Расчет и установка расширительного бака закрытого типа

При обустройстве внутренних инженерных сетей (автономного обогрева), для защиты систем от гидроударов, излишки воды, воздуха, пара или другого теплоносителя направляют в расширительный бак для отопления закрытого типа.
Виды модели:
- диафрагмы, используемой в малогабаритных емкостях с несъемной мембраной.
- баллонов (со съемным мембранным устройством), размещаемых в больших баках, различают напольные и подвесные конструкции.
Применение устройств
Закрытые расширительные емкости используются в ряде случаев:
- при установке агрегатов в индивидуальном жилище;
- при подключении к ЦОС по автономным схемам;
- при использовании тепловых завес и солнечных коллекторов;
- при обустройстве замкнутых отопительных магистралей с переменным температурным режимом.
Мембранные устройства используют и в холодильных установках, в системах кондиционирования и пр.
Принцип действия
Физические свойства теплоносителя исключают возможность сдавливания. Это свидетельствует о резком увеличении давления при уменьшении ее объема. При нагреве в пределах температурного режима 20°-90° жидкость увеличивается в объеме. На практике используется два варианта предоставления дополнительной площади для расширения жидкости:
- создать «открытую» отопительную систему с расширительным бачком в верхней точке;
- провести обустройство закрытых контуров с мембранным бачком.
В открытой сети роль компенсатора для уравновешивания объема нагретого теплоносителя играет водяной столб до бачка, монтируемого на чердаке.
В закрытом приборе регулирование давления обеспечивается баллоном с газом или воздухом.
При повышении объема воды в системе, обеспечивается ее отток в расширительную емкость, где в процессе сжатия газа повышается напряжение. Увеличение объема жидких сред обеспечивается без контакта с кислородом.
Сравнение с открытым бачком
Закрытый бак выигрывает у открытого прибора ряд преимуществ:
- Расположения емкости близко к агрегату. Не требуется протягивание трубы до чердака, что грозит промерзанием системы.
- Исключение контакта жидкости с воздухом, влияющего на качественные характеристики металла, используемого для изготовления батарей.
- Создание избыточного напряжения в верхней точке магистрали, что снижает риск появления воздушных «пузырьков» в верхних батареях.
- Популярность использования чердаков в качестве жилых приводит к ряду неудобств, относительно выбора места для установки открытой расширительной емкости.
- Разница в расчете материалов, работы и отделки склоняет к выбору закрытого бака.
Диафрагменные баки
Диафрагменные несменные мембраны выпускаются в виде баллонов и плоском исполнении (рис. 1 и 2).
Для изготовления корпуса бака используется холоднокатаная углеродистая сталь. Внутри бак разделен на две емкости с помощью мембраны. Жесткое крепление мембраны образовано по периметру бачка. Одна емкость предназначена для заполнения воздуха, другая - для нагретой жидкости. Внешнее покрытие изделия покрыто эмалью, а внутри – эпоксидным гидроустойчивым материалом.
В исходном положении бак наполнен воздушной массой. Мембранное устройство под воздействием воздушных масс (газа) придавлено к внутренней поверхности емкости. При повышении температурного режима в отопительной магистрали теплоноситель растет в объеме, повышается давление, нагретая вода заполняет расширительную емкость, меняя положение мембраны. В другой камере бачка образуется сжатие воздуха.
К отрицательным характеристикам подобного устройства относится отсутствие возможности смены мембранной конструкции при его разрыве или высоком влагопоглощении. При нормальном функционировании отопительных систем максимальный уровень расширения жидкости обеспечивается при запуске системы. В обратной ситуации обеспечено плавная смена давления, без характерных скачков и колебаний. Это обеспечивает длительный срок использования мембраны. Перед запуском системы обогрева требуется уровень плотности газа в бачке.
При запуске систем с большим содержанием воды, давление газа проверяют посредством обычного манометра. Газообразный состав в баке подвергается сжатию до определенных показателей, обусловленных прочностными характеристиками системы. Для достижения порога предусмотрена установка предохранителей, настроенных на заданный показатель давления. В частных домах этот параметр варьирует в пределах 3,5 - 4 атм. В результате не вся расширительная емкость наполнена жидким составом, а лишь часть.
Емкости со сменными мембранами
Фланцевые бачки выпускаются в горизонтальном и вертикальном исполнении. Правильное размещение емкости должно обеспечивать симметричную нагрузку мембраны при наполнении ее теплоносителем. Это исключает наличие дополнительного растяжения.
Ключевым отличием бачков выступает полное размещение жидкости внутри мембраны и отсутствие контакта с металлической поверхностью бачка. Это исключает необходимость в обеспечении внутреннего защитного слоя. Для смены мембраны используется фланец, зафиксированный посредством нескольких болтов. При увеличенных параметрах бака мембрана фиксируется одной стороной к ниппелю посредством резьбы, обеспечивая бесперебойное наполнение.
Привлекательные моменты
К положительным характеристикам относятся:
- возможность применения бутиловых и резиновых мембран в водопроводных сетях бытового назначения;
- использование изделий для воды с большим содержанием кальция;
- замена мембраны;
- большой объем для выталкивания воды, относительно напорного типа систем;
- отсутствие риска загрязнения питьевой воды;
- небольшая подкачка воздушных масс;
- исключение теплопотерь при испарении;
- минимальные расходы на эксплуатацию;
- оперативное и недорогое проведение монтажных работ.
Вычисление объема бака
Для вычисления объема мембранной конструкции используется суммарный показатель объема отопительной магистрали. При отсутствии показателей следует произвести расчет исходя от мощности агрегата и типа приборов отопления:
- для батарей – 10 л/кВт;
- для конвекторов – 7 л/кВт;
- для панельных устройств, теплого пола – 17 л/кВт.
V бачка= (V систем.* k)/D
- Vбачка – объем расширительной емкости;
- Vсистем. – общий объем отопительной магистрали;
- K – коэф. расширения теплоносителя %. (для воды он составляет 4% при предельном нагреве в 95°С)
D – показатель расширения емкости, вычисляемый путем подстановки данных:
D = (P максимальн. -P исходн.)/ (P максимальн. +1)
P максим. – предельно допустимое напряжение в отопительной магистрали, на которое произведена настройка предохранителя (для индивидуального строительства он составляет 2,5 бар);
P исходн. – исходное давление газа в емкости.
В табличных данных приведены стандартные коэффициенты для расчета объема мембранных установок. Эти показатели применяют с учетом небольших отклонений для диафрагмы разных производителей. Они указывают, какая часть от объема расширительного бачка наполняется жидкостью. Входные параметры отображают исходное давление воздушных масс в емкости Po и предельное напряжение общей сети P мaкс.
Например, для Рo = 1,5 бар и Рмах = 3,5 бар коэф. (К) эксплуатации равен 0,44. Тогда бачок объемом в 35 л наполняется теплоносителем на 35х0,44 = 15,4 л.
Монтаж системы
Прочитав инструкцию и проведя необходимые расчёты температурных показателей и давления, остается запастись гаечным ключом, инструментом для монтажа полимерных труб и разъёмных соединений. Для больших баков потребуется использование фиксирующих кронштейнов.
Установка прибора производится со стороны входа проточной воды в направлении нагревательных узлов, процесс обеспечивается в 2 этапа:
- Наметив место фиксации, просверливают заданное число отверстий для кронштейнов. Процесс осуществляется путем прикладывания прибора к стеновой поверхности и разметки участков для подсоединения.
- Закрепив анкеры, навешивают кронштейны и монтируют бак с использованием дополнительной фиксации в виде хомутов.
На что обратить внимание?
Монтажные работы осуществляют со стороны циркулярной насосной системы, по месту расположения всасывающей части. Между емкостью и насосным устройством исключено размещение элементов, влияющих на смену давления гидравлической системы. Подпитывающую линию подсоединяют к циркулярному патрубку.
Размещение запорных и регулирующих армирующих элементов, шильдика и сливного крана требует обеспечения зоны доступа. Обустройство труб не должно оказывать физического воздействия на емкость.
Редуктор давления монтируют после ввода в эксплуатацию счетчиков, предупреждая образование возможной нагрузки на бак. Предохранительное клапанное устройство фиксируют перед проточными трубами.
Во избежание аварийной ситуации, рекомендуется запастись двумя запорными клапанами, до и после мембранной емкости и одним сливным клапаном перед бачком.
Правила установки
Монтаж бака производится с учетом соблюдения ряда правил:
- размещение бака производится на участке до разветвления, обеспечивая беспрепятственный доступ для дальнейшего ремонта и обслуживания прибора;
- соединительные патрубки подбирают диаметром, аналогичным подсоединяемому трубопроводу;
- поддержание постоянной температуры в помещении не должно быть ниже 0;
- место фиксации бака может подвергаться большой нагрузке, это определяет выбор несущих стеновых конструкций для монтажа;
- при объеме бака более 30 л, его не крепят к стеновой поверхности, а ставят на опоры;
- на выходе бака ставят манометр для контроля давления, а на входе — обратный клапан, при отсутствии насосной системы.
- систему оборудуют температурными датчиками.
Совет: Для увеличения срока эксплуатации систем отопления, не рекомендуется применять воду с примесями кислорода и агрессивными газами.
Как настроить бачок?
Набор необходимого давления обеспечивается путем закачивания воздушных масс, ориентируясь на манометр. Посредством насоса закачивают теплоноситель, уравновешивают давление и приводят мембрану в плавающее положение.
Полезные советы
При выборе расширительной емкости особое внимание уделяется настройке клапана безопасности (предохранителя), выступающего обязательным элементом экспанзомата (СП 41-101-95 «Проекты теплопунктов»). Предельный показатель, обеспечивающий срабатывание защиты при выходе за минимально допустимое значение на 10% (эта настройка требует учета разницы высот мембран и клапанов).
На рынке предоставлен ассортимент регулировочных клапанов, позволяющих устанавливать необходимые пределы напряжения в системе. Основным критерием их выбора выступает наличие системы «подрыва». Она обеспечивает возможность произведения периодической проверки эффективности работы клапана, защищая от заедания золотников.
Расширительную емкость подбирают исходя из качества, стойкости к диффузии мембраны (диафрагмы). Требуется учесть диапазон рабочих температурных режимов и эксплуатационный срок. Важно проверить совпадение пороговых показателей давления в агрегате и баке, соответствие прибора требованиям безопасности и качества, предъявляемым к котлам.
Обслуживание систем
Обязательные условия:
- Раз в 6 месяцев проверять наличие видимых дефектов - коррозии, вмятин и подтеков. При их обнаружении следует удалить нарушения.
- Раз в 6 мес. требуется проверка исходного давления воздушного пространства и его соответствия расчетным данным.
- Раз в 6 мес. определяется состояние мембраны. При обнаружении нарушений необходима замена.
- При длительном неиспользовании бака следует держать его в сухом месте, предварительно опорожнив.
Проверка расширительной емкости - ее исходного напряжения воздушного пространства производится после отсоединения бака от отопительной магистрали и дренирования с него воды, подсоединению к ниппелю прибора для измерения давления. При показателях давления ниже заданных, требуется подкачка воздуха через ниппель с использованием компрессорного устройства.
При проверке давления мембраны после дренирования воды, возможен выпуск газа через дренажный кран и снижение давления до атмосферного. Это свидетельствует о нарушении мембраны. Для ее смены требуется проведение ряда этапов:
- отсоединить бак от магистрали, его дренирование;
- снизить давление воздуха (газа) через ниппель;
- снять мембранный фланец (он размещен близко к патрубку для подсоединения труб);
- извлечь мембрану внизу корпуса (используя технологическое отверстие).
Проверяя внутреннее покрытие корпуса на предмет образования грязи и коррозии, следует их утилизировать, помыть и просушить. Для удаления коррозии не рекомендуется пользоваться средствами с содержанием масла. Фиксатор мембраны вставляют в ее отверстие. Болт вворачивают в мембранный держатель, размещают в корпусе, а держатель отводят в отверстие в донную часть корпуса. Затем держатель фиксируют с помощью гайки. На корпусе устанавливают мембранный фланец.
Возможные дефекты
Основной проблемой выступает разрыв мембраны при гидроударах и неравномерному распределению нагрузки. Сменные мембраны выходят из строя чаще зафиксированных, что объясняется использованием более прочных материалов. Разрыв мембраны грозит негативному воздействию воды на внутреннее покрытие емкости, приводя ее в негодность при образовании коррозии.
Выбор бака обеспечивается под конкретную систему отопления с учетом объема нагретой жидкости. При ее недостаточном объеме возможно образование трещин и утечка жидкости через резьбу. Не исключено падение давления ниже предельной нормы, что способствует попаданию воздуха внутрь бака.
Правила обустройства систем:
- исходное напряжение в мембранной емкости, подключенной к трубам подачи холодной воды должно быть выше статического напряжения в общей магистрали на 3-5 бар;
- в приборе требуется предусмотреть запас теплоносителя, позволяющий компенсировать образование протечек.
Для защиты сетей, обустроенных по замкнутой схеме, требуется установка предохранителей.
Каталог с ценами
Видео
Написать отзыв
Ваше имя:Ваш EMail: (не для публикации)
Ваш город:
Ваш отзыв:
Оценка: Плохо Хорошо
Введите код, указанный на картинке: