Главная Водоснабжение

Бак мембранный для водоснабжения конструкция. 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.

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.

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.

Бак закрытого типа

Расширительный бачок относится к вспомогательному оборудованию, но без этого устройства эффективная эксплуатация системы отопления невозможна. Для того чтобы сеть нормально функционировала, необходим правильный выбор и настройка параметров всех ее элементов. Одним из важнейших показателей при этом является давление в расширительном баке.

Зачем нужна эта конструкция?

Прежде чем говорить о функциях и настройке расширительного бачка, необходимо разобраться с видами и принципом работы этого оборудования. Для чего же нужна такая конструкция в системе отопления? Основная задача устройства - это компенсация теплового расширения в сети. Ведь во время нагревания и охлаждения теплоноситель меняет свою плотность и объем.

Обратите внимание! Если в инженерную сеть это устройство не установлено, по мере нагревания вода будет увеличиваться в объеме и оказывать влияние на стенки труб и радиаторов. При сильном увеличении напора воды систему может просто разорвать. Установка расширителя позволяет сберечь не только трубопровод, но и котел. Ведь его работа изначально рассчитывается на определенный напор воды в системе.

Расширительные устройства могут различаться по объему. При выборе модели, подходящей по техническим параметрам к конкретной сети, необходимо учитывать, что объем этого элемента должен быть не менее 10% от объема теплоносителя, циркулирующего в системе. Для выполнения такого расчета суммируется объем в радиаторах, трубах и котле. Самый простой способ определения объема - во время закачки системы. Следует помнить, что объем, составляющий 10% - это минимум, но лучше взять модель с небольшим запасом.

О расширительных емкостях для настенных газовых котлов стоит сказать отдельно. Большинство современных моделей с настенным монтажом имеют встроенное устройство, смонтированное на задней или боковой стенке и оснащенное ниппелем. С помощью ниппеля накачивается давление.

Устройство и принцип действия

Все виды расширительных баков имеют одинаковое устройство. Внутри металлического корпуса находится два завальцованных отсека. С одной стороны расположен ниппель, а с другой - горловина для подсоединения к трубопроводу. Внутри корпуса находится диафрагма. В пустой емкости она будет занимать большую часть объема, в то время как остальное пространство заполняется воздухом.

Во время работы системы теплоноситель нагревается, увеличивается в объеме, и его излишки поступают в полость между корпусом и диафрагмой. При понижении температуры воды в системе ее объем уменьшается, и закачанный воздух выдавливает ее обратно в трубопровод.

Установка расширительного элемента

Котельное оборудование рассчитано на работу при определенном напоре воды. Это значит, что в расширительном бачке для его нормальной работы тоже должно быть определенное давление. Оно поддерживается воздухом или азотом, которым наполнен корпус. Закачка воздуха в емкость происходит на заводе. Во время монтажа необходимо следить, чтобы воздух не был выпущен. В противном случае прибор не сможет функционировать.

Давление отслеживается с помощью манометра. Бегающая стрелка прибора говорит о том, что воздух вышел из расширителя. В целом такая ситуация не является серьезной проблемой, поскольку воздух можно накачать через ниппель. Средние показатели напора воды в баке - 1,5 атм. Тем не менее они могут не подходить для конкретной системы. В этом случае давление нужно регулировать самостоятельно.

Нормальные показатели - на 0,2 атм. меньше, чем в системе. Категорически не допускается превышение давления в расширительной емкости по сравнению с этим показателем в сети. В подобных ситуациях увеличившийся в объеме теплоноситель не сможет зайти в резервуар. К трубопроводу бачок подключается через присоединительный размер.

Важно не только правильно подключить резервуар расширения, но и грамотно выбрать место для его установки. Несмотря на то, что современные модели, могут быть смонтированы в любом месте, специалисты советуют устанавливать этот элемент системы на обратке между котлом и насосом.

Для обеспечения ремонтопригодности конструкции на трубе, через которую подключается емкость расширителя, устанавливается шаровой кран. В случае выхода оборудования из строя запорная арматура позволит снять его без откачки теплоносителя из системы. Во время работы системы кран обязательно должен быть открыт. В противном случае в ней резко возрастет давление, и она даст течь в своем самом слабом месте.

Установка в котельной

В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя устанавливаются бачки других типов. Такой резервуар - это открытая емкость, как правило, сваренная из листовой стали. Устанавливать его необходимо в самой высокой точке инженерной сети.

Принцип действия такого элемента очень прост. По мере увеличения в объеме жидкость вытесняется из труб, поднимаясь по ним вместе с воздухом. Охлаждаясь, теплоноситель возвращается в трубопровод под действием гравитационных сил и естественного давления воздуха.

Почему падает давление?

Давление в расширительной емкости должно быть постоянным, но ситуации, когда оно падает во время эксплуатации системы - не редкость.

Существует несколько причин, по которым может снижаться давление:

Протечки теплоносителя. Чаще всего подобная проблема возникает в системах, где в качестве теплоносителя используется не вода, а антифриз. Такие жидкости способны проникать в мельчайшие трещины, вызывая протечки. В этом случае необходимо устранить протечку и наполнить бак воздухом.
Падение давления в котле. При значительном снижении показателей необходимо обратиться к специалистам. Если давление снижается незначительно и выравнивается после запуска системы, ее можно эксплуатировать, поскольку вреда такие сбои не причиняют.

Настройка давления

Напор воды в расширительном элементе системы отопления - это настраиваемый параметр. Настройка достаточно проста, и все действия можно проделать самостоятельно.

Для настройки необходимых параметров нужно следующее:

Принцип подключения

Сделать расчет и определить требуемые показатели - на 0,2 атм. меньше, чем в системе.
Установить эти показатели до монтажа бака в систему, сбросив воздух или накачав его через ниппель.
Подключить емкость к трубопроводу и заполнить систему водой. Делать это нужно медленно, отслеживая показатели давления в трубах и баке. Закачивать теплоноситель следует до тех пор, пока показатели напора не сравняются.
После этого необходимо подключить насосное оборудование и продолжить закачку теплоносителя. Закачивать воду нужно до того момента, пока в баке не будет достигнуто эксплуатационное давление, рассчитанное перед монтажом сети. Это обеспечит попадание в корпус резервного объема воды.
Первое включение системы должно проводиться в режиме максимальной температуры. При этом условии объем теплоносителя возрастает на величину удельного приращения. Это обеспечивает попадание в резервуар количества воды, равного его емкости. Давление в бачке повышается до максимальных показателей.

Заключение

Расширительный бачок - важнейший дополнительный элемент в любой системе отопления. Если для открытых систем с гравитационной циркуляцией достаточно установить в верхней точке простой открытый резервуар, то для сложных закрытых систем требуется установка промышленных моделей.

Такие бачки отличаются герметичностью. В процессе производства в корпус закачивается воздух, поддерживающий давление, необходимое для нормального функционирования систем с принудительной циркуляцией. Настроить нужные показатели давления можно самостоятельно с помощью манометра и обычного автомобильного компрессора.

Устройство расширительного бака

Внутри расширительного бака стоит резиновая мембрана, которая разделяет бак на две камеры: в одну камеру накачивают воздух, а другая камера остается пустой. В пустую камеру после установки и запуска отопления, начнется поступления теплоносителя. В другой камере, где накачен воздух, будет восстанавливаться необходимый объем. Когда жидкость охлаждается, то она вытесняется обратно в систему водоснабжения. Таким образом, в трубах держится постоянный, необходимый напор, именно поэтому система работает всегда стабильно, отсутствуют перегрузки и скачки давления.

Рисунок 2: Размеры расширительных баков

Вода, попавшая из скважины, находится под давлением, а мембрана в это время увеличивается, объем воздуха уменьшается, при этом создается некоторое давление. Насос отключается, когда давление достигает необходимого уровня. Вода расходуется, соответственно давления падает, а насос включается, чтобы поддерживать давление. Недостаток расширительного бака - нерациональный метод временного хранение воды. Голландцы стали первыми, кто предложил использовать расширительные баки с мембраной. На сегодняшний день закрытые расширительные баки весьма эстетичны и имеют различный дизайн.

Рисунок 3: Расширительный бак в действии

Мембранный расширительный бак для водоснабжения тоже имеет недостаток, который заключается в том, что у такой конструкции нельзя заменить мембрану. Если система отопления работает нормально, то жидкость расширяется, когда запускается вода, а в остальном колебания давлений проходят плавно. Мембрана такого бака изготовлена из качественного материала и служит очень долго.

Рисунок 4: Мембранный расширительный бак для водоснабжения

Совет! Не стоит забывать проверять давления воздуха перед каждым отопительным сезоном. Для систем, которые имеют большие объемы, лучше всего использовать стационарный манометр. (См. также: )

С помощью мембранного расширительного бака идет компенсация гидродинамического удара, что намного сокращается частоту работы насосов. Такая конструкция увеличивает срок службы и экономит электричество. Когда нагревается или охлаждается теплоноситель, то система сохраняется в целостности. Это компенсирует объем изменений и именно для этого устанавливается мембранный расширительный бак. Даже во время отключения электроэнергии резервные баки имеют функцию пожаротушения. Использовать мембранные баки можно не только в бытовых системах, но и в промышленных, так как рабочее давление рассчитано до 16 бар. Гидроаккумуляторы могут быть горизонтальными и вертикальными, открытыми и закрытыми. Помимо этого они разнятся по объему воды и рабочему давлению.

Объем бака

Для того чтобы узнать объем бака нужно просчитать по формулам первоначальное давление воздуха в баке и рабочее давление, при максимальной нагрузке. Но покупателю достаточно будет знать, что объем бака составляет 1 к 10 от объема теплоносителя, который расположен в системе.

Рисунок 5: Расчет объема расширительного бака

Важно! Если не правильно подобран объем бака, то система отопления не прослужит долго. Даже при самой высокой температуре нагрева, давление в системе отопления ни в коем случае не должно превышать допустимое. (См. также: )

Расширительный бак для водоснабжения, инструкция установки прилагается к каждому баку. Там и нужно посмотреть особенности выбора расширительного бака в зависимости от потребностей и характеристик отопительной системы.

Расширительные баки открытого типа

Их устанавливают на самых высоких точках системы отопления: на крышах зданий или чердаках. Тепловое расширение теплоносителя не дает возможности вскипать воде и если произошла утечка, то система отопления пополняется водой. На сегодняшний день баки открытого типа мало где устанавливаются, потому что они имеют некоторые недостатки:

слишком большая конструкция;

устанавливается на высокой точке системы отопления, а для этого необходимо приобретать дополнительные трубу (будут потери тепла);

в систему отопления через бак попадает воздух, образуется коррозия на приборах отопления и на системах отопления некоторых частей;

не может стабильно работать при высоком давлении.

Рисунок 6: Схема расширительного бака

Корпус;

Уровень воды;

Труба холодной воды;

Спускная труба;

Клапан предохранительный;

Запорный вентиль;

Верхняя точка в стояке трубопровода.

Расширительные баки закрытого типа применяют:

в системе отопления, которая работает с автономными источниками теплоты;

в системе отопления, которая подключена к централизованным сетям, составленным по независимым схемам;

в системе, которая подключена к солнечному коллектору и насосам;

в системе, подключенной к холодному и горячему водоснабжению.

Выбор расширительного бака

Выбирать расширительный бак нужно с учетом всех особенностей системы. Сначала нужно подобрать необходимый объем, выбрать конструкцию, определиться с материалом мембраны. Так же стоит обратить внимание на вес изделия, именно поэтому показателю можно определить качество надежности и долговечности расширительного бака. Лучшего приобретать известные марки, так как они смогут обеспечить системе отопления долгую эксплуатацию и не допускать поломки в системе. Установка расширительного бака для водоснабжения и цена на него порадуют каждого, кому нужно установить такой бак.

Использование материалов разрешено только при наличии индексируемой ссылки на страницу с материалом.

Советы по выбору

Мембранный бак изготавливается в виде сосуда с двумя камерами, в одну из которых закачан воздух, а в другую поступает вода. Расширительные мембранные баки используются в системах отопления для отвода дополнительного объема воды при нагреве котла и расширении жидкости и для предотвращения гидравлического удара. В системах водоснабжения мембранные баки служат для аккумулирования некоторого количества воды с целью ее подачи под определенным давлением в нужный момент.

Расчет минимального объема мембранного бака

В первом приближении объем расширительного мембранного бака должен быть равным 10 % объема воды в системе.

Чтобы вычислить минимальный допустимый объем мембранного бака , нужно знать максимальное допустимое число включений насоса за час, интенсивность набора воды и при каких значениях давления насос будет выключаться и включаться.

Примерная формула расчета минимального объема мембранного бака выглядит так:
V = 2Q/N, где V обозначен объем мембранного бака в кубических метрах, Q -предполагаемый забор воды в кубических метрах за час, N - максимально допустимое число включений/выключений насоса за час.

Если вы хотите, чтобы электродвигатель насоса прослужил как можно дольше, нужно выбирать мембранный бак , объем которого немного превышает минимально допустимый, рассчитываемый по приведенной выше формуле. В одной системе можно устанавливать два и более мембранных бака , но при этом нужно следить, чтобы давление в воздушных камерах было одинаковым.

Перед монтажом мембранного бака необходимо убедиться, что при техническом расчете параметры были выбраны правильно. Нельзя устанавливать мембранный бак с непроверенными параметрами, т.к. это может нанести ущерб людям, системе и самому баку. Мембранный бак массой более 30 кг закрепляется с помощью специального приспособления.

Расчет предварительного давления в мембранном баке

Изготовители мембранных баков устанавливают значение предварительного давления не более 4 бар. Однако оно должно быть скорректировано на месте с учетом условий эксплуатации. Настройка предварительного давления обеспечивает долгую службу мембраны и надежную работу всей системы.

Предварительное давление измеряется при опорожненном баке. Чтобы точно его выставить, воспользуйтесь таблицей соответствия:

Расчет максимального и фактического объема мембранного бака

Максимальный объем воды в мембранном баке составляет ¾ его объема, а фактический объем очень заметно меньше. Если перепад давлений перед включением и выключением насоса будет составлять около 2 бар, то фактический объем воды в мембранном баке составит около 30 % от полного объема. Фактический объем мембранного бака напрямую зависит от разницы между давлениями при включении и выключении насоса, чем оно больше, тем больше фактический объем.

Помните о технике безопасности: предварительное давление не должно превышать уровень, указанный в закрепленной на мембранном баке табличке.