Сегодня нам предстоит выяснить, для чего нужна установка расширительного бака в системе водоснабжения, как устроен мембранный бачок, и как его правильно подключить. Начнем мы, однако, с уточнения формулировок и названий сантехнической арматуры.

Долой путаницу

В магазинах сантехники вы можете встретить две разновидности этих устройств, отличающиеся друг от друга цветом:

Изображение	Описание
	1. Устанавливаемые на отопление - водоснабжение расширительные баки обычно красные и в полном соответствии с названием предназначены для компенсации теплового расширения воды или жидкого теплоносителя при нагреве. Жидкости практически не сжимаются, и при их расширении давление в замкнутом контуре начинает расти с катастрофической скоростью; воздушная подушка тормозит его рост.
Гидроаккумуляторы, или расширительные баки для систем питьевого водоснабжения - синие	2. Гидроаккумуляторы - синего цвета (см. ) . Они позволяют создать автономный запас холодной воды, и выполняют функцию демпфера. То есть, гасят скачки давления при открытии/закрытии запорной арматуры и включении/выключении подающего воду насоса.

Узнать больше о мембранных баках вам поможет видео в этой статье.

Устройство

Как устроены расширительные баки для водоснабжения?

Мембранный бачок - это стальная емкость с патрубком для подключения к водопроводу или системе отопления и золотником для накачки. Она разделена эластичной мембраной на два отсека - воздушный и водяной. Воздушный отсек нередко вместо воздуха заполняется азотом, исключающим поражение стенок бачка коррозией.

Любопытно: расширительный бак системы горячего водоснабжения или отопления обычно снабжается мембраной с повышенной термостойкостью. Никаких других конструктивных различий между ним и гидроаккумулятором нет, поэтому расширительный бачок можно смело использовать в роли гидроаккумулятора.

Схемы

Теперь давайте более детально разберемся, зачем нужен расширительный бак в системе водоснабжения, на примере конкретных схем.

Обвязка бойлера

Обвязка бойлера обычно включает два установленных на его входном патрубке элемента арматуры:

Изображение	Описание
	Обратный клапан. Он пропускает холодную воду из водопровода внутрь накопительного водонагревателя, но не позволяет ей выливаться обратно при отключении ХВС.
	Предохранительный клапан. Поскольку обратный клапан превращает водопровод и бойлер в замкнутый контур, при нагреве воды в нем начинает быстро расти давление. Когда оно достигает опасных значений, предохранительный клапан сбрасывает избыток воды через дренажную трубку.

Полезно: объединенные в одном корпусе обратный и предохранительный клапаны часто продаются под названием «группа безопасности бойлера».

Пока объем бойлера невелик, потери нагретой воды незначительны или отсутствуют (тепловое расширение компенсируется упругостью стенок водопровода). А вот при его значительном объеме горячая вода сбрасывается в дренаж литрами и десятками литров, что заметно сказывается на расходах на нужды ГВС.

Подключение расширительного бака к системе водоснабжения полностью исключает потерю нагретой воды. Ее избыток вмещается мембранным бачком, что сопровождается незначительным ростом давления в контуре.

Насколько большим должен быть расширительный бак на систему водоснабжения с бойлером известного объема?

Обычно он берется равным 10% от объема бойлера. Да, тепловое расширение воды в разумных пределах температуры меньше 10%; однако не забывайте про то, что вместимость отсека для воды не равна полному объему мембранного бачка: часть этого объема занята воздухом.

Поэтому на практике используется округление в большую сторону: бак расширительный для водоснабжения 50 литров способен обеспечить безопасную работу 500-литрового бойлера.

Запас воды

Как использовать гидроаккумулятор или расширительный бак для холодного водоснабжения, обеспечив себя водой на время ее периодических отключений?

Инструкция по монтажу прибора своими руками предельно проста и состоит всего из двух пунктов:

1. Подключите патрубок бачка к любому участку водопровода гибкой или жесткой подводкой;

1. На вводе ХВС установите обратный клапан. Он не позволит воде сливаться из бака в отключенный и сброшенный магистральный водопровод.

Обратите внимание: полезная емкость мембранного бака заметно отличается от его полного объема. Например, расширительный бак системы водоснабжения 500 литров, способен запасти на случай отключения не больше 250 литров воды.

Вода из скважины

Как установить расширительный бак в системе водоснабжения с подачей воды из скважины или колодца? Он опять-таки монтируется в любой точке водопровода.

Помимо мембранного бака, такая система включает:

Изображение	Описание
	Погружной или Он поднимает воду и создает избыточный напор, обеспечивающий работу сантехнических приборов.
	Обратный клапан. Он ставится после погружного насоса или на всасывающем патрубке поверхностной насосной станции.
	Автоматическое реле, управляющее работой насоса (то есть включающее его при падении давления в контуре и выключающее при достижении давлением верхнего критического значения.

Какое давление в расширительном баке системы водоснабжения нужно поддерживать?

Ответ нельзя дать, на зная настроек автоматики управления насосом. Давление в расширительном бачке водоснабжения должно быть немного ниже (примерно на 0,2 атмосферы) давления включения подкачки воды из скважины. В этом случае насос будет запускаться до того, как остатки воды из мембранного бачка вытекут через открытый кран.

Как накачать расширительный бак в системе водоснабжения, если давление в нем упало ниже необходимого? Это можно сделать любым воздушным насосом - велосипедным, автомобильным и т.д. Шланг насоса подключается к золотнику на мембранном бачке.

Вода из емкости

Водоснабжение из накопительной емкости практикуется в садовых товариществах с подачей воды по графику, а также там, где изношенные магистрали водоснабжения часто отключаются для ремонта. Самый простой способ подачи воды в водопровод - самотеком, из установленного на чердаке бака.

Однако такая схема имеет три серьезных недостатка:

1. Запас воды ограничен прочностью перекрытия;
2. Чердак должен быть утепленным и отапливаемым, иначе вода замерзнет в первые же заморозки;
3. Напор в самотечном водопроводе ограничен расстоянием по вертикали между баком и краном. Между тем для нормальной работы бытовой техники (проточных водонагревателей, стиральных и посудомоечных машин) нужен напор не менее 3 метров (0,3 кгс/см2).

Подача воды из емкости, установленной в подвале, подполе или цокольном этаже, с помощью насосной станции лишена всех этих недостатков: вес стоящего на поверхности грунта или стяжки бака ничем не ограничен, напор создает насос, а температура грунта ниже уровня промерзания круглый год выше нуля.

Какую роль в этой схеме выполняет расширительный бак для систем водоснабжения? Ту же, что и при подаче воды из скважины: сглаживает скачки давления и позволяет насосу простаивать при незначительном расходе воды.

Какой должна быть схема подключения расширительного бака для водоснабжения? Опять-таки такой же, как при автономном водоснабжении из скважины или колодца.

Однако: на практике на подачу воды из емкости обычно ставится поверхностная насосная станция, представляющая собой насос, автоматическое реле с датчиком давления и гидроаккумулятор на одной станине.

Борьба с гидроударами

Гидроударом называется кратковременный скачок давления, возникающий в замкнутом контуре вследствие инерции движущегося потока воды при его мгновенной остановке. Гидроудар часто выводит давление за пределы прочности труб и гибких подводок; последствия весьма предсказуемы - владелец получает разрывы водопровода по швам и фитинговым соединениям.

Если к водопроводу подключены расширительные баки - водоснабжение делается абсолютно безопасным: воздушная емкость и в этом случае исполняет роль демпфера. Бачок небольшого объема монтируется на вводе водоснабжения или (при коллекторной разводке воды) на коллекторе.

Заключение

Надеемся, что наш материал поможет уважаемому читателю в проектировании и монтаже собственного водопровода. Успехов!

|

Мембранный бак функционирует
следующим образом: после монтажа системы и подключения к электросети
насос включается и начинает закачивать воду в водяную камеру; при этом
объем воздуха, находящегося в воздушной камере бака, уменьшается на
величину поступающего объема воды в бак. При уменьшении объема воздуха
давление в мембранном баке возрастает. После того,
как давление в мембранном баке превысит давление отключения насоса,
предварительно установленное на реле давления, насос отключается и
находится в отключенном состоянии до тех пор, пока давление в системе
не упадет в результате водоразбора ( вода при этом поступает потребителю непосредственно из мембранного бака ), после чего насос снова включается и т.д.

Так как давление воздуха в
мембранном баке уравновешено давлением воды, мембрана постоянно
находится в свободном состоянии, не испытывая внутренних напряжений -
она как бы «плавает» в баке между водой и воздухом. Давление в мембранном баке
можно контролировать по манометру. По нему же происходит и настройка
реле давления на требуемый рабочий диапазон работы мембранного бака.

Где используется мембранный бак?

Использование мембранных баков в системах отопления
При нагреве котла температура
жидкости-теплоносителя в нем повышается и жидкость расширяется.
Жидкость практически несжимаема, и если система отопления не будет
оснащена дополнительным устройством, позволяющим отвести дополнительный
объем, то неизбежно произойдет ее разрушение. Для исключения этого и
применяются расширительные (компенсационные) баки.

Использование мембранных баков в системах водоснабжения и водоподготовки
Баки для воды (гидроаккумуляторы) служат для
аккумулирования некоторого количества воды, чтобы можно было ее
выдавать под нужным давлением в нужный момент.

Другие функции мембранных баков
Расширительные баки могут применяться для
предотвращения разрушения системы от гидравлического удара. Также баки
могут использоваться и как емкости с огнегасящей жидкостью в системах
пожаротушения, и как резервные баки в тех случаях, когда отключается
электричество. Гидравлические баки используются не только в бытовых, но
и в промышленных и сельскохозяйственных системах водоснабжения. При
этом профессиональная серия рассчитана на рабочее давление до 16 бар.

Какие существуют конструкции мембранных баков?

Баки со сменной мембраной
Бывают горизонтального и вертикального
исполнения. Отличительной особенность — жидкость целиком находится
внутри мембраны и не контактирует с металлической поверхностью бака.
Замена мембраны производится через фланец, который закреплен с помощью
нескольких болтов. При больших объемах расширительного бака мембрана
баллонного типа закрепляется задним концом к ниппелю через резьбовое
соединение для стабилизации заполнения.

Баки с фиксированной диафрагмой
Внутренняя поверхность бака разделена на два объема мембраной. Мембрана
— диафрагменная, несменяемая, жестко закреплена по периметру сечения
бака. В одном объеме находится воздух, в другом — теплоноситель или
питьевая вода. Внешняя поверхность бака покрыта эмалью, а внутренняя
поверхность, контактирующая с жидкостью, — влагостойкими красками.

Как правильно установить мембранный бак?

Прежде, чем устанавливать
бак,необходимо обязательно убедится, что в техническом расчете
правильно определены параметры,. Категорически запрещается
устанавливать мембранный бак , не проверив технические расчеты и параметры, так как это может причинить ущерб людям, отопительной системе или самому баку.
Мембранный бак должен быть установлен только подготовленным специалистом.
Мембранный бак должен быть технически верно установлен и надежно
присоединен к трубопроводу и фундаменту. Если масса бака превышает 30
кг, необходимо закреплять его с помощью специального приспособления во
избежание ущерба.
На системах оборудованных мембранным баком
должны быть установлены предохранительные устройства, ограничивающие
давление и гарантирующие невозможность превышения максимального
рабочего давления.
Для предотвращения электролитической коррозии бак должен быть надежно заземлен.

Предварительное давление в мембранном баке
На заводе-изготовителе в мембранном баке
установлено предварительное давление воздуха (не более 4 бар).
Предварительное давление может быть скорректировано на месте с учетом
условий эксплуатации. Правильная настройка предварительного давления
гарантирует надежную работу всей системы и долгий срок службы мембраны.
В процессе монтажа системы рекомендуется всегда
проверять предварительное давление в мембранном баке. Перед изменением
предварительного давления бак должен быть опорожнен. Предварительное
давление должно быть ниже давления включения насоса. Для правильной
установки этого давления рекомендуем воспользоваться представленной
здесь настроечной таблицей.

Максимальный и фактический объемы мембранного бака
Максимальный объем воды, содержащейся в мембранном баке, может составлять не более
75 % от его общего объема. Фактический же объем содержащейся в нем
воды, как правило, заметно меньше, так как лишь в редких случаях,
предусмотренных спецификой того или иного технологического процесса,
давление находящейся в мембранном баке
воды достигает 10 бар. Поэтому, если перепад давлений между включением
и выключением насоса не превышает 2 — 2,5 бар (наиболее приемлемый в
условиях автономного водоснабжения диапазон), фактический объем воды в
мембранном баке будет составлять приблизительно 30 — 35 % от общего его
объема.
Чем больше разница между давлениями включения и выключения насоса, тем больше фактический объем мембранного бака.

Минимальный объем мембранного бака
Минимальный допустимый объем мембранного бака
напрямую зависит от максимально допустимого числа включений насоса в
час и от интенсивности водоразбора, а также от того, при каких
значениях давления насос будет включаться и выключаться.
Минимально допустимый объем мембранного бака можно определить из следующего приближенного выражения:
V = 2Q/N,
где V — объем мембранного бака, м3
Q — предполагаемый разбор воды, м3/ч
N — максимально допустимое число включений насоса в час
Для того, чтобы продлить срок службы
электродвигателя насоса, рекомендуется выбирать мембранный бак, объем
которого несколько превышает минимально допустимый. Допускается
установка двух и более мембранных баков в одну систему, при этом
давление в воздушных камерах этих мембранных баков должно быть
одинаковым.

Обслуживание мембранных баков
Необходимо чтобы эксплуатация осуществлялась только квалифицированными специалистами.
Мембранные баки должны обслуживаться, по крайней
мере раз в год, а результаты предварительной закачки воздуха должны
соответствовать значению,указанному на этикетке +20 %.
При осуществлении предварительной закачки воздуха бак должен быть полностью слит.
Если во время предварительной закачки воздуха
давление отличается от того давления, которое указано на этикетке, оно
должно быть восстановлено до первоначального уровня.
Не отсоединяйте расширительный бак до тех пор,
пока он не будет полностью слит при помощи сливного крана. Бак должен
быть защищен от сильного холода.

Техника безопасности
Предварительное давление ни в коем случае не
должно превышать уровень, указанный на информационной табличке и
закрепленной на каждом баке. Мембранный бак никогда
не должен разбираться или демонтироваться во время работы. Запрещается
рассверливать бак и открывать его, применяя усилие. Необходимо всегда
соблюдайть технические характеристики, указанные на информационной
табличке. Никогда не превышайте максимальную рабочую температуру и
максимальное рабочее давление. Не используйте мембранный бак не по
назначению.
Каждый мембранный бак проверяется, испытывается индивидуально или совместно, упаковывается на заводе-изготовителе.

В статье подробно рассмотрены баки для водоснабжения, их классификация и особенности. Рассмотрена конструкция мембранного бака и принцип работы, даны советы и рекомендации по монтажу баков в систему водоснабжения.

Расширительные баки - это баки, предназначенные для компенсации излишков объема воды, выравнивая этим давление в водонагревательных приборах, обеспечивая безопасность беспрерывной работы системы отопления. Второе его название - гидроаккумулятор (гидро - вода, аккумулятор - накопитель). Расширительные баки для водоснабжения устанавливаются с целью поддержания водяного давления в системе. При необходимости восстановления объемных изменений теплоносителя, которые возникают в процессе охлаждения или нагрева, нужда в приобретении расширительного бака неизбежна. (См. также: )

Виды расширительных баков:

1. Плоские;


2. Навесные;


3. Напольные;


4. Напольные баки со сменной мембраной.

Классы расширительных баков

1. Расширительные баки для водоснабжения горячей воды;


2. Расширительные баки для отопления.

Рисунок 1: Расширительные баки

Конструкция расширительных баков

Расширительные баки непосредственно изготавливаются из обычной или нержавеющей стали. Объем их должен составлять не менее чем 25-50 литров, и он будет зависеть от расстояния между подключением труб до места соединения со стояком. Рабочие мембраны могут быть сменные и несменные.

Экспанзоматы (гидравлические баки для системы отопления) состоят из стального корпуса высокого качества. Конструкция бака разделена мембраной с выходом на две камеры: воздушную (камера в которой уже подготовленный воздух) и водяную. Такие баки могут быть плоские и баллонные.

Рисунок 2: Гидравлический бак вертикального исполнения

Технические характеристики расширительных баков:

• Рабочая температура прибора от -10 до +99˚С;


• При испытаниях давление будет составлять в 1,5 раза больше максимального в рабочем режиме;


• Обшивка и дно состоит из стали и холодной штамповки;


• Мембрана состоит из сменной резины с повышенной эластичностью;


• Максимальное давление от 4 до 6 бар;


• Мембранный накопительный бак для водоснабжения

Рисунок 3: Монтаж расширительного бака

Накопительные баки мембранного типа

Мембранный накопительный бак для водоснабжения предназначен для осуществления нескольких функций системы водоснабжения: (См. также: )

• накопление запаса воды


• поддержка воды при определенном уровне давления


• накопившаяся вода служит резервом, уменьшающим цикл запуска и выключения насоса воды.

Если контакты питания часто щелкают, срок службы насоса, естественно, быстро сокращается. Если в доме выключился свет, то всем понятно, что работать насос не будет, но бывает, что в гидроаккумуляторе еще есть вода, и она под хорошим давлением, то на некоторое время система водоснабжения будет работать. Объем мембранного бака будет влиять на продолжительность его использования.

Гидроаккумулирующие мембранные баки созданы для систем горячего и холодного водоснабжения, установок для пожаротушения, повышающих установок и подпитываемых систем и систем отопления. Служат для восстановления после гидродинамических ударов. Мембранный расширительный бак для водоснабжения работает следующим образом: после монтирования системы и подключения к нему электросети насос начинает заполнять водяную камеру водой. А объем воздуха, который находится в воздушной камере бака, будет уменьшаться с поступающим объемом воды в бак. Если уменьшить объем воздуха бака, то давление в мембранном баке увеличится.

При превышении давления бака того давления, которое сопутствует отключению насоса, насос автоматически отключится, и будет находиться в таком состоянии пока давление в самой системе не упадет до требуемого уровня при водозаборе (вода в таком случае будет доставляться из мембранного бака), затем насос опять включиться и так далее. Мембрана все время находится в хаотичном состоянии, потому что давления воздуха мембранного бака уравновешено с давлением воды, и по этому мембрана, не испытывая внутренних напряжений, находится в потоке между воздухом и водой. Давление мембранного бака можно проверять по специальному манометру. По нему же можно настроить реле давления на нужный рабочий диапазон в работе мембранного бака. (См. также: )

Принцип работы гидравлического бака

При нагреве воды в системе ее объем расширяется и далее она попадает в водяную камеру. При охлаждении вода возвращается в систему обратно. Поэтому в системе отопления нельзя обойтись без расширительного бака. Вода, которая поступает в мембранный бак для водоснабжения, не взаимодействует с поверхностью корпуса, изготовленного из стали, так как само отделение бака сделано из бутила (специальный резиновый материал). Нужно отметить, что срок службы и надежность расширительных баков будет зависеть от толщины его стенок.

Рисунок 4: Зарядка гидроаккумулятора

Рисунок 5: Вытеснение воды сжатым воздухом

Рисунок 6: Зарядка гидроаккумулятора насосом

Рисунок 7: Отключение насоса при нужном давлении

Применение мембранных баков в системе отопления

Когда котел нагревается, температура жидкости-теплоносителя растет, и жидкость начинает расширяться. Такая жидкость практически не способна сжиматься, и если вдруг отопительная система не будет иметь дополнительное устройство оснащения, которое позволяет отводить объем для дополнения, то произойдет неизбежное разрушение всей системы. Во избежание подобного применяют компенсационные (расширительные) баки для систем водоснабжения.

Дополнительные функции

Компенсационные баки для систем водоснабжения применяются для предотвращения разрушений систем от гидравлических ударов. Еще такого рода баки используют как емкости для огнегасящей жидкости в пожаротушительных системах, и как баки для случаев, при отключении электроэнергии. Гидравлические баки используют не только в бытовой технике, но и сельскохозяйственной промышленности. Серия профессионально рассчитана на давление в 16 бар. Это рабочее стандартное давление. (См. также: )

Конструкции мембранных баков

Баки, имеющие сменную мембрану. Бывают как вертикального, так и горизонтального исполнения. Отличительная особенность состоит в том, что вся возможная жидкость расположена внутри самой мембраны и не имеет контакта с поверхностью бака, металлической поверхностью. Заменяют мембрану через специальный фланец, закрепленный при помощи всего нескольких болтов. Если же расширительный бак имеет слишком большой объем, то баллонную мембрану закрепляют задней частью за ниппель, через соединение с резьбой для стабилизации заполнения водой.

Бак, имеющий фиксированную диафрагму. Внутренняя часть такого бака разделилась на два мембранных объема. Мембрана в таком случае будет иметь жесткое крепление по всему периметру сечения. Один объем содержит в себе воздух, второй объем - питьевую воду или теплоноситель. Верхняя часть бака покрыта специальной эмалью, а внутренняя поверхность, которая контактирует с жидкостью, покрыта влагостойкой краской.

Рисунок 8: Конструкция мембранного бака

Запрещено! Категорически запрещается устанавливать мембранные баки, не совершив технических расчетов и не проверив параметров. Это может принести значительный ущерб, как отопительной системе, баку, так и людям.

Право на установку мембранного бака имеет только подготовленный специалист. Данный бак должен быть технически правильно и надежно соединен с фундаментом и трубопроводом.

Совет! Во избежание ущерба при весе бака более 30 кг для крепления нужно использовать специальное приспособление. Так же необходимо установить предохранительное устройство, которое способно ограничивать давление и гарантировать невозможность превышения рабочего максимального давления.

Баки для систем водоснабжения обязательно должны быть заземлены, это в свою очередь предотвратит электролитическую коррозию.

На заводе, изготавливающем мембранные баки, в баках устанавливается предварительное давление, создается оно воздухом (до 4 бар). Данное давление требует правильной настройки, ибо только при таком условии можно получить гарантию надежной работы всей системы на протяжении долгого срока службы мембранного бака.

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