 м3/час, то подойдет мембранный бак объемом до 50 литров. При производительности (Q) повысительного насоса от 5 м3/час и количеством потребителей свыше 10 человек рекомендуется установить расширительный бак объемом 100 литров и выше.

Также требуется учитывать тот факт, что мембранный бак в системе водоснабжения является как емкость для запаса воды, поэтому при выборе расширителя каждый потребитель выбирает бак по объему самостоятельно.

В гидрофоре время от времени требуется проверять давления воздуха. Проверка давления в мембранном баке должна происходить при включенном насосном оборудовании, при этом также следует проверять включение и выключение насоса при максимальном и максимальном давлении уставок.

Мембранно-расширительный бак для контура отопления.

Как всем уже известно, температура воды в контуре отопления имеем постоянный нагрев, поэтому теплоноситель в контуре имеет постоянное расширение в объеме, что приводит к повышению давления в системе выше максимально допустимого рабочего давления системы и контура. Повышение температуры выше максимально допустимого значения может пагубно повлиять для системы отопления, поэтому для предотвращения данной и иных ситуаций устанавливают мембранно-расширительный бак системы отопления .

Расширительный бак в контуре отопления выполняет следующие функции:

  • регулирует давления при расширении теплоносителя;
  • сохраняет небольшое количество воды при потере в контуре при уменьшение температуры или утечки теплоносителя.

Мембранный бак подбирается по составу теплоносителя и объему контура отопления при исходной температуре контура. При выборе расширительного бака следует учесть, что расширительный коэффициент у этиленгликоля (антифриза) намного больше чем у воды, так что если система отопления работает на этиленгликоле (антифризе), бак следует выбирать большей емкости, чем гидрофор работающий на воде.

Существует самый быстрый способ выбора расширительного бака системы отопления: расширительный бак подбирается объемом выше 10% общего объема системы, в который входит объем котла, конвекторов, трубопроводов, радиаторов, теплых полов и т.д.

Метод установки и способ подключения мембранно-расширительного бака.

Расширительные баки по виду подключения подразделяются:

  • мембранные емкости вертикального подключения;
  • мембранные емкости горизонтального подключения;

Каких либо явных отличий между расширительными баками горизонтального и вертикального вида нет. Гидроаккумуляторы выбираются от компоновки и размеров помещения, где будет монтироваться расширительный бак .

При монтаже гидроаккумулятора следует помнить следующие советы:

  • Гидрофор должен быть смонтирован с последующим доступом к обслуживанию не только бака но и всей системы в целом;
  • предусмотреть монтаж возле расширительного бака предохранительные устройства и манометры;
  • монтаж мембранного бака должен производиться на всасывающей стороне насосного оборудования;
  • предусмотреть установку запорных устройств для последующего демонтажа или ремонта расширительного бака ;
  • присоединительные трубопроводы должны быть одного диаметра, что и подключения к мембранному баку ;

Способы подключения

Гидравлически правильно подключать бак в точке, находящейся на обратной магистрали перед котлом и циркуляционным насосом (если смотреть по направлению течения воды). Бак можно врезать и на подаче, но при 1 условии: насос должен располагаться на подающей линии и все так же стоять впереди компенсирующей емкости.

Лучшее место подключения мембранного бачка – обратка отопления в котельной, но обязательно перед насосом, а не после него

Момент второй: при перегреве твердотопливного котла бачок, подключенный к подаче, начнет заполняться паром. Воздух и пар – это сжимаемые среды, в этом случае резиновая «груша» перестанет компенсировать расширение воды.

Правильное подключение расширительного бака к системе отопления всегда осуществляется через отсекающий шаровой кран с американкой. Тогда резервуар можно в любой момент вывести из эксплуатации и быстро поменять, не дожидаясь остывания теплоносителя. Если же установить на подводке тройник и второй кран, как изображено на схеме подключения, то емкость можно предварительно опорожнить:

Рекомендация. При обвязке бойлера косвенного нагрева с котлом и ГВС подключайте расширительный бак к линии холодного водоснабжения на входе в накопитель. Здесь применяется специальный бак, выдерживающий давление водопроводной сети. Емкость для отопления или гидроаккумулятор не годится. Как их различить, смотрите на видео:

Функции бака

Есть точный расчет, согласно которому повышение температуры воды на 10 градусов увеличивает ее объем на 0,3%. То есть, доведенная до кипения вода — а это +100 С — дает ее расширение на 3%.

Читать еще:  Циркуляционные насосы для отопительных систем

Кажется, что величина небольшая, но для объема воды в одну тонну или в несколько тонн — что зависит от размеров отопительной системы — это достаточно высокий показатель. Такой объем воды может существенно повлиять на качество работы всей отопительной системы. И здесь без расширительных баков не обойтись.

Какие же функции выполняет этот агрегат?

  1. Удаляет излишки воды при ее нагревании.
  2. Пополняет систему водой при снижении температуры или при утечке.
  3. Контролирует гидростатическое давление внутри отопительной системы.
  4. Удаляет из системы отопления и собирает воздух и перенасыщенные пары, которые образуются внутри отопительного котла.

Устройство в разрезе

Откуда появляется воздух? Опять обратимся к физике. В 1 л воды растворено 40 мг воздуха. При повышении температуры растворимость воды сильно снижается, и воздух начинает выделяться из ее массы.

При высоких температурах выделение воздуха достигает практически 90%. А это достаточно большой объем. Выделенный воздух из воды перемещается с потоками теплоносителя вверх к расширительному баку, где собирается и выводится в атмосферу.

Как и у любого прибора, у расширительных баков есть свои недостатки, к которым относятся:

  • Большие размеры экспансомата. Иногда установить их в котельные проблематично из-за небольшой площади этого помещения. Отсюда и сложности в монтаже.
  • Теплоноситель, проходя через бак, отдает ему свое тепло. И, если его не утеплить, теплопотери возрастают.
  • Вероятность коррозии труб и радиаторов также увеличивается с установкой экспансомата.

Что нужно сделать перед настройкой бака

Все перечисленные виды давления должны быть представлены в барах (1 бар = 10 м). Возьмем за основу двухэтажный дом с высотой отопительной системы 4 м.

Бак должен быть отсоединен от системы отопления или перекрыт краном. Давление в водяной камере должно быть сброшено. При закачке воздуха, давление системы не должно оказывать своего влияния, в противном случае бак не удастся настроить.

То же самое обязательно нужно сделать, когда перед началом отопительного сезона вы проверяется давление в баке, или же когда у вас есть подозрения, что бак перестал работать — прохудилась резиновая груша.

Слева мы предлагаем схему подключения бака к системе отопления.

Есть ли разница, как устанавливать бак: водяным патрубком вверх или вниз? С точки зрения его работы и динамики изменения давления в системе отопления разницы никакой нет. Но вот с точки зрения его работы: в случае неисправности мембраны (когда она прохудилась) — разница есть.

Если бак подключить к системе отопления водяным патрубком вверх, то в случае неработоспособности мембраны бак не сможет отдать воду системе, хотя будет наполнен водой.

А если его подключить наоборот (водяным патрубком вниз), то даже в неисправном виде расширительный бак все еще сможет отдать теплоноситель.

Расчет расширительного бака

Во многих статьях приводятся сложные схемы расчетов объема экспанзомата с использованием массы коэффициентов, поправок и прочего. Эти методы в большинстве случаев верны, но излишне громоздки и сложны для обывателя.

Некоторые авторы предлагают считать объем системы из расчета 15 литров на 1 кВт тепловой мощности котла автономной системы. Такой метод ошибочен. Система может не соответствовать тепловой мощности теплогенератора и расширительный бак будет подобран неверно.

Для расчета объема воды в комплексе отопления нужно просуммировать объем следующих элементов системы отопления:

  1. Теплообменник котла;
  2. Отопительные приборы;
  3. Трубопроводы отопления.

Вместимость теплообменника указана в паспорте изделия, как и внутренний объем отдельной секции радиатора. Секции суммируются и умножаются на единичный объем.

Количество воды в трубах считается по формуле объема цилиндра:

V = (π х Dвнут. х Н) / 4,

Dвнут — внутренний диаметр трубопровода, м;

Н – длина трубы соответствующего диаметра, м.

С помощью рулетки измеряют длину труб различных диаметров, вычисляют их внутренний объем и суммируют. Затем складывают объемы котла, радиаторов и труб. Эту величину умножают на 0,1 (если теплоноситель – вода) или на 0,15 (антифриз). Полученное значение округляют до большего размера изделия.

В случае наличия встроенного расширительного бака в котле все равно следует провести поверочный расчет. Размер бака не всегда соответствует объему смонтированной системы и может понадобиться установка дополнительного устройства.

Расширительный бак отопления закрытого типа

Закрытый расширительный бак для отопления называют также мембранным демпфером. Устройство устанавливается в котельной и подключается к обратной магистрали посредством специального штуцера.

Внутренняя часть бака поделена на две камеры. В воздушной камере содержится воздух или газ под давлением, а вторая соединена с системой отопления.

Мембранные расширительные баки могут быть вертикальными и горизонтальными, а также разъемными и неразъемными. Если демпфер разъемный, то его мембрану в процессе использования можно поменять.

Объем расширительного бака закрытого типа выбирают в зависимости от таких показателей, как потребление воды, объем магистрали отопления, мощность насоса и т. д. Некоторые устройства оснащаются элементами контроля и автоматизации. Если в доме используется большое количество воды для отопления, то устанавливается управляющий насос, поддерживающий постоянное избыточное давление в теплосистеме. После того как вода нагревается, перепускной клапан установки открывается, и жидкость передается в накопительную емкость. После снижения температуры воды включается насос, который закачивает воду в систему отопления из бака. В результате поддерживается постоянное давление.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector