Расширительные баки, гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.

В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.

Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.

Предназначение

• Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
• Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.

Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.

• Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
• Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.

Как различать

На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.

На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:

• Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
• расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.

Как работают схемы аккумуляции воды

Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.

При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор.

Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.

Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.

На практике, если такой клапан постоянно пропускает воду, то это свидетельствует о неисправности аккумулирующего устройства. Если аварийный клапан отсутствует, то при нагревании произойдет разрушение самого слабого места системы.

Когда в системе горячего водоснабжения нужен расширительный бак

Это закономерный вопрос, ведь горячее водоснабжение может выполнятся по разному. Если имеется проточный нагреватель, например газовый двуконтурный котел, который нагревает струю воды непосредственно при ее заборе, то естественно расширительный бак не нужен.

Если в системе вода нагревается в замкнутом бойлере большой емкости (более 100 литров) то тогда требуется установка расширительного бака в дополнение к предохранительному клапану. На который надеяться не правильно, так как он вовсе не рассчитан на частое срабатывание и при частых включениях просто начинает течь.

Как подобрать объем прибора для отопления

Основной вопрос, который возникает у пользователя — какой объем такого водо-аккумулирующего устройства нужен? При этом пользователь хочет приобрести меньший объем, так как он дешевле. Но приобретать нужно тот, который подходит по расчету.

Объем расширительного бака для отопления будет зависеть от объема теплоносителя в системе, давлений – предельного и установленного.
Формула для расчетов объема приведена на фото:

Объем теплоносителя указан в проектных данных, или его можно высчитать сложив все внутренние объемы элементов системы, наконец, в готовой системе его можно посчитать при заливке ведрами.

Для домашней системы — расчет объема «без лишних мучений» — 1/10 от залитого теплоносителя.

Какое предварительно давление нужно задать

На заводе-изготовителе обычно воздушную камеру заполняют азотом до давления 1,5 бар. Мембрана при этом прогибается и ее видно через штуцер подключения. Сохранность заводского давления свидетельствует о том, что мембрана целая и прибор пригоден к работе.

Но в дальнейшем мембранный бак необходимо подготовить для работы в конкретной системе. Существуют следующие правила определения давления :

• В системе холодного водоснабжения гидроаккумулятор накачивается воздухом на 0,2 атм. меньше, чем нижняя настройка реле давления насоса. Чаще нижнее значение реле давления – 1,4 атм. (давление включение насоса) а верхнее – 2,8 атм. Соответственно первоначальное давление в приборе – 1,2 атм. Такая настройка позволит избежать гидроударов при разборе воды и быстрого износа мембраны.
• В системе горячего водоснабжения расширительный бак накачивается воздухом до давления больше, чем давление, при котором насос выключается (верхний предел срабатывания реле давления). В этом случае бак не будет отдавать остывшую воду в систему водоснабжения. Но застоя воды бояться не стоит, прибор сделан так, что груша постоянно омывается потоком свежей воды.
• В системе отопления – воздушная камера расширительного бака закачивается до давления на 0,2 атм. меньше, чем давление в холодной системе отопления. Обычно «холостое» давление в системе 1,5 атм, соответственно предварительно накачивается до давления 1,3 атм при холодной системе.

Как устанавливается

Обычное правило, что подключение к системе любого мембранного бака должно быть снизу, а воздушная камера сверху.

Но следует взять во внимание, что гидроаккумулятор можно разворачивать как угодно, подсоединение к водопроводу может быть, и сверху, и сбоку, ничего особенного в этом нет, если не имеется возражений производителя.

А подключение к отоплению должно быть только снизу прибора. Если это не соблюсти, и расположить воздушную камеру снизу, то при выходе из строя мембраны, при появлении в ней трещин, воздух тут же уйдет в систему отопления и завоздушит ее. Если же воздушная камера будет сверху, то и при растрескивании мембраны ничего страшного не произойдет, прибор сможет еще работать очень долгое время в обычном режиме.

На фото приведен пример схемы отопления с подключением в ней расширительного бака закрытого типа.

7 мифов о гидроаккумуляторах.

Разберем семь наиболее часто встречающихся мифов о гидроаккумуляторах и их функциональных возможностях.

Миф 1. Гидроаккумулятор предназначен для поддержания постоянного давления в системе водоснабжения.

Такую фразу можно достаточно часто найти в описаниях гидроаккумуляторов. Вариации – гидроаккумулятор создает постоянное давление и т.п.

Начнем с того что мембрана (резиновая груша) в металлическом корпусе никакое давление, ни постоянное, ни «переменное» создать просто не в состоянии. Давление создается только насосом. Какое давление обеспечивает насос, такое же давление будет в гидроаккумуляторе. Единственное, о чем можно говорить, так это о том, что гидроаккумулятор, в отсутствие расхода воды, поддерживает созданное в нем давление и способствует его плавному снижению с началом водоразбора и плавному повышению после закрытия всех кранов. Т.е. без него давление изменялось бы мгновенно, а с ним изменяется плавно, за счет изменения гидравлического объема путем растяжения-сжатия мембраны. В этом и есть основный смысл его использования. Для корректного функционирования системы с вездесущим реле давления требуется именно плавное изменение давления, что и обеспечивается с помощью гидроаккумулятора.

Говорить о постоянном давлении в стандартной системе с реле давления и гидроаккумулятором вообще не приходится. Весь смысл функционирования такой системы сводится к тому, что давление постоянно изменяется, за счет чего и автоматизируется работа насоса с помощью реле давления. Постоянное давление может быть только при неизменном расходе, но как только расход воды изменяется (открыли или закрыли дополнительный кран) давление мгновенно изменяется. Все что может сделать гидроаккумулятор — это задать системе инерционность, что от него собственно и требуется. Постоянного давления в системах с переменным расходом возможно достичь только при использовании преобразователя частоты, когда скорость вращения насоса изменяется в зависимости от расхода воды.

Миф 2. Чем больше объем гидроаккумулятора, тем лучше.

Тем лучше для чего? Для самого гидроаккумулятора, для надежности системы, для насоса? Гидробак большого объема стоит дороже, занимает больше места, стоимость замены мембраны выше. Одни минусы.

Но определенная логика в утверждении есть и заключается она в следующем: чем больше объем гидробака, тем реже будет включаться насос. А чем реже включается насос, тем дольше он проработает, так как ресурс будет сохраняться (режим пуска электродвигателя самый напряженный – скачок пускового тока, высокий пусковой момент, повышенная нагрузка на детали насоса).

Однако с другой стороны логично предположить, что есть определенный предел по объему гидроаккумулятора, на котором необходимо остановиться. Ведь никому не приходит в голову покупать для частного дома гидроаккумулятор объемом в тысячи литров. Хотя с таким баком насос может включиться всего один-два раза в день или вообще не включиться. Не забудьте, что полезный объем гидроаккумулятора составляет около 30%.

Заблуждение состоит в том, что даже если мы уменьшим количество включений насоса в час в два раза (увеличив объем гидроаккумулятора), насос не прослужит в итоге в два раза дольше. Даже зная количество включений в час мы не можем оценить общее время работы в каждом цикле, что гораздо важнее для ресурса. Точно также если вы используете насос только полгода, например, в дачный сезон, не нужно рассчитывать, что насос прослужит в два раза дольше чем у соседа, который пользуется насосом круглый год.

Производители двигателей не дают определенного лимита включений/выключений на весь срок эксплуатации, после которого двигатель выходит из строя или требует ремонта. На ресурс двигателя влияют общее время работы и тепловой режим. Но при этом действительно важно, чтобы количество кратковременных включений насоса в час не превышало, указанных производителем, значений (эти данные есть в технической документации на насос). Это и есть основной критерий, по которому подбирается объем гидроаккумулятора. А если насос снабжен устройством плавного пуска, то и количество этих самых пусков может быть увеличено. Т.е. объем гидробака можно уменьшить.

Миф 3. Все гидроаккумуляторы одинаковые. Если нет разницы, зачем платить больше?

Если обратить внимание только на внешний аспект, то с данным утверждением сложно не согласиться. Если мы говорим о стандартных гидробаках со сменной мембраной, то внешне они действительно похожи друг на друга как близнецы-братья.

Но как часто бывает, самое важное – внутри. Хотя у гидроаккумуляторов действительно простое устройство, но даже здесь есть место для нюансов. Именно поэтому в одних гидробаках уходит воздух, и мембрана выходит из строя через год-два, а другие держат давление и служат гораздо дольше.

Миф 4. Гидроаккумулятору необходима установка воздухоотводчика.

Система водоснабжения (не путать с системой отопления) без проблем обходится без воздухоотводчика. Воздушные пузырьки при правильно проложенных трубах удаляются через кран во время водоразбора. А при неправильно проложенных трубах (с возможностью образования воздушных карманов) воздухоотводчик дело не спасет.

Отметим, что реле давления могут работать и с воздушной средой (например устанавливаться на компрессорном оборудовании).

Установить воздухоотводчик можно для самоуспокоения, но реального эффекта это не дает.

Миф 5. Все гидроаккумуляторы синего цвета.

Помогая покупателю сориентироваться в многообразии расширительных баков, большинство производителей действительно выпускают гидроаккумуляторы (расширительные баки для систем водоснабжения) именно синего цвета. Работает стандартная цветовая ассоциация, в чем нет ничего плохого.

Однако гидроаккумулятор окрашен только снаружи, поэтому нет никаких технологических проблем для изменения цвета.

Гидроаккумуляторы являются неотъемлемой частью многих бытовых и промышленных насосных станций (идут с ними в комплекте). Производители насосного оборудования самостоятельно не выпускают расширительные баки и закупают их у специализированных предприятий. В целях маркетинга эти баки могут иметь не только другой шильд, с названием отличным от оригинального (что сегодня не редкость), но и другой цвет. По желанию заказчика производитель гидроаккумуляторов может их на заводе окрасить в любой цвет.

Например, Grundfos долгое время использовал гидроаккумуляторы зеленого цвета, у Pedrollo встречались красные баки, а DAB использовал белые. Причем даже разные партии товаров могли быть разного цвета. Иногда выбор цвета гидроаккумулятора зависит от общей цветовой гаммы производителя насосов.

Сам цвет никоим образом не влияет на технические характеристики гидроаккумулятора и по большому счету может быть любым.

Поэтому, если у вас вышел из строя, допустим, зеленый гидробак от станции Grundfos, нет смысла искать бак аналогичного цвета.

Безусловно, синий цвет является самым распространенным на рынке гидроаккумуляторов, но не единственным.

Миф 6. На зиму из гидроаккумулятора необходимо не только сливать всю воду, но и спускать воздух.

Действительно, если вы планируете еще попользоваться своим гидроаккумулятором в следующем году, то слить воду из бака необходимо. Однако спускать воздух после слива воды нет никакой необходимости. Мембрана сильно сжимается под давлением воздуха и выдавливает всю воду.

Есть мнение, что мембране легче в свободном состоянии и лучше и её на зиму снять. Не споря и даже не принимая во внимание трудозатраты, приведем лишь один важный контраргумент. Все гидроаккумуляторы поступают в продажу с предварительной заводской закачкой воздуха, которая сильно деформирует (сжимает) мембрану, поскольку в неподключенном состоянии нет противодавления воды. В таком виде новый бак может храниться не один месяц, а то и год, пока не найдет своего хозяина. И ничего страшного в этом нет. Гидроаккумулятор устанавливают, контролируют давление воздуха, запускают систему и все замечательно работает.

Наш опыт эксплуатации бытовых систем водоснабжения указывает на то, что положительный эффект от полного опустошение воздушной полости на зимний период не имеет практического подтверждения.

Конечно, можно дойти до крайности, разобрать половину системы водоснабжения на зиму и гидробак в придачу. Все промыть, просушить и сложить дома в теплом месте. Но этот вариант лучше оставить для «знатоков». Максимум из того что необходимо сделать это слить всю воду и продуть систему компрессором.

Миф 7. Мембрану лучше не заменять, а менять сразу целиком гидроаккумулятор.

При выходе мембраны из строя приходится решать вопрос о замене одной только мембраны или замене гидроаккумулятора целиком.

Хотите продлить жизнь мембране? Не забывайте контролировать давление воздуха.

Логично, что решение принимается на основании сопоставления стоимости новой мембраны и всего гидроаккумулятора в сборе. У некоторых дорогих европейских брендов стоимость мембраны составляет около 60% от общей стоимости товара. Конечно, это не реальная стоимость мембраны, а наглая политика производителя, старающегося заработать на запасных частях и сервисе, что сегодня вполне привычно. Кроме того, далеко не всегда можно найти аналогичную замену, так как производители могут специально изготавливать мембраны с нестандартной горловиной. Поэтому неудивительно, что покупателем принимается решение о покупке нового оборудования.

У других производителей стоимость мембран находится на уровне 30-35% от стоимости нового гидроаккумулятора. В данном случае мы бы посоветовали оценить состояние корпуса и фланца, и, в случае их удовлетворительного состояния, сделать выбор в пользу замены мембраны. Эта операция несложная.

Если гидроаккумулятор не находится все время во влажной среде, то его корпус и фланец может прослужить достаточно долго.