Гидроаккумулятор для отапливания
Гидроаккумулятор и несколько «зарытых собак»
(Мембранные бачки VALTEC для систем водоподачи и теплоснабжения)
Мембранные бачки делятся на расширительные бачки, применяющиеся в системах обогрева и горячего водообеспечения, и гидроаккумуляторы, используемые в системах холодного водообеспечения при водоподаче в дом от внешнего источника.
Хороший выбор, монтаж и работа бачков обеспечит неопасную работу систем и сведет на нет вероятность появления опасных ситуаций.
Мембранные бачки VALTEC для отопительных систем
Назначение расширительного бачка VALTEC
Первая задача мембранного расширительного бачка в отопительной системе – возместить увеличение объема воды вследствии ее теплового расширения.
В расширительном мембранном баке находится диафрагма, которая делит его на 2 половины, одна из которых имеет азот, который находится под начальным лишним давлением, а в остальную часть поступают остатки носителя тепла из системы.
Сначала весь объем расширительного бачка полностью занят азотом; при нагревании носителя тепла его объем становится больше, что приводит к сжатию азота. Давление азотной подушки становится больше и ровняется с давлением в отопительной системе на данном статическом уровне. Когда температура носителя тепла и, исходя из этого, его объем уменьшается, давление азотной подушки возвращает тепловой носитель назад в систему, не давая давлению в системе снизиться ниже настроечного уровня.
Давление в точке подсоединения гидроаккумулятора к системе всегда равно статическому давлению в этой точке при данных температурных параметрах.
Рис. 1. Варианты подсоединения гидроаккумулятора к системе обогрева
У выносных флажков на рис. 1 обозначены расчетные значения рабочего давления в отличительных точках каждой системы (в м вод. ст).
Значение настройки клапана предохранительного принято 33 м вод. ст., напор насоса – 6 м вод. ст., емкость системы – 200 л. Разница самой большой и небольшой температур носителя тепла – 80 ?С.
В табл. 1 показаны расчетные характеристики мембранных бачков для схем с их различным подключением.
Таблица 1. Расчетные данные по системам рисунка 1
Выбор мембранного расширительного бачка VALTEC
Достаточный объем мембранного расширительного бачка рекомендуется определять по формуле:
Vб = C · ?t / (1 – Pamin / Pamax), (1)
где C – объем носителя тепла в отопительной системе, л. В себя включает водный объем в трубах, котле, батареях и прочих элементах системы. Данный показатель подсчитывается по фактической емкости любого элемента системы; Pamin – первое (настроечное) безоговорочное давление в расширительном баке, бар; Pamax – максимальное безоговорочное давление, возможное в расширительном баке, бар.
С конкретной погрешностью значение объема носителя тепла в системе можно подбирать из табл. 2. При расчетах на стадии технико-экономического обоснования разрешается принимать удельную емкость системы обогрева 15 л/кВт.
Значения коэффициента теплового расширения носителя тепла ?t, необходимые самой большой температурной разнице воды в неработающей и системе которая работает, рекомендуется принимать из табл. 3.
Настроечное безоговорочное давление вычисляется по формуле:
Pamin = Pa0 + Pстmax – 0,1· (HБ + h3 + 1), (2)
где Pa0 – атмосферное давление, бар; Pстmax – статическое давление на уровне нижней точки системы, бар; НБ – превышение точки врезки бачка над нижней точкой системы, м; h3 – превышение центра бачка над точкой врезки, м.
При расположении бачка ниже точки врезки h3 подставляется со знаком «минус».
Безоговорочное максимальное давление, возможное в расширительном баке:
Как работает расширительный бак для системы отопления
Pamax = Pa0 + PПК + PстБ – PстПК – 0,1· h3, (3)
где PПК – давление настройки клапана предохранительного, бар; PстБ – статическое давление на уровне установки клапана предохранительного, бар; PстПК – статическое давление на уровне врезки в систему гидроаккумулятора, бар.
Как правильно установить расширительный бак.
Таблица 2. Примерный объем носителя тепла в системе
Таблица 3. Значение коэффициента теплового расширения тепловых носителей ?t
Настроечное давление бачка не должно быть ниже гидростатического давления на уровне центра бачка больше, чем на 1 м вод. ст. (0,1 бара). В другом случае уже в процессе наполнения системы практичный объем бачка заполнится носителем тепла, и при дальнейшем нагреве и расширении жидкости будет предъявлен маленький объем, чем это нужно. Говоря иначе, если в бачке настроечное (заводское) давление равно 1,5 бара, то заполнять систему необходимо до давления на уровне центра бачка, не превышающего 1,6 бара. Если по плану в системе следует установить большее гидростатическое давление, то для этого, перед монтажными работами бачка, в нем следует поднять давление с помощью воздушного насоса.
Аналогичным образом, при переходе с гидравлической системы на систему с гликолем, возможно, понадобится замена бачка на больший по типоразмеру или установка добавочного расширительного бачка.
Сигналом к тому, что система нуждается в бачке большей емкости, служит регулярное срабатывание клапана предохранительного.
Варианты обвязки с мембранным бачкам
Рис. 4. Установка расширительного бачка в системе с одним котлом: 1 – расширительный бачок; 2 – клапан для предохранения; 3 – насос циркуляционный; 4 – фильтр; 5 – клапан обратный; 6 – кран запорный; 7 – кран Маевского
В этом случае экспанзомат находится на обратном трубопроводе системы, что дает возможность применять его при меньшей температуре носителя тепла, чем если бы он был поставлен на линии подачи. Это решение дает возможность увеличить служебный срок аппарата. Подключение бачка на всасывающем патрубке насоса предохраняет насос от кавитации.
Рис. 5. Установка расширительных бачков в системе с несколькими котлами и автоматизированным ограничением небольшой температуры воды в обратном трубопроводе (рассчитано по одному бачку на каждый котел): 1 – расширительный бачок; 2 – группа безопасности (клапан для предохранения, прибор для определения величины давления, кран Маевского); 3 – насос циркуляционный; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 – клапан обратный; 6 – кран запорный; 7 – гидравлическая стрелка
В этой схеме рассчитано по одному экспанзомату на котел. Емкость любого из них должна быть не менее расчетной на всю систему, т.е. если по расчету ей нужен бачок емкостью 80 л, то такой должна быть емкость любого из устанавливаемых аппаратов. Обусловлено это тем, что во время работы на пониженной мощности, когда отключается горелка одного из котлов, также происходит выключение соответствующего циркулярного насоса и закрытие трехходового клапана. При этом движение воды по замкнутому контуру через отключенный котел отсутствует, и расширительный бачок, установленый на данном котле, изолируется от другой системы. Оставшийся в работе экспанзомат должен обеспечить компенсацию увеличения носителя тепла во всем объеме системы. Это положение правильно и при применении двухходовых клапанов, выполняющих функцию блокировки котлов.
Рис. 6. Установка расширительного бачка в системе с несколькими котлами и автоматизированным ограничением небольшой температуры воды в обратном трубопроводе (один расширительный бачок на всю систему): 1 – расширительный бачок; 2 – группа безопасности (клапан для предохранения, прибор для определения величины давления, кран Маевского); 3 – насос циркуляционный; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 –клапан обратный; 6 – кран запорный; 7 – гидравлическая стрелка
Мембранные бачки для систем ГВС
Главное отличие мембранных бачков для водообеспечения состоит в том, что вода в них не должна контактировать со стенками корпуса, как это разрешается в системах обогрева. Благодаря этому в них всегда применяется мембранная ткань камерного типа (в виде мешка). Более того, к материалу мембранной ткани бачков для водообеспечения предъявляют довольно большие требования по допустимости контакта с пищевыми жидкостями.
Расчет мембранного расширительного бачка для ГВС выполняется по формуле 1. Подсчет объема воды в системе проводится с учетом воды, имеющейся в трубопроводах и водонагревателе или теплообменнике.
Рис. 7. Установка расширительного бачка в системе горячего водообеспечения: 1 – расширительный бачок; 2 – клапан для предохранения; 3 – насос; 4 – фильтр; 5 – клапан обратный; 6 – кран запорный
Мембранные бачки VALTEC для систем ХВС (гидроаккумуляторы)
Расширительный бак для отопления. Мембранный расширительный бак системы отопления
Важные функции гидроаккомулятора в системах холодного водообеспечения такие:
- уменьшение числа включений насоса;
- демпфирование гидравлических ударов и пульсаций воды во время работы насоса;
- поддержание давления в системе в заданном диапазоне;
- водоподача потребителям во время «пиковых» нагрузок, которые выше продуктивности насоса.
Мембранный бак не прекращает работу так: когда включается насос вода закачивается в бачок до максимально поставленного значения, после этого насос выключается благодаря срабатыванию реле давления. В течение срока забора воды водный объем в бачке уменьшается, падает и давление в бачке. При уменьшении давления до минимально поставленного значения насос включается и цикл повторяется.
Хорошо выбранный мембранный бак увеличивает рабочий срок насосного оборудования.
VГА = 16,5 · Qmax · (Рmах + 1) · (Рmin + 1) / n · (Рmах – Рmin) · (Р0 + 1), л (5) , где
Qmax – в среднем расход насоса, равный расчетному расходу воду в системе, л/мин;
Рmах – лишнее давление выключения насоса, поставленное на реле давления, бар;
Рmin – лишнее давление включение насоса, поставленное на реле давления, бар;
Р0 – лишнее давление подготовительной накачки воздушной пустоты бачка, в основном, принимаемое (Pmin – 0,5), бар;
n – предельное количество включений насоса, указываемое в паспорте насоса (в большинстве случаев n = 12–15), 1/ч.
Vв = VГА · (Рmах – Рmin) / (Рmах + 1), л (7)
Диаметр подводки к гидроаккумулятору обязан быть не менее диаметра магистрали, к которой она прикрепляется.
Рис. 8. Пример установки гидроаккумулятора в системе холодного водообеспечения со глубинным насосом: 1 – гидроаккумулятор (мембранный бак), 2 – клапан обратный, 3 – кран запорный, 4 – реле давления, 5 – прибор управления насосом, 6 – группа безопасности (клапан для предохранения, прибор для определения величины давления, кран Маевского)
Технические свойства и ассортимент мембранных бачков VALTEC
Мембранные бачки VALTEC как для отапливания, так же и для водообеспечения снабжены сменной мембранной тканью камерного типа. Это означает, что в данных бачка исключен контакт жидкости со стенками бачка. В случае износа или повреждения мембранная ткань может быть заменена.
Замена мембранных тканей в бачках производится в такой последовательности:
- закрыть участок системы, на котором находится бачок и слить с него воду;
- отсоединить бачок от подводящего трубопровода;
- разболтить контрфланец и снять его;
- через открывшееся отверстие бачка вытянуть мембранную ткань;
- продуть внутреннюю полость бачка сжатым воздухом;
- приготовить к установке новую мембранную ткань, для чего присыпать ее наружную поверхность тальком;
- установить новую мембранную ткань поэтому, чтобы фартук мембранной ткани плотно прилегал к фланцу бачка;
- установить на место контрфланец и заболтить его;
- сделать подкачку воздуха газовой подушки до расчетного значения, и подсоединить бачок к системе.
Таблица 4. Технические свойства мембранных бачков VALTEC