VALTEC, Мембранний бак та кілька - заритих собак
(Мембранні баки VALTEC для систем водопостачання та опалення)
Мембранні баки поділяються на розширювальні баки, що використовуються в системах опалення та гарячого водопостачання, та гідроакумулятори, що застосовуються в системах холодного водопостачання при подачі води до будинку від зовнішнього джерела.
Правильний підбір, монтаж та експлуатація баків забезпечить безпечну роботу систем та зведе нанівець ймовірність виникнення аварійних ситуацій.
Мембранні баки VALTEC для систем опалення
Призначення розширювального бака VALTEC
Основне завдання мембранного розширювального бака у системі опалення – компенсувати збільшення об'єму води внаслідок її температурного розширення.
За відсутності замкнутої системи ємності, куди можуть надходити надлишки теплоносія, навіть незначне збільшення температури призведе до зростання тиску, що може перевищити гранично допустиму величину для елементів гідравлічної системи.
Як працює розширювальний бак VALTEC
У розширювальному мембранному баку знаходиться діафрагма, яка поділяє його на дві частини, одна з яких містить азот, що знаходиться під початковим надлишковим тиском, а в іншу частину надходять надлишки теплоносія із системи.
Спочатку весь обсяг розширювального бака повністю зайнятий азотом; при нагріванні теплоносія його обсяг збільшується, що призводить до стиснення азоту. Тиск азотної подушки збільшується і вирівнюється із тиском у системі опалення на даному статичному рівні. Коли температура теплоносія і, відповідно, його об'єм зменшується, тиск азотної подушки повертає теплоносій назад у систему, не даючи тиску в системі знизитись нижче настроювальногорівня.
Місце підключення розширювального мембранного бака VALTEC до системи опалення
Тиск у точці підключення мембранного бака до системи завжди дорівнює статичному тиску в даній точці за даних температурних параметрів.
Таким чином, від розташування розширювального бака залежать параметри роботи всіх інших елементів системи опалення, необхідний початковий тиск у розширювальному баку і сам об'єм бака.
На рис. 1 наведено кілька варіантів приєднання мембранного бака до системи опалення з наступними висотними параметрами:
- перевищення верхньої точки системи над нижньою (H) – 10 м;
- теплогенератор і запобіжний клапан розташовані на 2 м вище від нижньої точки системи (h1);
- розширювальний бак вміщений на 1 м вище за точку його підключення до системи (h2);
- статичний тиск лише на рівні нижньої точки системи – 15 м вод. ст.
Мал. 1. Варіанти підключення мембранного бака до системи опалення
У виносних прапорців на рис. 1 позначено розрахункові значення робочого тиску в характерних точках кожної системи (м вод. ст).
Значення установки запобіжного клапана прийнято 33 м вод. ст., напір насоса – 6 м вод. ст., ємність системи – 200 л. Різниця максимальної та мінімальної температур теплоносія – 80 ºС.
У табл. 1 наведено розрахункові характеристики мембранних баків для схем з їх різним підключенням.
Таблиця 1.Розрахункові дані щодо систем малюнка 1
Підбір мембранного розширювального бакаVALTEC
Достатній обсяг мембранного розширювального бака рекомендується визначати за такою формулою:
де C – загальний обсяг теплоносія у системі опалення, л. Включає обсяг води в трубах, котлі, радіаторах та іншихелементи системи. Цей показник підраховується за фактичною ємністю кожного елемента системи; P a min – початковий (настроювальний) абсолютний тиск у розширювальному баку, бар; P a max – максимальний абсолютний тиск, можливий у розширювальному баку, бар.
З певною похибкою значення обсягу теплоносія у системі можна вибирати з табл. 2. При розрахунках на стадії техніко-економічного обґрунтування допускається приймати питому ємність системи опалення 15 л/кВт.
Значення коефіцієнта температурного розширення теплоносія βt, що відповідають максимальній різниці температур води в непрацюючій та працюючій системі, рекомендується приймати з табл. 3.
Налагоджувальний абсолютний тиск обчислюється за формулою:
де Pa 0 - атмосферний тиск, бар; P ст max – статичний тиск лише на рівні нижньої точки системи, бар; НБ - перевищення точки врізання бака над нижньою точкою системи м; h2 – перевищення центру бака над точкою врізання, м.
При розташуванні бака нижче точки врізання h2 підставляється зі знаком мінус.
Абсолютний максимальний тиск, можливий у розширювальному баку:
де PПК – тиск налаштування запобіжного клапана, бар; P ст Б - статичний тиск на рівні установки запобіжного клапана, бар; P ст ПК - статичний тиск на рівні врізання в систему мембранного бака, бар.
Таблиця 2. Орієнтовний обсяг теплоносія у системі
Таблиця 3. Значення коефіцієнта температурного розширення теплоносіїв βt
Встановлення розширювального бака недостатнього об'єму або некоректний монтаж можуть спричинити неправильну роботу системи опалення і навіть виходу її з ладу.
Настроювальний тиск бака не повинен бути нижчим за гідростатичний тиск нарівні центру бака більш ніж на 1 м вод. ст. (0,1 бар). В іншому випадку вже в процесі заповнення системи корисний об'єм бака заповниться теплоносієм, і при наступному нагріванні та розширенні рідини буде надано менший обсяг, ніж це необхідно. Іншими словами, якщо в баку настроювальний (заводський) тиск дорівнює 1,5 бар, то заповнювати систему потрібно до тиску на рівні центру бака, що не перевищує 1,6 бар. Якщо за проектом у системі необхідно встановити більший гідростатичний тиск, то для цього перед монтажем бака в ньому необхідно підняти тиск за допомогою повітряного насоса.
У двох однакових системах, що розрізняються тільки за типом теплоносія, розширювальний бак більшого об'єму знадобиться в тій системі, де використовується теплоносій, що незамерзає, на основі гліколю (етилен- або пропіленгліколю), т.к. коефіцієнт розширення у гліколевих розчинів дещо вищий, ніж у води.
Таким чином, при переході з водяної системи на систему з гліколем, можливо, знадобиться заміна бака на більший за типорозміром або встановлення додаткового розширювального бака.
Сигналом до того, що система потребує баку більшої ємності, є часте спрацьовування запобіжного клапана.
1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif" />де Q – потужність котла, Вт; Vk – об'єм води в котлі, л, с – теплоємність теплоносія Дж/кг · До.
Приклади обв'язки з мембранним бакам
Мал. 4. Встановлення розширювального бака в системі з одним казаном: 1 – розширювальний бак; 2 – запобіжний клапан; 3 – циркуляційний насос; 4 – фільтр; 5 – зворотний клапан; 6 – запірний кран; 7 – повітровідвідник
В даному випадку експанзомат розташований на зворотному трубопроводі системи, що дозволяє експлуатувати його применшу температуру теплоносія, ніж якби він був встановлений на лінії подачі. Таке рішення дозволяє продовжити термін служби апарату. Підключення бака на всмоктувальному патрубку насоса оберігає насос від кавітації.
Мал. 5. Встановлення розширювальних баків у системі з кількома котлами та автоматичним обмеженням мінімальної температури води у зворотному трубопроводі (передбачено по одному баку на кожен котел): 1 – розширювальний бак; 2 – група безпеки (запобіжний клапан, манометр, відвідник повітря); 3 – циркуляційний насос; 4 – триходовий змішувальний клапан; 5 – зворотний клапан; 6 – запірний кран; 7 – гідравлічна стрілка
У цій схемі передбачено по одному експанзомату на котел. Місткість кожного з них повинна бути не меншою за розрахункову на всю систему, тобто. якщо з розрахунку їй необхідний бак ємністю 80 л, то такою має бути ємність кожного з апаратів, що встановлюються. Це зумовлено тим, що при роботі на зниженій потужності, коли вимикається пальник одного з котлів, також відбувається відключення відповідного циркуляційного насоса та закриття триходового клапана. При цьому циркуляція води через відключений котел відсутня і розширювальний бак, встановлений на даному котлі, ізолюється від решти системи. Експанзомат, що залишився в роботі, повинен забезпечити компенсацію розширення теплоносія у всьому обсязі системи. Це положення є справедливим і при використанні двоходових клапанів, що виконують функцію блокування котлів.
Мал. 6. Встановлення розширювального бака в системі з кількома котлами та автоматичним обмеженням мінімальної температури води у зворотному трубопроводі (один розширювальний бак на всю систему): 1 – розширювальний бак; 2 – група безпеки (запобіжний клапан, манометр, відвідник повітря);3 – циркуляційний насос; 4 – триходовий змішувальний клапан; 5-зворотний клапан; 6 – запірний кран; 7 – гідравлічна стрілка
Мембранні баки для систем ГВП
Основна відмінність мембранних баків для водопостачання полягає в тому, що вода в них не повинна торкатися стінок корпусу, як це допускається в системах опалення. Тому в них завжди використовується мембрана камерного типу (у вигляді мішка). Крім того, до матеріалу мембрани баків для водопостачання висуваються підвищені вимоги щодо допустимості контакту з харчовими рідинами.
Розрахунок мембранного розширювального бака для ГВП здійснюється за формулою 1. Підрахунок об'єму води в системі ведеться з урахуванням води, що міститься в трубопроводах та водонагрівачі або теплообміннику.
Приклад установки мембранного бака для ГВЗ наведено на рис. 7.
Мал. 7. Установка розширювального бака у системі гарячого водопостачання: 1 – розширювальний бак; 2 – запобіжний клапан; 3 – насос; 4 – фільтр; 5 – зворотний клапан; 6 – запірний кран
Мембранні баки VALTEC для систем ХВС (гідроакумулятори)
Основні функції гідроакомулятора в системах холодного водопостачання:
- зниження кількості включень насоса;
- демпфування гідроударів та пульсацій води під час роботи насоса;
- підтримка тиску в системі у заданому діапазоні;
- подача води споживачам у період «пікових» навантажень, які вищі за продуктивність насоса.
Правильно підібраний гідроакумулятор продовжує термін служби насосного обладнання.
Більшість виробників мембранних баків рекомендують об'єм гідроакумулятора розраховувати за формулою:
VГА = 16,5 · Qmax · (Рmах + 1) · (Рmin + 1) / n · (Рmах - Рmin) · (Р0 + 1), л (5) , де
Qmax – середня витрата насоса, що дорівнює розрахунковій витраті воду в системі, л/хв;
Рmах – надлишковий тиск вимикання насоса, встановлений на реле тиску, бар;
Рmin – надлишковий тиск увімкнення насоса, встановлений на реле тиску, бар;
Р0 - надлишковий тиск попереднього накачування повітряної порожнини бака, як правило, що приймається (Pmin - 0,5), бар;
n – максимально допустима кількість включень насоса, що вказується у паспорті насоса (зазвичай n = 12–15), 1/год.
Корисний об'єм води у водяній порожнині гідроакумулятора визначається за формулою:
Особливості монтажу гідроакумулятора полягають у наступному. Гідроакумулятор необхідно забезпечити запобіжним клапаном, який повинен встановлюватися на трубопроводі, що підводить, не далі, ніж 1 м від бака. Як варіант: допускається підключення до верхнього патрубка бака, з'єднаного з водяною порожниною, групи безпеки, що включає запобіжний клапан, повітровідвідник і манометр.
Діаметр підведення до гідроакумулятора повинен бути не меншим за діаметр магістралі, до якої вона приєднується.
Мал. 8. Приклад установки гідроакумулятора в системі холодного водопостачання зі свердловинним насосом: 1 – мембранний бак (гідроакумулятор), 2 – зворотний клапан, 3 – запірний кран, 4 – реле тиску, 5 – прилад керування насосом, 6 – група безпеки (запобіжний клапан, манометр,повітровідвідник)
Технічні характеристики та номенклатура мембранних баківVALTEC
Мембранні баки VALTEC як для опалення, так і для водопостачання мають змінну мембрану камерного типу. Це означає, що у цих бака виключено контакт рідини зі стінками бака. У разі зношування або пошкодження мембрана може бути замінена.
Заміна мембран у баках провадиться в наступному порядку:
- перекрити ділянку системи, на якій знаходиться бак та злити з нього воду;
- від'єднати бак від трубопроводу, що підводить;
- розбалакати контрфланець і зняти його;
- через отвір бака вийняти мембрану;
- продути внутрішню порожнину бака стисненим повітрям;
- підготувати до встановлення нову мембрану, навіщо присипати її зовнішню поверхню тальком;
- встановити нову мембрану таким чином, щоб фартух мембрани щільно прилягав до фланця бака;
- встановити місце контрфланець і заболтить його;
- здійснити підкачування повітря газової подушки до розрахункового значення, і приєднати бак до системи.
Таблиця 4. Технічні характеристики мембранних баків VALTEC