Для чего нужен мембранный бак для водоснабжения? При организации автономного водообеспечения частного дома от скважин или колодцев необходимо создать аварийный запас воды. Для этих целей прекрасно подходит расширительный бак для водоснабжения. Эти емкости практичны, имеют большой объем, но для обеспечения нормального рабочего режима необходимо применить ряд устройств, а не ограничиться только одной установкой. При включении в систему водоподачи бака существенно повышается автономность водообеспечения. Созданный запас позволит решить проблемы с подачей воды, которые могут возникнуть при поломках насосов и при проведении эксплуатационного ухода за оборудованием и скважиной. На данный момент промышленностью выпускается огромное количество различных моделей, что существенно осложняет выбор.

При включении в систему водоподачи бака существенно повышается автономность водообеспечения.

Описание, типы конструкции

Расширительный бак для водоснабжения используется для поддержки нужного уровня давления при автономном водоснабжении. Наиболее часто для этих целей применяют мембранные (расширительные баки). Это емкости, внутри которых имеются резиновые мембраны, которые разделяют бак на камеры. Одна камера — водная, другая — воздушная.

Бак соединен с водопроводом автономной системы подачи воды так, что входная ветка подает воду в бак, наполняя его, и только после заполнения определенного объема происходит подача воды потребителям.

Принцип работы таков: когда система включена (запущена), то насос накачивает в водную камеру воду до ее заполнения. При этом объем второй камеры значительно сокращается. При сокращении воздушной камеры объем воздуха внутри нее не изменяется, поэтому увеличивается давление на мембрану. Соответственно, давление в системе увеличивается.

В расширительных баках используется мембрана, разделяющая его на 2 резервуара, один из которых с воздухом, а другой с жидкостью. При этом необходимо наличие в баке аппаратуры контроля давления (реле давления). Это необходимо для автоматического отключения насоса, этим же датчиком насос автоматически запускается при падении давления в резервуаре ниже запрограммированного значения. Это позволит осуществлять автоматическую работу всей системы водоснабжения.

Для контроля давления необходимо установить и отдельный манометр, который будет дублировать реле давления на случай его поломки. При этом важно очень тщательно и точно настроить датчик давления, поскольку от его работы зависит давление в водопроводе. Установка расширительных (мембранных) резервуаров в системе автономного водоснабжения решает сразу несколько вопросов:

1. Поддержание давления в системе при отключении насоса и в случае его остановки на обслуживание или ремонт. Кроме того, такие баки позволяют существенно снизить мощность насоса водоподачи.
2. Защита системы водоснабжения от гидравлических ударов, которые могут возникать из-за перепадов напряжения в электрических сетях, что существенно повышает живучесть системы.
3. Защищает от перепадов давления и других неприятных нюансов, связанных с попаданием воздуха в систему (например, при падении уровня воды в скважине).
4. В случае непредвиденного отключения насоса будет поддерживать некоторое давление в системе.
5. Снижает износ насосного оборудования, тем самым продлевая срок его эксплуатации. Это происходит из-за того, что насос качает воду только после понижения давления воды в баке, а не после понижения давления воды в системе.
6. В случае малого расхода воды позволяет вообще не включать насосное оборудование, а пользоваться только водой, которая находится в баке.

Мембранные баки бывают разной конструкции. На данный момент различают всего 2 типа:

1. Со сменной мембраной. Его основным достоинством является возможность заменить мембрану при ее износе или прорыве. Для замены предусмотрен фланец, через который происходит извлечение старой мембраны и закладка новой. Фланец крепится болтами к корпусу бака. В случае если резервуар имеет большой объем, возможны дополнительные крепления мембраны. Чаще всего заднюю часть мембраны крепят к ниппелю. Поэтому для извлечения необходимо демонтировать ниппель, в противном случае мембрану можно порвать.
2. Особенность функционирования такого устройства — отсутствие контакта воды с баком. Поскольку вода остается внутри мембраны. Это защищает металлический корпус от ржавчины, вода не загрязняется при контакте с поверхностью. Таким образом, существенно продлевается срок эксплуатации таких баков. Устройства с подобными конструкциями бывают в вертикальном и горизонтальном исполнении. Главным недостатком является повышенный износ мембраны (что требует ее частой замены) и необходимость тщательно контролировать химический состав самой мембраны для предотвращения попадания в систему ядовитых веществ (поэтому нельзя покупать дешевые китайские или польские мембраны!).
3. Имеющие стационарную диафрагму. Они имеют статично закрепленную мембрану (диафрагму), которая делит бак на 2 части. Главным отличием является невозможность осуществления замены диафрагмы в случае ее прорыва или износа в процессе эксплуатации. Аналогично предыдущей конструкции в одном отсеке будет находиться воздух, в другом — вода. При этом вода имеет прямой контакт с корпусом бака. В случае использования металла в качестве корпуса возможно его ржавление и засорение системы ржавчиной. Поэтому для защиты от появления ржавчины внутренние поверхности таких баков красят специальной краской. Стоит отметить, что со временем краска смывается, это приводит к контакту металла с водой.

Вернуться к оглавлению

Выбор устройства

Главным критерием выбора такого бака является максимальный допустимый объем воды, который может аккумулироваться в баке. Для выбора бака по объему необходимо учесть целый ряд параметров: количество проживающих в доме человек, количество потребителей воды (унитазы, водозаборные точки, вентили, бытовые приборы и т.д.). При этом следует рассчитать падение давления, которое может быть при одновременном открытии всех водозаборных точек.

Критерием является количество включений системы в час (при этом следует учитывать возможности циклов «пуск-стоп» для насоса).

Так, для частного дома, в котором проживает 3 человека, с насосом 2 м³/час подбирают бак объемом около 25 л. В случае если в доме проживает 4-5 человек, с насосом 4 м³/час подбирают бак объемом около 50 л. Далее, при увеличении роста числа потребителей существенно возрастает необходимый минимальный объем бака и потребность частого включения насосной станции. Однако стоит помнить, что меньший объем позволяет снизить перепады давления в системе. При этом сам бак является резервной емкостью для хранения воды.

Немаловажным критерием является и выбор производителей бака. Стоит заранее исключить дешевые модели из Польши и Китая, поскольку очень часто они используют некачественные и опасные для здоровья человека материалы. При этом стоит уделять внимание качеству каучуковой мембраны или диафрагмы.

Следующий критерий — стоимость мембраны. Это актуально только для баков со сменной мембраной. Дело в том, что производители существенно завышают стоимость расходных (запасных) материалов, зачастую необоснованно. Поэтому рекомендуется подбирать такие модели, которые позволяют установить мембраны от других производителей.

Бак для водоснабжения (расширительный бак) представляет собой емкость, используемую для автономного отопления и водоснабжения. Он предотвращает возникновение повышенного давления и защищает систему от гидравлических ударов. Расширительные баки подбираются индивидуально для каждой системы с учетом всех параметров и характеристик. Они должны быть устойчивы к повышенному давлению и не восприимчивы к коррозии.

Главная задача расширительных баков для водоснабжения поддержание оптимального давления в системе. Для этих целей в баках используются компенсаторы, выравнивающие нагрузку на все части системы водоснабжения. Бак и мембрана, контактирующие с водой, изготавливаются из материалов, не влияющих на вкус воды. Такие материалы должны быть сертифицированы и отвечать санитарно-гигиеническим требованиям.

Бак для водоснабжения: принцип действия.

Внутри расширительного бака размещена резиновая мембрана, делящая бак на две части. В одну накачивается воздух, другая часть остается пустой. Пустая часть бака после запуска водоснабжения заполняется водой. Часть с закачанным воздухом предназначена для поддержания заданного напора. Давлением воздуха вода выдавливается из бака в трубопроводы, благодаря чему создается устойчивое состояние системы. без перепадов и перегрузок.

Бак расширительный для водоснабжения: особенности работы.

Вода, попадающая из скважины в бак, находясь под давлением, увеличивает мембрану и уменьшает объем воздуха, создавая при этом некоторое давление. После достижения необходимого уровня давления насос отключается, вода расходуется и давление падает. Для поддержания давления насос опять включается.

Помимо прочих положительных качеств, мембранный бак компенсирует гидравлический удар, тем самым намного сокращая частоту включения насоса. Это повышает срок эксплуатации элементов системы и экономит электроэнергию. Кроме того, при отключении электричества бак для водоснабжения может играть роль прибора-"допользования". Т.е. вода еще некоторое время будет поступать потребителю.

Расширительные баки бывают горизонтальной и вертикальной формы, открытыми и закрытыми. Объем воды, как и рабочее давление, также варьируются.

Конструкция гидроаккумулятора не слишком сложна: он состоит из герметично закрытой емкости овальной формы. Баки для систем водоснабжения имеют две внутренние камеры: воздушную и жидкостную. От аналогичных отопительных эти агрегаты отличаются наличием разделительной мембраны, а также характером материала ее изготовления.

Для того чтобы не навредить высокому качеству питьевой воды, ее делают из экологичного каучука, обладающего отличными гигиеническими свойствами. Что касается размеров баков - они могут быть совершенно разными, начиная от 8 и заканчивая 100 литрами.

Объем бака для водоснабжения

При расчете объема бака учитывается начальное давление воздуха, содержащегося в пустом отсеке бака, и рабочее (при максимальной нагрузке). Принципиальным же считается расчет необходимого напора воды. Хотя для потребителя и достаточно знать соотношение объема бака к объему всей системы, неправильно подобранный бак приводит к скорому выходу из строя оборудования и трубопроводов.

Бак открытого типа

Такие приборы устанавливаются на максимально возвышенных точках системы отопления (чердаки, крыши зданий). Напор воды компенсируется лишь атмосферным давлением, из-за чего отсутствует возможность регулировки и возникает опасность протечки при избытке жидкости. Сейчас баки открытого типа используются крайне редко.

Чтобы выбор оборудования был оптимальным, следует взять на вооружение несколько правил:

• Необходимо принимать во внимание, в какой именно системе будут задействованы агрегаты.
• Стоит учитывать, какой температурный режим планируется.
• Обращать внимание на технические параметры оборудования, которые были заданы производителем.
• Если планируется остановить выбор на мембранном типе бака, то нужно иметь в виду, что насос здесь имеет ограниченное количество включений. Однако данное замечание не актуально в том случае, если воду предстоит накапливать под действием высокого давления.
• Если в системе применяется насос поверхностного типа, то к нему должен прилагаться небольшой по объему гидроаккумулятор, поскольку он имеет большее количество подключений в течение минуты, чем насос погружного типа.
• Мембранные баки для систем водоснабжения с горизонтальным способом установки следует использовать только в паре с поверхностными насосами.
• Стоит учитывать конкретные характеристики системы водоснабжения.

В итоге, назначение бака сводится к нескольким основным принципам:

• Оборудование помогает избежать гидроударов, возникающих внутри комплекса.
• С его помощью стабилизируется и поддерживается на одном уровне давление внутри системы.
• Благодаря наличию баков, происходит оптимизация функций насоса, поскольку он будет защищен от слишком частых включений.
• Помогает продлить срок эксплуатации насоса.

На сегодняшний день сложно кого-либо удивить автономным водоснабжением. Такая система очень удобна и практична, но для её бесперебойной работы очень часто используются дополнительные устройства, о которых обычный человек может даже и не догадываться. Одним из таких элементов является расширительный бак для подачи холодной воды. На современном рынке водоснабжения представлено множество разнообразных моделей таких изделий. Поэтому, чтобы не ошибиться в выборе такого устройства, нужно понимать, на чём основан принцип его работы.

Конструктивные особенности и функционал

Основным предназначением расширительных баков является поддержание стабильного уровня давления в автономной системе холодного водоснабжения. Чаще всего в системах подачи воды используется мембранное устройство закрытого типа.

Такое изделие напоминает резервуар, внутри которого монтируется мембрана, изготовленная из резины и разделяющая его на две отдельные камеры для воздуха и воды. После пуска системы посредством электронасоса происходит заполнение водной части бака. В свою очередь, воздушный камера начинает утрачивать свой объем. При этом чем меньше остаётся воздуха тем больше нагнетается давление.

В момент, когда давление в воздушной камере превысит заданные параметры, произойдёт автоматическое отключение насосного оборудования. В свою очередь, включение насоса произойдёт только в том случае, когда уровень давления в расширительном баке понизится ниже минимального значения. При этом циклы запуска и остановки оборудования происходят в автоматическом режиме.

Для удобства многие модели расширительных мембранных резервуаров оснащаются манометром для контроля давления. Также современные устройства имеют возможность регулировки рабочего диапазона под параметры, подходящие потребителю. Установка расширительного бака в систему холодного водоснабжения предусматривает обеспечение следующих функций:

• поддержание заданного уровня давления при неработающем насосе;
• защита автономной системы подачи воды от непредвиденных гидроударов, которые могут провоцироваться перепадом напряжения в электросети или образованием воздушных пробок в трубопроводе;
• сохранение определённого объёма воды под постоянным давлением;
• дополнительная защита насоса от износа.

Установка расширительных баков для подачи холодной воды позволяет при незначительном потреблении водных ресурсов, вообще не использовать насосное оборудование , а покрывать потребность за счёт жидкости, накопленной в резервуаре.

Расширительный бак со съёмной мембраной

Основной отличительной особенностью такого оборудования является возможность менять мембрану по мере её износа. Для этого её просто извлекают через специальное фланцевое устройство, закреплённое несколькими болтами. При этом важно учитывать, что в баках больших объёмов с целью стабилизации мембраны она дополнительно крепиться задней стороной к ниппелю.

Ещё одной особенностью такого изделия является то, что жидкость, попадающая в резервуар, находится внутри мембраны , что предотвращает контакт с внутренними стенками бака. Благодаря этому металл корпуса прибора остаётся защищённым от коррозии, что значительно увеличивает его эксплуатационный ресурс. При этом на прилавках магазинов представлены модели как вертикального, так и горизонтального типа.

Расширительный бак с диафрагмой

Особенностью такого устройства является разделение бака на два отдельных резервуара с помощью жёстко закреплённой диафрагмы. Поэтому в случае выхода её из строя придётся менять всё изделие целиком. В такой ёмкости, в части с жидкостью происходит непосредственный контакт воды с металлическим корпусом прибора, что приводит к образованию коррозии.

Чтобы решить эту проблему внутренние стенки устройства вскрывают специальными красителями. Однако такая защита недолговечная и через время на корпусе всё равно появляется ржавчина. Так же, как и расширительные баки со съёмной мембранной модели с диафрагмой бывают вертикальными или горизонтальными.

Как не ошибиться с выбором прибора?

В первую очередь, выбирая расширительные мембранные баки для холодного водоснабжения, нужно учитывать их объем. Помимо этого не следует забывать и о следующих факторах, влияющих на основные параметры устройства:

По советам специалистов выбор расширительного бака для подачи холодной воды должен основываться, исходя из следующих стандартных показателей:

• если водой в доме пользуется семья не больше трёх человек, а насосное оборудование производит 2 куб. метра жидкости в течение часа лучше отдать предпочтение бакам с объёмом до 24 л;
• если в частном или загородном домостроение проживает от 5 до 7 человек, а насос подаёт до 3,5 куб. метров на протяжении часа монтируют расширительную ёмкость в 50 л;
• если число жильцов переваливает за 10 человек и установлен мощный 5 кубовый насос, то целесообразно использовать расширительный резервуар объёмом в 100 л.

В процессе выбора подходящей модели расширительного мембранного бака для подачи холодной воды необходимо учитывать то, что чем меньше размеры ёмкости, тем чаще происходит включение и выключение насосного оборудования. Также использование маленького резервуара приводит к резким скачкам давления в системе водоснабжения. Плюс ко всему в таком устройстве должен накапливаться определённый запас водных ресурсов. Только исходя из этих параметров нужно подбирать объём расширительной ёмкости.

Также следует знать, что в большинстве конструкций бака заложена возможность установки дополнительных резервуаров для воды. При этом все усовершенствования можно проводит без перерыва в работе основной системы водоснабжения. После установки дополнительного резервуар общий объем бака будет составлять сумму используемых ёмкостей.

Помимо технических параметров выбирая расширительный резервуар для холодного водоснабжения нужно обращать внимание на производителя. В погоне за экономией можно приобрести изделие, которое будет постоянно ломаться , а домовладелец будет тратить деньги на его ремонт.

Зачастую для снижения себестоимости готовой продукции компании используют дешёвые материалы с низким качеством. Особенную важность играет качество резины используемой для изготовления мембраны. Это влияет не только на эксплуатационный ресурс мембранного бака, но и на параметры безопасности воды поступающей из него в дом.

Если приобретается устройство со сменными мембранами необходимо выяснить стоимость запасных элементов. Очень часто недобросовестными производителями с целью наживы стоимость сменных частей искусственно завышается. В такой ситуации следует задуматься о приобретении модели другой фирмы. Зачастую крупные производители готовы нести ответственность за выпускаемую ими продукцию, так как репутация для них на первом месте. Поэтому целесообразно отдавать предпочтение моделям расширительных баков известных брендов.

Самостоятельный монтаж расширительного бака

Все модели расширительных баков разделяются на две основные группы , которые определяются способом подключения в холодный водопровод. На рынке представлены модели вертикальной и горизонтальной конструкции. При этом особенных различий в конструкции таких приборов нет. Основное значение имеют особенности размещения водопроводных труб в помещении, где устанавливается оборудование. При этом в процессе установки мембранного бака следует придерживаться определённых рекомендаций специалистов:

• Монтаж расширительного мембранного бака должен производиться в месте, к которому существует свободный доступ. Это нужно для проведения регулярных мероприятий по обслуживанию оборудования.
• Важно предусмотреть возможность демонтажа соединительных труб с целью замены или ремонта резервуара в случае его поломки.
• Важно учитывать, что диаметр подключаемых труб должен соответствовать входным патрубкам расширительного бака.
• При монтаже устройства его обязательно заземляют, что снижает вероятность возникновения электролитической коррозии.

Установка расширительного мембранного бака производится со стороны всасывания насосного оборудования. При этом на отрезке между насосом и резервуаром не должно быть никаких дополнительных элементов, способных вносить гидравлическое сопротивление в водопроводную систему.

Расширительные баки являются неотъемлемой частью любой автономной системы подачи холодной воды. Благодаря такому устройству поддерживается необходимый уровень давления в водопроводе, предотвращается преждевременный износ насосного оборудования и сохраняется определённый запас водных ресурсов. Однако этого можно достичь только при правильном выборе и установки прибора.

Применяемые в системах холодного водоснабжения при подаче воды в дом от внешнего источника.

Правильный подбор, монтаж и эксплуатация баков обеспечит безопасную работу систем и сведет на нет вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Мембранные баки VALTEC для систем отопления

Назначение расширительного бака VALTEC

Основная задача мембранного расширительного бака в системе отопления – компенсировать увеличение объема воды вследствие ее температурного расширения.

При отсутствии в замкнутой системе емкости, куда могут поступать излишки теплоносителя, даже незначительное увеличение температуры приведет к возрастанию давления, которое может превысить предельно допустимую величину для элементов гидравлической системы.

Как работает расширительный бак VALTEC

В расширительном мембранном баке находится диафрагма, которая разделяет его на две части, одна из которых содержит азот, находящийся под начальным избыточным давлением, а в другую часть поступают излишки теплоносителя из системы.

Первоначально весь объем расширительного бака полностью занят азотом; при нагреве теплоносителя его объем увеличивается, что приводит к сжатию азота. Давление азотной подушки увеличивается и выравнивается с давлением в системе отопления на данном статическом уровне. Когда температура теплоносителя и, соответственно, его объем уменьшается, давление азотной подушки возвращает теплоноситель обратно в систему, не давая давлению в системе снизиться ниже настроечного уровня.

Место подключения расширительного мембранного бака VALTEC к системе отопления

Давление в точке подключения мембранного бака к системе всегда равно статическому давлению в данной точке при данных температурных параметрах.

Таким образом, от места расположения расширительного бака зависят параметры работы всех остальных элементов системы отопления, требуемое начальное давление в расширительном баке и сам объем бака. На рис. 1 приведено несколько вариантов присоединения мембранного бака к системе отопления со следующими высотными параметрами:

• превышение верхней точки системы над нижней (H) – 10 м;
• теплогенератор и предохранительный клапан расположены на 2 м выше нижней точки системы (h 1);
• расширительный бак помещен на 1 м выше точки его подключения к системе (h 2);
• статическое давление на уровне нижней точки системы – 15 м вод. ст.

Рис. 1. Варианты подключения мембранного бака к системе отопления

У выносных флажков на рис. 1 обозначены расчетные значения рабочего давления в характерных точках каждой системы (в м вод. ст).

Значение настройки предохранительного клапана принято 33 м вод. ст., напор насоса – 6 м вод. ст., емкость системы – 200 л. Разница максимальной и минимальной температур теплоносителя – 80 ºС.

В табл. 1 приведены расчетные характеристики мембранных баков для схем с их разным подключением.

Таблица 1. Расчетные данные по системам рисунка 1

Подбор мембранного расширительного бака VALTEC

Достаточный объем мембранного расширительного бака рекомендуется определять по формуле:

V б = C · β t / (1 – P a min / P a max), (1)

где C – общий объем теплоносителя в системе отопления, л. Включает в себя объем воды в трубах, котле, радиаторах и других элементах системы. Этот показатель подсчитывается по фактической емкости каждого элемента системы; P a min – начальное (настроечное) абсолютное давление в расширительном баке, бар; P a max – максимальное абсолютное давление, возможное в расширительном баке, бар.

С определенной погрешностью значение объема теплоносителя в системе можно выбирать из табл. 2. При расчетах на стадии технико-экономического обоснования допускается принимать удельную емкость системы отопления 15 л/кВт.

Значения коэффициента температурного расширения теплоносителя β t , соответствующие максимальной разнице температур воды в неработающей и работающей системе, рекомендуется принимать из табл. 3.

Настроечное абсолютное давление вычисляется по формуле:

P a min = P a 0 + P ст max – 0,1· (H Б + h 2 + 1), (2)

где P a 0 – атмосферное давление, бар; P ст max – статическое давление на уровне нижней точки системы, бар; Н Б – превышение точки врезки бака над нижней точкой системы, м; h 2 – превышение центра бака над точкой врезки, м.

При расположении бака ниже точки врезки h 2 подставляется со знаком «минус».

Абсолютное максимальное давление, возможное в расширительном баке:

P a max = P a 0 + P ПК + P ст Б – P ст ПК – 0,1· h 2 , (3)

где P ПК – давление настройки предохранительного клапана, бар; P ст Б – статическое давление на уровне установки предохранительного клапана, бар; P ст ПК – статическое давление на уровне врезки в систему мембранного бака, бар.

Таблица 2. Ориентировочный объем теплоносителя в системе

Таблица 3. Значение коэффициента температурного расширения теплоносителей β t

Температура, °С	Содержание гликоля, %
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,0002	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,0004	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,0018	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,0044	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0079	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0228	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0435	0,0465	0,0491	0.0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0673
110	0,0515	0,0545	0,0568	0,0591	0,0614	0,0637	0,0683	0,0729
120	0,0603	0,0633	0,0653	0,0673	0,0693	0,0713	0,0753	0,0793

Как показывает анализ формулы 1, оптимальный выбор объема расширительного мембранного бака напрямую связан с правильной настройкой предохранительного клапана (согласно СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» это обязательный для экспанзомата элемент). Обычно он настраивается на давление, превышающее допустимое для самого уязвимого элемента системы на 10 % (с учетом разности высот клапана и защищаемого элемента). Поэтому для систем отопления рекомендуется применять клапаны с возможностью регулировки давления настройки. Кроме того, клапан обязательно должен иметь устройство принудительного открывания («подрыва») для периодической проверки его работоспособности и во избежание залипания золотника. Пример такого клапана показан на рис. 3.Рис. 3. Предохранительный клапан VALTEC VT.1831 с возможностью настройки и принудительным «подрывом»

Установка расширительного бака недостаточного объема или некорректный монтаж могут стать причиной неправильной работы системы отопления и даже выхода ее из строя.

Настроечное давление бака не должно быть ниже гидростатического давления на уровне центра бака более, чем на 1 м вод. ст. (0,1 бара). В противном случае уже в процессе заполнения системы полезный объем бака заполнится теплоносителем, и при последующем нагреве и расширении жидкости будет предоставлен меньший объем, чем это необходимо. Иными словами, если в баке настроечное (заводское) давление равно 1,5 бара, то заполнять систему нужно до давления на уровне центра бака, не превышающего 1,6 бара. Если по проекту в системе необходимо установить большее гидростатическое давление, то для этого, перед монтажом бака, в нем необходимо поднять давление при помощи воздушного насоса.

В двух одинаковых системах, различающихся только по типу теплоносителя, расширительный бак большего объема потребуется в той системе, где используется незамерзающий теплоноситель на основе гликоля (этилен- или пропиленгликоля), т.к. коэффициент расширения у гликолевых растворов несколько выше, чем у воды.

Таким образом, при переходе с водяной системы на систему с гликолем, возможно, потребуется замена бака на больший по типоразмеру или установка дополнительного расширительного бака.

Сигналом к тому, что система нуждается в баке большей емкости, служит частое срабатывание предохранительного клапана.

Примеры обвязки с мембранным бакам

Рис. 4. Установка расширительного бака в системе с одним котлом: 1 – расширительный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – циркуляционный насос; 4 – фильтр; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – воздухоотводчик

В данном случае экспанзомат расположен на обратном трубопроводе системы, что позволяет эксплуатировать его при меньшей температуре теплоносителя, чем если бы он был установлен на линии подачи. Такое решение позволяет продлить срок службы аппарата. Подключение бака на всасывающем патрубке насоса предохраняет насос от кавитации.

Рис. 5. Установка расширительных баков в системе с несколькими котлами и автоматическим ограничением минимальной температуры воды в обратном трубопроводе (предусмотрено по одному баку на каждый котел): 1 – расширительный бак; 2 – группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик); 3 – циркуляционный насос; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – гидравлическая стрелка

В данной схеме предусмотрено по одному экспанзомату на котел. Емкость каждого из них должна быть не меньше расчетной на всю систему, т.е. если по расчету ей необходим бак емкостью 80 л, то такой должна быть емкость каждого из устанавливаемых аппаратов. Это обусловлено тем, что при работе на пониженной мощности, когда выключается горелка одного из котлов, также происходит отключение соответствующего циркуляционного насоса и закрытие трехходового клапана. При этом циркуляция воды через отключенный котел отсутствует, и расширительный бак, установленный на данном котле, изолируется от остальной системы. Оставшийся в работе экспанзомат должен обеспечить компенсацию расширения теплоносителя во всем объеме системы. Это положение справедливо и при использовании двухходовых клапанов, выполняющих функцию блокировки котлов.

Рис. 6. Установка расширительного бака в системе с несколькими котлами и автоматическим ограничением минимальной температуры воды в обратном трубопроводе (один расширительный бак на всю систему): 1 – расширительный бак; 2 – группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик); 3 – циркуляционный насос; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 –обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – гидравлическая стрелка

Мембранные баки для систем ГВС

Основное отличие мембранных баков для водоснабжения заключается в том, что вода в них не должна соприкасаться со стенками корпуса, как это допускается в системах отопления. Поэтому в них всегда применяется мембрана камерного типа (в виде мешка). Кроме того, к материалу мембраны баков для водоснабжения предъявляются повышенные требования по допустимости контакта с пищевыми жидкостями.

Расчет мембранного расширительного бака для ГВС производится по формуле 1. Подсчет объема воды в системе ведется с учетом воды, содержащейся в трубопроводах и водонагревателе или теплообменнике.

Пример установки мембранного бака для ГВС приведен на рис. 7.

Рис. 7. Установка расширительного бака в системе горячего водоснабжения: 1 – расширительный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насос; 4 – фильтр; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран

Мембранные баки VALTEC для систем ХВС (гидроаккумуляторы)

Марка	Объем, л	D, мм	Н, мм	L, мм	Dу	Dy2
VAV 8	8	200	333		3/4
VAV 12	12	280	323		3/4
VAV 24	24	280	523		3/4
VAV 50	50	365	683		3/4
VAV 80	80	410	795		3/4
VAV 100	100	495	809		3/4	3/4x1/2
VAV 150	150	495	1079		3/4	3/4x1/2
VAO 24	24	280	297	523	1
VAO 50	50	365	382	595	1
VAO 80	80	410	427	728	1
VAO 100	100	495	517	730	1	3/4x1/2
VAO 150	150	495	517	1000	1	3/4x1/2

Номенклатура и габаритные размеры баков для отопления

Марка	Объем, л	D, мм	Н, мм	Dу
VRV 8	8	200	333	3/4
VRV 12	12	280	323	3/4
VRV 18	18	280	423	3/4
VRV 24	24	280	523	3/4
VRV 35	35	365	473	3/4
VRV 50	50	365	605	3/4
VRV 80	80	410	735	3/4
VRV 100	100	495	809	3/4
VRV 150	150	495	1079	3/4

Нормативные требования к мембранным бакам

Требование норматива	Норматив
4.34. Расширительные баки должны быть цилиндрической формы; для баков с внутренним диаметром корпуса до 500 мм должны приниматься плоские приварные или эллиптические днища, а при диаметре более 500 мм – эллиптические.	СП 41-101-95
4.35. Расширительные баки должны быть оборудованы предохранительными клапанами.
4.47. Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10 %, а при расчетном давлении до 0,5 МПа – не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.
7.2.6.1. Для компенсации температурных расширений теплоносителя в независимых системах отопления следует предусматривать расширительные баки.	СП 31-106-2002
7.2.6.2. В системе водяного отопления с искусственным побуждением циркуляции теплоносителя могут использоваться открытые или закрытые расширительные баки, располагаемые в помещении теплогенератора. Рекомендуется применять расширительные баки диафрагменного типа с тепловой изоляцией.
7.2.6.3. Требуемая вместимость бака устанавливается в зависимости от объема теплоносителя в системе отопления.
5.19. Для приема излишков воды в системе при ее нагревании и для подпитки системы отопления при наличии утечек в автономных котельных рекомендуется предусматривать расширительные баки диафрагменного типа.	СП 41-104-2000
3.4. Не допускается применять металлополимерные трубы для расширительного, предохранительного, переливного, сигнального трубопроводов.	СП 41-102-98
13.14. Водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также бакиаккумуляторы надлежит изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой; при этом для внутренней антикоррозионной защиты следует применять материалы, разрешенные Главсанэпиднадзором России. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету.	СНиП 2.04.01-85*
13.17. Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха.
13.10. Запас воды в баках-аккумуляторах, устраиваемых в бытовых зданиях и помещениях промышленных предприятий, следует определять в зависимости от времени их заполнения в течение смены, принимаемого при числе душевых сеток: 10–20 – 2 ч; 21–30 – 3 ч; 31 и более – 4 ч.

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!