Конструкция расширительных баков
Экспанзомат представляет собой шарообразную или цилиндрическую стальную емкость, разделенную на две части эластичной мембраной: в одной части находится воздух или газ под давлением, другая – заполняется жидкостью.
Корпус бака, как правило, изготавливается из легированной коррозионно-стойкой листовой стали с лакокрасочным покрытием с наружной стороны. Реже встречаются экспанзоматы с корпусом из нержавеющей стали. Данные баки не получили широкого распростра-нения ввиду высокой стоимости.
Принцип работы расширительного бака состоит в том, что при повышении температуры жидкости (повышении давления) избыток объема жидкости направляется в бак, растягивая мембрану и повышая давление в воздушной полости. При остывании жидкости (снижении давления) мембрана сокращается, выталкивая жидкость в систему. Это позволяет избегать возникновения избыточного давления при разогреве теплоносителя в системе отопления, а также гасить гидроудары в системе холодного и горячего водоснабжения, для которых характерны частые скачки давления при открытии/закрытии водоразборных кранов (включении/отключении насоса).
Основные технические характеристики баков:
- объем, л;
- орабочая температура, °C;
- определьная температура, °C/мин;
- орабочее давление, МПа;
- околичество циклов расширения–сокращения мембраны;
- огарантийный срок от сквозной коррозии корпуса бака;
- определьная концентрация этиленгликоля в теплоносителе, %.
Расширительные баки подразделяются:
по конструкции:
- а) фланцевые, со сменной мембраной,
- б) диафрагменные, со стационарной мембраной (рис. 1).
Рисунок 1.Диафрагменный расширительный бак со стационарной мембраной
В последнее время наибольшее распространение получили фланцевые баки со сменной мембраной как более универсальные и простые в эксплуатации, так как их конструкция позволяет заменить поврежденную мембрану, сохранив корпус бака, что немаловажно для баков большого объема.
- Диафрагменные баки в основном применяются в системах небольшого объема ввиду дешевизны и меньших габаритов;
- а) вертикального исполнения для настенного монтажа с рабочим патрубком, расположенным сверху. Данное исполнение характерно для баков небольшого объема (5–50 л),
- б) вертикального исполнения для напольного монтажа с рабочим патрубком, расположенным снизу. Данное исполнение характерно для баков большого объема (50 л и более),
- в) горизонтального исполнения для баков большого объема, устанавливаемых в помещениях с ограниченной высотой;
- по назначению:
- а) для закрытых систем отопления,
- б) для систем горячего водоснабжения,
- в) для систем холодного водоснабжения (гидроаккумуляторы),
- г) для систем холодоснабжения.
В закрытых системах отопления могут применяться как диафрагменные, так и фланцевые баки с мембраной из бутилкаучука. Данный материал обладает улучшенными характеристиками по сопротивлению высокой температуре и давлению: температура – до 120 °C, давление – до 16 МПа.
В системах горячего водоснабжения применяются баки фланцевого типа с мембраной, выполненной из пищевой резины, предотвращающей контакт питьевой воды с металлом и изменение ее качественных характеристик.
В гидроаккумуляторах для холодного водоснабжения применяются фланцевые баки с мембраной из пищевой резины с улучшенными характеристиками эластичности для более полного гашения гидравлических ударов и поддержания стабильного давления в системе водоснабжения.
Мембранные баки в нормативных документах
Согласно СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01–85*» водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также баки-аккумуляторы надлежит изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой. При этом для внутренней антикоррозионной защиты следует применять материалы, прошедшие санитарно-эпидемиологическую экспертизу и имеющие соответствующее разрешение. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету.
Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха.
Рисунок 2.Бак для закрытых систем отопления
Гидропневматические баки надлежит устанавливать в помещениях, где расстояние от верха баков до перекрытия и между баками и до стен не менее 0,6 м.
Согласно СП 41-101–95 «Проектирование тепловых пунктов» расширительные баки должны быть цилиндрической формы; для баков с внутренним диаметром корпуса до 500 мм должны приниматься плоские приварные или эллиптические днища, а при диаметре более 500 мм – эллиптические. Расширительные баки должны быть оборудованы предохранительными клапанами.
Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10 %, а при расчетном давлении до 0,5 МПа не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.
В своде правил СП 31-106–2002 «Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов» для компенсации температурных расширений теплоносителя в независимых системах отопления следует предусматривать расширительные баки.
В системе водяного отопления с искусственным побуждением циркуляции теплоносителя могут использоваться открытые или закрытые расширительные баки, располагаемые в помещении теплогенератора. Рекомендуется применять расширительные баки диафрагменного типа с тепловой изоляцией.
Требуемая вместимость бака устанавливается в зависимости от объема теплоносителя в системе отопления.
В СП 41-104–2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения» указано, что для приема излишков воды в системе при ее нагревании и для подпитки системы отопления при наличии утечек в автономных котельных рекомендуется предусматривать расширительные баки диафрагменного типа для системы отопления и вентиляции и для системы котла (первичного контура).
Следует учитывать, что в системе теплоснабжения не допускается применять металлополимерные трубы для расширительного, предохранительного, переливного, сигнального трубопроводов согласно СП 41-102–98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб».
Подбор расширительных баков для систем отопления
Для подбора бака необходимо знать следующие параметры системы:
- объем системы – Q, л;
- гидростатическое давление системы – Pст, кПа;
- давление срабатывания предохранительного клапана – Pпр, кПа;
- коэффициент теплового расширения теплоносителя – b.
Расчет производится по формуле:
Vрб = Q•b/ (1 – Pст/Pп).
Расчет бака для системы ГВС производится аналогично.
Подбор гидроаккумулятора для системы ХВС
Для подбора бака необходимо знать следующие параметры системы:
- средний расход насоса – Q, м3/ч;
- рекомендуемую частоту включения насоса – n, 1/ч.
Расчет производится формуле:
Vба = Q/4n (м3).
Особенности монтажа расширительных баков
Баки для закрытых систем отопления. Баки, как правило, следует устанавливать на обратной магистрали отопления, на всасывающей линии циркуляционного насоса.
Бак, в обязательном порядке, оборудуется (рис. 2):
- запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
- группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана.
В случае, если температура в обратной магистрали отопления может превышать 70 °C, необходимо предусмотреть установку промежуточной емкости для предварительного охлаждения теплоносителя.
Также важно помнить, что диаметр подводящего трубопровода должен быть не менее диаметра присоединительного патрубка расширительного бака.
Если в системе отопления применяется теплоноситель на основе раствора этилен- или пропиленгликоля, то потребуется расширительный бак увеличенного объема из-за большего коэффициента расширения таких растворов.
Рисунок 3.Установка расширительного бака в системе горячего водоснабжения:
1 – расширительный бак;
2 – предохранительный клапан;
3 – насос;
4 – фильтр;
5 – обратный клапан;
6 – запорный кран
Баки для систем горячего водоснабжения. Такие баки, как правило, следует устанавливать на циркуляционной магистрали, на всасывающей линии циркуляционного насоса в непосредственной близости от источника тепла (бойлер, теплообменник).
Баки для систем горячего водоснабжения. Такие баки, как правило, следует устанавливать на циркуляционной магистрали, на всасывающей линии циркуляционного насоса в непосредственной близости от источника тепла (бойлер, теплообменник).
Бак в обязательном порядке оборудуется (рис. 3):
Баки для систем холодного водоснабжения. Данные баки, как правило, следует устанавливать в нижней точке системы холодного водоснабжения.
- запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
- группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана.
Баки для систем холодного водоснабжения. Данные баки, как правило, следует устанавливать в нижней точке системы холодного водоснабжения.
Бак в обязательном порядке оборудуется (рис. 4):
При регулировке давления в газовой полости следует учитывать, что для предотвращения коррозии внутренней поверхности корпуса бака, на заводе газовая полость заполняется инертным газом, как правило, осушенным азотом. Соответственно, при необходимости повышения давления в газовой полости или при заполнении газовой полости после замены мембраны рекомендуется использовать технический азот. Это позволит избежать окисления неокрашенной стенки бака с влагой атмосферного воздуха и кислородом.
Рисунок 4.Вариант установки расширительного бака:
- запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
- группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана;
- обратным клапаном.
При регулировке давления в газовой полости следует учитывать, что для предотвращения коррозии внутренней поверхности корпуса бака, на заводе газовая полость заполняется инертным газом, как правило, осушенным азотом. Соответственно, при необходимости повышения давления в газовой полости или при заполнении газовой полости после замены мембраны рекомендуется использовать технический азот. Это позволит избежать окисления неокрашенной стенки бака с влагой атмосферного воздуха и кислородом.
Рисунок 4.Вариант установки расширительного бака:
1 – манометр;
2 – обратный клапан;
3 – шахта, колодец с водой;
4 – регулирующий вентиль;
5 – шкаф управления;
6 – мембранный расширительный бак для водоснабжения;
7 – манометр;
8 – предохранительный клапан;
9 – подача воды к оборудованию;
10 – вертикальный многоступенчатый насос
Наиболее распространенные неисправности баков
Наиболее распространенные неисправности баков
Разрыв мембраны. Основными признаками являются: срабатывание предохранительного клапана из-за превышения допустимого давления при расширении теплоносителя; появление резких скачков давления в системе горячего и холодного водоснабжения, частые включения–отключения скважинного насоса в системе холодного водоснабжения; поступление воды из золотника воздушного ниппеля. Следует заменить мембрану, если бак фланцевого типа или бак целиком, если он диафрагменный.
Отсутствие наполнения бака водой. Следует проверить давление в воздушной камере. Оно не должно превышать значений, указанных в паспорте бака для расчетного давления в системе.
Течь в корпусе бака. Необходима замена бака.
Сервисное обслуживание расширительных баков
Как правило, обслуживание расширительных баков заключается в следующем:
- Проверка давления в воздушной части мембраны.
- Проверка контрольно-измерительных приборов группы безопасности (манометра, предохранительного клапана, воздухоотводчика).
- Проверка запорной арматуры.
- Внешний осмотр корпуса бака на предмет коррозии.
Комментариев нет:
Отправить комментарий