Чем отличается гидроаккумулятор от расширительного бака?
Мембранные баки делятся на два основных типа.
ПЕРВЫЙ ТИП:
Расширительные баки для отопления, которые применяются в закрытых системах отопления и предназначены для компенсации избыточного объема теплоносителя в отопительных системах, образующегося за счет теплового расширения. При нагреве котла жидкость-теплоноситель в нем расширяется, вследствие повышения температуры. Это приводит к увеличению ее объема примерно на 0,3 % на каждые 10 °С. Поэтому при увеличении температуры на 70 °С первоначальный объем теплоносителя увеличится примерно на 3 %. Жидкость практически несжимаема и если система отопления не будет оснащена дополнительным устройством, позволяющим куда-то деться этому объему, то неизбежно произойдет ее разрушение. Для исключения этого и применяются расширительные баки для систем отопления.
ВТОРОЙ ТИП:
Гидроаккумулятор (мембранный бак) в системе водоснабжения выполняет три основные функции.
- Прежде всего, это накопление воды и обеспечения требуемого напора. А так как большинство насосов как погружных, так и поверхностных имеют ограничения по количеству включений в час, то именно эта особенность гидроаккумулятора и является ключевой, позволяющей насосу включаться не каждый раз при открытии водопроводного крана, а только по мере опустошения гидроаккумулятора.
- Второй ключевой функцией гидроаккумулятора является предотвращение системы от гидроударов. Гидроудар возникает в трубопроводах при внезапном отключении или включении насоса, быстром закрытии крана, что может привести к разрушению трубопроводов, резьбовых соединений или сантехнических устройств.
- И, наконец, третья функция гидроаккумулятора – это поддержание резервного количества воды в системе, позволяя, тем самым, пользоваться некоторое время водой даже в случае отключения электричества, что очень удобно в загородных домах.
Внешне гидроаккумуляторы очень похожи на расширительные баки систем отопления. Однако назначение и условия эксплуатации у них другие, следовательно, есть и конструктивные отличия.
Главные отличия гидроаккумуляторов от расширительных баков заключаются в материале мембраны, а также особенностях расположения воздушной и водяной камер.
Гидроаккумулятор представляет собой железный бак с находящейся внутри “грушей” (мембраной) с водой, на которую под давлением давит воздух, находящийся между корпусом и мембраной. А расширительный бак для отопления разделен внутри резиновой мембраной на две полости: одна из них заполняется теплоносителем, а другая — воздухом. Именно поэтому недопустимо применение отопительных расширительных баков для систем водоснабжения, так как вода в системе водоснабжения не должна соприкасаться со стенками бака – в противном случае, с Вашего крана потечет ржавая вода.
Мембрана является одним из основных элементов, влияющих на работоспособность и надежность баков. Именно назначение баков определяет выбор мембраны. Внешне мембранные баки для системы отопления и водоснабжения очень похожи и зачастую этим пользуются недобросовестные продавцы, подсовывающие покупателю вместо гидроаккумулятора для водоснабжения расширительный бак для отопления. А ведь именно правильный выбор мембраны во многом определяет надежность и долговечность работы всей системы.
В системах отопления расширение жидкости, а следовательно, и нагружение мембраны происходит медленно, и в течение всего времени работы системы меняется незначительно. Однако температура эксплуатации может достигать +90 °С. Поэтому главным критерием для выбора материала мембраны для расширительного бака системы отопления является стойкость к температуре и долговечность. В системах холодного водоснабжения влияние температуры не так важно, так как температура воды в системе не может превышать 30 °С. Главным является динамическая эластичность мембраны, т.к. система может включаться несколько раз в час и быстро нагружаться. При нормальной работе частота ее срабатывания составляет от 5 до 15 раз в час. Конечно, такой режим работы требует надежной, эластичной мембраны, выдерживающей большое количество циклов. В качестве материала для мембран гидроаккумуляторов используют пищевую резину. Гидроаккумуляторы представляют собой важную часть в системе водоснабжения. От правильного выбора гидроаккумулятора, его оптимального объема зависит расход энергии насосом, его износ и бесперебойная работа.
ЧТО ТАКОЕ ГИДРОАККУМУЛЯТОР?
Это металическая емкость, внутри которой находится резиновая груша из пищевой резины. Фартук мембраны закреплен между фланцами с помощью болтов. В верхней части бака имеется тяга с патрубком, закрепленная гайкой. Патрубок служит для установки предохранительного клапана и воздухоотводчика.
Если бак у Вас имеет емкость, например 100 литров, то максимальное количество воды в нем будет ровно 1/3 от общего объема, т.е. 33 литра. Эта пропорция верна и для баков с другими объемами. Остальные 2/3 объема бака занимает воздух. Давление воздушной подушки может регулироваться с помощью ниппеля, закрытого пластиковой крышкой.
При подаче под давлением воды из скважины в гидроаккумулятор, мембрана, присоединённая к водопроводу, начинает увеличивается в объёме. За счёт этого воздух, который находится между мембраной и металлическими стенками бака, начинает сжиматься, создавая еще большее давление. Реле давления, установленное на заданный уровень, при достижении этого давления, размыкает контакты подачи электроэнергии на насос и он перестаёт качать воду в бак.
В результате получается железный бак с находящейся внутри “грушей” с водой, на которую под давлением давит воздух, находящийся между корпусом и мембраной. Когда Вы откроете кран, воздух давит на мембрану и под давлением выталкивает воду из бака в кран. По мере расхода воды в мембране будет падать давление, накачанное насосом. И когда давление упадёт до определенного уровня (например, 1.5 атм.), на реле давления сомкнутся контакты подающие электроэнергию на насос, и он вновь заработает, и пока Вы пользуетесь водой — насос работает постоянно. После того, как Вы закрыли кран, насос будет продолжать рабо тать и набирать воду в гидроаккумулятор. Когда общее давление в системе станет (например) 2.8 атм., то реле давления отключит насос. И так пока Вы снова не откроете кран.
Гидроаккумуляторы и расширительные баки: в чем разница?
В магазинах бытовой техники порой можно услышать невероятные вещи – например, что между гидроаккумулятором и расширительным баком нет никакой разницы, кроме цвета: одни синие, другие красные. Тогда зачем понадобилось окрашивать два одинаковых агрегата в разные цвета, если они взаимозаменяемы?
Разные функции – разные устройства
Принципиальное различие между гидроаккумулятором и компенсационным баком определяется функциональностью. Гидроаккумулятор предназначен для защиты систем водоснабжения, расширительный бак – для компенсации теплового расширения воды. Разные задачи предъявляют к конструкции агрегатов разные требования, поэтому не стоит обманываться внешним сходством.
Основная задача расширительного бака – поддержание стабильного давления в отопительном контуре с поправкой на тепловое расширение воды. Жидкости, как и газы, увеличивают объём при нагревании, но не способны сжиматься. Когда воде становится тесно, она рвётся на свободу, не считаясь с препятствиями. Финал предсказуем: протечка в месте стыка или разрыв трубопровода. Для предотвращения аварий требуется установка компенсаторного бака, в котором собираются избытки воды.
Гидроаккумулятор выполняет защитные функции в системе водоснабжения, компенсируя перепады давления в сети при включении и выключении насоса. Так удаётся избежать гидравлических ударов, сокращающих срок эксплуатации системы. Кроме того, насосное оборудование не может работать непрерывно, поэтому важно иметь запас воды на случай внезапного отключения электричества или поломки насоса.
Одновременно гидробак поддерживает достаточный напор в системе во время простоя насосного оборудования. Пока давление в сети не упадёт до критической отметки, насосы отдыхают – нет необходимости запускать их всякий раз, когда кто-нибудь открывает кран. Чем меньше включений и выключений, тем дольше прослужит насос. Разумеется, не все гидроаккумуляторы одинаково эффективны на своём посту – важно правильно подобрать агрегат и аксессуары к баку с учётом характеристик насосного оборудования, количества водоразборных точек и расчётного расхода воды в системе.
В Интернете можно найти формулы для определения оптимального объёма водонакопительного резервуара, но иногда в методику расчёта требуется вносить поправки на условия эксплуатации. К примеру, при частых перебоях электроснабжения объём сосуда подбирают с запасом – но ровно настолько, чтобы не допускать застоя воды. Если у вас не хватает знаний и опыта, чтобы учесть все нюансы и выполнить монтаж гидробака собственными силами, обратитесь за помощью к специалистам.
Всё дело в мембране: конструктивные отличия гидроаккумуляторов и расширительных баков
Поначалу компенсационные баки делали открытыми, но позже оказалось, что такое инженерное решение создаёт новые проблемы. Во-первых, вода постоянно испаряется, и её потери нужно восполнять. Во-вторых, никто не отменял коррозийное действие кислорода. В-третьих, в открытых контурах труднее контролировать напор. Наконец, монтаж бака вылетает в копеечку, так как конструкцию приходится утеплять.
Появление прочных и эластичных мембранных материалов подсказало выход из инженерного тупика, сделав возможным изготовление закрытых расширительных баков, не пропускающих кислород. Аналогичным образом были решены задачи поддержания постоянного уровня воды и регулировки давления. Кроме того, закрытая конструкция упростила монтаж и сервисное обслуживание расширительных баков – отныне агрегат можно устанавливать не только в верхней точке системы, а там, где вам удобнее.
Диафрагменная мембрана делит ёмкость компенсационного бака на две части. Верхний отсек заполняют теплоносителем, а в нижний закачивают воздух, плотно прижимающий диафрагму к стенкам резервуара. Увеличение объёма теплоносителя при нагревании сжимает воздух, пропуская воду в верхний отсек бака.
Гидроаккумуляторы также оснащены мембранами, но их форма и расположение совершенно иные. Внутри сосуда помещается баллонная мембрана, похожая на грушу, которая крепится между фланцами, исключая контакт воды с внутренней поверхностью резервуара. Именно поэтому недопустимо использование расширительных баков в системах водоснабжения: если питьевая вода соприкасается со стенками резервуара, её качество окажется неприемлемым – к примеру, из-под крана может потечь ржавая вода.
Пока напор поступающей воды не уравновесит давление воздуха между стенками сосуда, мембрана расширяется, стремясь заполнить всю ёмкость гидроаккумулятора. Давление воздуха регулируется ниппелем. В верхней части сосуда располагается патрубок, к которому подключают воздухоотводчик и предохранительный клапан.
Поскольку мембраны расширительных баков и гидроаккумуляторов функционируют в разных условиях, требования к материалам будут различны. Так, для диафрагменной мембраны важна термостойкость, поскольку температура воды в системах отопления достигает 90°C.
Для баллонных мембран в приоритете динамическая эластичность и стойкость к частому повторению растяжений и сжатий – от 5 до 15 циклов в час в штатном режиме. Поскольку мембраны гидробаков контактируют с питьевой водой, их изготавливают из пищевой резины с минимальной диффузией. Устойчивость к тепловому воздействию не имеет особого значения – температура воды в сетях холодного водоснабжения не превышает 30°C.
Какая мембрана лучше?
По свойствам мембран можно сделать вывод о допустимых сферах применения агрегатов. Если установить мембранный гидроаккумулятор в систему отопления, баллонная мембрана быстро выйдет из строя. Зато расширительные баки с успехом применяются в автоматических противопожарных установках в качестве сосудов для огнегасящих жидкостей или модулей порошкового пожаротушения.
Для изготовления мембран используют разные материалы:
- NATURAL – натуральный каучук, совместимый с технической и питьевой водой; отличается большой динамической эластичностью, хотя по мере износа может наблюдаться частичная диффузия;
- BUTYL – бутиловая резина для компенсационных баков и гидроаккумуляторов. Материал более устойчив к диффузии по сравнению с каучуком, но проигрывает в эластичности;
- EPDM – этиленпропиленовая резина; по характеристикам сходна с бутиловой резиной, но более водопроницаема. Как и каучук, может использоваться с питьевой и технической водой;
- NITRIL – обладает антикоррозийными свойствами и выдерживает действие активных сред;
- SBR – мембранная резина для расширительных баков, для установки в гидроаккумулятор недостаточно растяжима.
Синтетические резины рассчитаны на эксплуатацию при температурах от -10 до 100°C; у каучука диапазон рабочих температур на порядок меньше – от -10 до 50°C.
Теперь, когда вы знаете, чем продиктованы конструктивные отличия элементов систем отопления и водоснабжения, ни один продавец не собьёт вас с толку. Вы и сами разберётесь, какой агрегат вам нужен – расширительный бак или гидроаккумулятор. Внимательно изучайте технические паспорта предложенных моделей и делайте правильный выбор!
