Мембрана на расширительный бак

Мембранный расширительный бак – это устройство, которое позволяет сглаживать скачки давления в системах водоснабжения и отопления.

Устройство мембранного бака

Внешне мембранный бак выглядит как герметичная бочка с фланцем для подключения к трубопроводу.

Мембранный бак – это герметичный сосуд, в котором есть два отсека, разделённых гибкой мембраной:

  1. воздушный отсек содержит воздух под определенным постоянным давлением
  2. водяной отсек соединяется с системой водоснабжения или отопления, в него поступает вода под разным давлением

Отсеки разделены эластичной мембраной, которая способна сжиматься и растягиваться, изменяя тем самым соотношение между объемами одного и второго отсеков. Отсек с воздухом имеет вентиль с ниппелем, через которое можно изменять давление воздуха, тем самым регулируя работу мембранного бака. Именно от давления воздуха будет зависеть, какой объём воды и под каким давлением сможет поступать в водяной отсек.

Схема мембранного расширительного бака

Принцип работы мембранного расширительного бака

Когда давление воды в системе возрастает, водяной отсек бака расширяется и заполняется большим объемом воды, а отсек с воздухом сжимается. При уменьшении объёма давление воздуха возрастает до тех пор, пока не уравновесит давление воды. Когда давление в системе падает (и становится меньше, чем давление воздуха), под действием давления воздуха мембрана сокращается, отсек с водой уменьшается, выталкивая воду обратно в систему, восполняя потери давления. Расширительный мембранный бак будет «отдавать» воду в систему до тех пор, пока давление воды и воздуха не уравновесят друг друга.

Мембранный расширительный бак в системах отопления

Известно, что вода при нагревании увеличивается в объёме (примерно на 4% при нагреве до 90 градусов), поэтому в замкнутых системах отопления необходимо использовать расширительные баки, которые будут компенсировать расширение воды. Размер расширительного бака должен соответствовать отопительной системе: объем бака должен быть таким, чтобы «погасить» расширение всей воды, находящейся в системе отопления. Если не использовать расширительный бак, то при нагреве воды давление в трубах возрастёт слишком сильно, это может привести к повреждению труб и отопительного оборудования.

Мембранный бак в качестве гидроаккумулятора

В системах водоснабжения расширительный бак используется в качестве гидроаккумулятора, который позволяет накаливать некоторое количество воды под давлением, а затем использовать её для водоснабжения. При этом для подачи воды используется запасённое в гидроаккумуляторе давление без включения насоса. Так гидроаккумулятор позволяет реже включать насос и тем самым продлить срок его службы.

Так же как и в системе отопления мембранный бак компенсирует расширение воды при подаче горячего водоснабжения.

Использование расширительного бака для защиты от гидроудара

При резком включении насоса, подающего воду, а так же при резком перекрытии трубопровода возникает гидроудар – скачок давления, который может повредить как трубопровод, так и оборудования. Расширительный бак в этом случае сработает как демпфер: под действием избыточного давления мембрана растянется, объём водяного отсека увеличится, а давление упадёт.

    Читайте так же:

  • Гидроудар в трубопроводе

    Гидроудар в трубопроводе — это резкое изменение скорости потока воды, возникающее при мгновенном перекрытии трубы, в результате чего возникает скачок давления, который может повредить трубу или запорную арматуру.

  • Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: устройство и принцип работы

    Для чего нужен гидроаккумулятор? Это устройство, которое используется в системах водоснабжения для хранения некоторого количества воды под давлением и при выключенном насосе обеспечивает давление воды и возможность некоторое время потреблять воду.

  • Реле давления воды

    Реле давления воды – это устройство автоматизации системы водоснабжения, которое обеспечивает автоматическое включение насоса при падении давления и выключение — при достижении нужного давления.

Дата публикации: 05.03.2014 17:07:16

В современных системах охлаждения двигателя используются узлы, предназначенные для компенсации температурного расширения и утечек жидкости — расширительные бачки. Все о расширительных бачках, их назначении, конструкции и особенностях, а также о верном выборе и замене этой детали — читайте в статье.

Что такое расширительный бачок?

Бачок расширительный — узел жидкостной системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания; емкость специальной конструкции, предназначенная для компенсации утечек и температурного расширения циркулирующей в системе охлаждающей жидкости.

Расширительные бачки используются и в других системах транспортных средств, тракторов и спецтехники: в гидроусилителе руля (ГУР) и в различных по назначению гидравлических системах. В целом по назначению и конструкции данные бачки схожи с бачками системы охлаждения, а об их отличительных особенностях рассказано ниже.

Расширительный бачок выполняет несколько функций:

  • Компенсация температурного расширения охлаждающей жидкости при нагреве двигателя — излишки жидкости поступают из системы в бачок, препятствуя росту давления;
  • Компенсация утечек охлаждающей жидкости — в бачке всегда хранится некоторый запас жидкости, которая при необходимости поступает в систему (после выброса жидкости атмосферу при перегреве, при возникновении незначительных утечек и т.д.);
  • Контроль уровня охлаждающей жидкости в системе (с помощью соответствующих меток на корпусе бачка и встроенного датчика).

Наличие бачка в жидкостной системе охлаждения обусловлено особенностями и физическими свойствами охлаждающей жидкости — воды или антифризов. При повышении температуры жидкость, в соответствии с ее коэффициентом температурного расширения, увеличивается в объеме, что приводит и к повышению давления в системе. При чрезмерном росте температуры жидкость (особенно вода) может закипеть — в этом случае избыточное давление сбрасывается в атмосферу через встроенный в пробку радиатора паровой клапан. Однако при последующем охлаждении двигателя жидкость приобретает нормальный объем, а так как часть ее была утеряна при выпуске пара, давление в системе падает — при чрезмерном снижении давления открывается встроенный в пробку радиатора воздушный клапан, давление в системе выравнивается с атмосферным. В этом случае в систему попадает воздух, что может оказывать негативное влияние — в трубках радиатора образуются воздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции жидкости. Так что после стравливания пара необходимо пополнять уровень воды или антифриза.

Антифризы различных типов обладают более высоким по сравнению с водой коэффициентом температурного расширения, поэтому описанные выше процессы происходят более интенсивно. Для устранения данных негативных эффектов в систему охлаждения и вводится расширительный бачок, соединенный с радиатором. При повышении температуры излишки жидкости просто отводятся в бачок, а при охлаждении двигателя — возвращаются в систему. Это значительно повышает порог сброса пара в атмосферу и увеличивает интервал между пополнениями уровня жидкости в системе.


Система охлаждения двигателя и место в ней расширительного бачка

Расширительный бачок играет важную роль в работе системы охлаждения и всего силового агрегата, поэтому при любой неисправности его необходимо заменить. Чтобы подобрать нужный бачок и верно выполнить ремонт, следует сначала разобраться в существующих типах и особенностях этих деталей.

Конструкция и особенности расширительных бачков

Используемые сегодня расширительные бачки имеют принципиально одинаковую конструкцию, которая отличается простотой. Это емкость объемом не более 3 — 5 литров, форма которой оптимизирована для размещения в подкапотном пространстве автомобиля. В настоящее время наибольшее распространение получили бачки из полупрозрачного белого пластика, однако на рынке представлены и изделия из металла (как правило, для старых отечественных автомобилей ВАЗ, ГАЗ и некоторых грузовиков). В бачке выполнено несколько элементов:

  • Заливная горловина, закрытая пробкой с паровым и воздушным клапанами;
  • Штуцер для присоединения шланга от радиатора охлаждения двигателя;
  • Опционально — штуцер для присоединения шланга от термостата;
  • Опционально — штуцер для присоединения шланга от радиатора отопителя салона;
  • Опционально — горловина для установки датчика уровня охлаждающей жидкости.

Таким образом, в любом бачке обязательно присутствуют заливная горловина с пробкой и штуцер для присоединения шланга от основного радиатора охлаждения силового агрегата. Данный шланг называется пароотводящим, так как через него из радиатора отводится горячая охлаждающая жидкость и пар. При такой конфигурации штуцер располагается в самой нижней точке бачка. Это наиболее простое решение, однако компенсация утечек охлаждающей жидкости осуществляется через радиатор, что в ряде случаев снижает эффективность работы системы охлаждения.

Во многих бачках дополнительно используется шланг для присоединения к термостату, в этом случае пароотводящий шланг присоединяется к штуцеру в верхней части бачка (на одной из его боковых стенок), такое же положение имеет и штуцер для присоединения к радиатору отопителя. А шланг, идущий на термостат, выводится от штуцера в нижней точке бачка. Такая конструкция обеспечивает лучшее наполнение системы охлаждения рабочей жидкостью из бачка, в целом система работает более эффективно и надежно.


Пробка радиатора и расширительного бачка с объединенными клапанами, расположенными на одной оси

Практически во всех современных расширительных бачках используется датчик уровня жидкости, встроенный в специально предназначенную для этого горловину. Наиболее часто это сигнализатор простейшей конструкции, который оповещает о критическом снижении уровня охлаждающей жидкости, но, в отличие от датчика уровня топлива, не информирует о текущем количестве жидкости в системе. Датчик соединен с соответствующим индикатором на приборной панели автомобиля.


Пробка расширительного бачка с раздельными клапанами

Пробка расширительного бачка, как и пробка основного радиатора, имеет встроенные клапаны: паровой (высокого давления) для сброса давления при чрезмерном нагреве охлаждающей жидкости, и воздушный для выравнивания давления в системе при ее охлаждении. Это обычные пружинные клапаны, срабатывающие при достижении определенного давления внутри бачка — при повышении давления отжимается паровой клапан, при понижении — воздушный. Клапаны могут располагаться отдельно или совмещаться в единую конструкцию.

Бачок устанавливается в подкапотном пространстве недалеко от радиатора, соединяясь с ним и с другими компонентами посредством резиновых шлангов различного сечения. Бачок несколько приподнят над радиатором (обычно его средняя линия совпадает с верхним уровнем радиатора), что обеспечивает свободное поступление жидкости (самотеком) из бачка в радиатор и/или в корпус термостата. Бачок и радиатор образуют систему сообщающихся сосудов, поэтому по уровню жидкости в бачке можно оценивать и уровень жидкости в радиаторе. Для контроля на корпусе бачка может наноситься шкала или отдельные метки с указателями «Min» и «Max».

Расширительные бачки для систем ГУР и гидравлики имеют похожую конструкцию, однако они изготавливаются только из металла, так как работают под высоким давлением. Также в этих деталях отсутствуют датчики уровня и метки, но пробка обязательно оборудована клапанами для выравнивания давления в системе на различных режимах. Присоединение шлангов осуществляется с помощью специальных наконечников, иногда — с помощью резьбовых штуцеров.

Вопросы правильного подбора и замены расширительного бачка

В процессе эксплуатации транспортного средства расширительный бачок подвергается воздействию высоких температур, значительных перепадов давления и агрессивных сред (антифриза, выхлопных газов, топлива, масел и т.д.) — все это может приводить к порче бачка и пробки заливной горловины. Наиболее частые проблемы пластиковых бачков — трещины в корпусе и разрывы вследствие чрезмерного роста давления. В любом из этих случаев бачок подлежит замене, причем сделать ремонт нужно как можно скорее.

На замену следует брать только бачок того типа и каталожного номера, что был установлен на автомобиль производителем — только так можно гарантировать корректную работу всей системы. Если из строя вышла и пробка (о чем обычно свидетельствует разрыв бачка вследствие неисправности парового клапана), то нужно купить и ее. Если же старая пробка работает нормально, то ее можно установить на новый бачок. Старый указатель уровня жидкости, как правило, тоже ставится на новый бачок без каких-либо проблем.

Замена расширительного бачка должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. Обычно для выполнения этой операции нужно слить антифриз, отсоединить от старого бачка все шланги, демонтировать бачок (он держится хомутом, иногда — с помощью дополнительных винтов) и установить в обратном порядке новую деталь. При этом может потребоваться и замена старых хомутов, так что сразу следует позаботиться и об их покупке. А если устанавливается старая пробка, то ее нужно проверить и при необходимости прочистить.

После монтажа необходимо залить новый антифриз и закрыть пробку, при верном выборе, замене и подключении нового бачка вся система сразу начнет нормально работать, обеспечивая эффективное охлаждение силового агрегата.

Еще в этом разделеРасширительный бак — очень важный элемент в системе отопления. С его помощью предотвращается повышение давления в отопительной системе, когда она нагревается. Баки могут быть открытого и закрытого типа. Открытые баки имеют ряд недостатков, которых нет в мембранных. Они громоздки, имеют большую потерю тепла, не работаю под большим давлением. Мембранные баки более совершенны, и у них нет тех недостатков, которые есть у открытых.

Что такое мембранный расширительный бак

Расширительный бак — немаловажный элемент в отоплении, потому что он предотвращает закипание теплоносителя, что может привести к плохим последствиям.

Такие баки могут использоваться в разных системах:

  • с тепловыми насосами и солнечными коллекторами;
  • с автономным источником тепла;
  • подключенных к сети центрального теплоснабжения по независимой схеме;
  • с замкнутыми контурами.

Мембранные баки регулируют давление в системе отопления в случае его повышения и при перепадах давления, что предотвращает чрезвычайные опасные ситуации и раз разе неисправности отопительных систем.

Расширительный мембранный бак может быть с фиксированной и заменяемой перегородкой. Первые, сделанные с внутренней полостью, поделенной на две части надежно зафиксированной мембранной, которая находится по периметру сечения.

Баки с заменяемой перегородкой отличаются от фиксированных тем, что теплоноситель находится в мембранной емкости и не вступает в контакт со стальной поверхностью. Монтаж и демонтаж мембраны достаточно прост, через фланец, который крепится болтами.

Совет. Устанавливая мембранный бак, необходимо надежно его прикрепить, потому что во время работы, масса бака увеличивается.

Преимущества мембранных расширительных баков

Расширительные баки обладают огромным количеством преимуществ:

  • не загрязняют воду;
  • низкие расходы при эксплуатации;
  • легкий монтаж;
  • безопасность, надежность;
  • установка в любой части дома;
  • невозможность выливания воды из бака;
  • отсутствие потерь тепла;
  • минимальная подача воздуха;
  • мембраны из натуральной резины и бутила могут применяться в питьевом водоснабжении;
  • применяются при любом типе воды;
  • удобны в использовании;
  • радиатор и котел из-за отсутствия контакта воды и воздуха служат дольше, чем обычно.

Расширительные мембранные баки используются в закрытых отопительных системах и обеспечивают надежную работу котла.

Совет. Выбирая мембранный бак, следует отдать предпочтению бакам закрытого типа, которые значительно лучше открытых.

Конструкция расширительного мембранного бака

Мембранный расширительный бак — плоский или баллонный металлический корпус, внутри разделенный мембранной из резины. В одной части находится воздух или газ, который сжимается до определенного необходимого уровня. Уровень сжатия воздуха, можно найти в паспорте. Другая часть бака в рабочем состоянии будет наполняться водой и благодаря этому уровень сжатия газа будет таким же, как и во всей системе отопления. Компрессор в баке поддерживает давление в воздушной камере.

Одним из самых важных элементом мембранного расширительного бака является мембрана, которая может быть двух типов:

  • баллонного;
  • диафрагменного.

Диафрагменный применяются в баках с маленьким объемом и их невозможно заменить. Баллонные можно легко заменить в случае необходимости и такой тип расширительного бака более надежный из-за того, что вода находится в мембране и не прикасается к корпусу бака.

Совет. Выбирая мембранный расширительный бак, необходимо уделить внимание материалу, из которого сделанная мембрана.

Выбор мембранного бака

В отопительных системах нагрузка мембраны, как и расширение воды, меняется не очень значительно, но температура нагрева жидкости может быть примерно 90 °C.

Выбирая расширительный мембранный бак, особое внимание нужно уделить материалу, из которого изготовлена мембрана. Материал должен быть качественным, надежным и устойчивым к высоким температурам и перепадам.

Также следует обратить внимание на такие характеристики мембраны:

  • диапазон рабочих температур;
  • длительный срок службы;
  • санитарные и гигиеничные требования;
  • устойчивость к воздействию высоких температур;
  • динамичность.

Совет. Выбирая расширительный мембранный бак, необходимо подбирать баки с прочным и надежным корпусом, чтобы он прослужил дольше.

Расчет объема расширительного мембранного бака

Для того чтобы определить объем расширительного мембранного бака, нужно определиться с суммарным объемом отопительной системы, который складывается из нескольких объемов:

  • трубопровода;
  • отопительного прибора;
  • котла.

Самый простой способ определения нужного объема бака, это вычислить 10% от суммарного объема системы отопления. Если он составляет 500 литров, то понадобится бак с объемом 50 литров.

Если объем расширительного мембранного бака будет меньше чем нужно, то это приведет к плохим последствиям. Начнут появляться трещины, будет утечка горячей воды через резьбу, да и сам бак может очень быстро испортиться и его придется менять.

Мембранный бак подбирается индивидуально для каждой системы отопления.

Совет. Если в замкнутую отопительную систему поставить предохраняющие клапаны, то можно избежать повышения давления и защитить всю систему.

Установка расширительного мембранного бака

Для установки и подключения мембранного бака к отопительной системе понадобится умение и знания. За установку бака не следует браться самостоятельно, если нет уверенности, что все будет правильно сделано.

Для установки понадобится:

  • ступенчатый ключ;
  • газовый ключ;
  • трубы пластиковые;
  • разводной ключ.

Устанавливая мембранный расширительный бак в систему отопления, нужно очень тщательно и внимательно проверять герметичность соединений.

Расширительный бак должен быть герметичным, его нельзя разбирать, открывать, он просто подсоединяется к трубопроводу, который находится ближе всего к котлу. Также для предотвращения повышения давления необходимо установить предохранительные устройства.

Устанавливая бак, необходимо учесть несколько правил:

  • устанавливать мембранный бак до разветвления;
  • в комнате должна быть постоянно температура выше 0;
  • место крепления бака может получать огромную нагрузку, поэтому оно должно быть несущим;
  • перепроверить расчеты перед установкой;
  • Если объем бака больше 30 литров, то он не крепится к стене, а ставится на ножки;
  • На выходе бака, следует установить манометр для контролирования давления, а на входе — обратный клапан, если нет насоса.

Совет. Для того чтобы продлить срок службы отопительных систем, не нужно использовать воду с кислородными примесями и агрессивные газы.

Возможные поломки

Самой распространенной поломкой мембранного расширительного бака считается разрыв мембраны в случае превышения допустимого давления и неравномерные нагрузки. Сменные мембраны рвутся намного чаще запрессованных, потому что для вторых, используются более прочные материалы, поскольку их можно в любой момент поменять, а вот запрессованные нет.

Из-за разрыва мембраны, если ее не заменить, бак со временем приходит в негодность, потому что вода попадает на внутреннюю поверхность бака и он под воздействием коррозии становится негодным.

На качество и надежность мембранного расширительного бака влияет также выбор материала, из которого его сделано. Качественный материал будет стоить намного дороже.

Мембранные расширительные баки — важная часть системы отопления, потому что именно благодаря им возможен контроль над давлением в отопительной системе. Чтобы выбрать бак, необходимо учитывать индивидуальные особенности системы и подбирать под нее.

  • VALTEC

Как известно, подавляющее большинство веществ в природе обладает свойством расширяться с повышением температуры. Соответствующей характеристикой служит коэффициент теплового расширения, отображающий изменение объема среды либо линейных размеров тела при нагреве на 1 °С в условиях постоянного давления (в первом случае говорят о коэффициенте теплового объемного, во втором – линейного расширения).

Рис. 1. Зависимость объема воды от температуры

С увеличением температуры коэффициент объемного теплового расширения воды изменяется неравномерно (рис. 1): в диапазоне от 0 до 4 °С объем воды и вовсе уменьшается (эта особенность играет важную роль в природных водоемах), при дальнейшем нагреве значение коэффициента меняется так, как показано в табл. 1.

Таблица 1

Вот, что это означает на практике. Примерный объем воды в системе отопления индивидуального дома тепловой мощностью 30 кВт составляет 450 л (в ориентировочных расчетах допускается принять 15 л/кВт). В табл. 2 приведены расчеты, показывающие, что при нагреве с 5 до 80 °C увеличение этого объема составит порядка 13 л.

Таблица 2

Чтобы принять дополнительный объем жидкости, образующийся при ее нагревании, систему отопления оснащают расширительным баком (экспанзоматом). Раньше в этом качестве широко использовались открытые (с доступом атмосферного воздуха) резервуары, размещаемые в верхней точке системы – как правило, на чердаке дома. Такое решение, хотя применяется и сегодня, не соответствует современным требованиям к элементам отопительных систем, и предпочтение отдано мембранному расширительному баку: его можно устанавливать в любом месте дома (в том числе – непосредственно в котельной), в нем не происходит попадания кислорода в теплоноситель (т.е. исключается основной фактор коррозии оборудования), а рабочая жидкость не теряется из-за испарения.

Если в открытой системе отопления тепловое расширение воды приводит к увеличению ее объема с перемещением образующегося «излишка» в расширительный бак, то в замкнутом трубопроводе результатом окажется повышение давления.

Значение Δp прямо пропорционально коэффициенту теплового расширения и обратно пропорциональна коэффициенту объемного сжатия воды (зависит от давления, в диапазоне 1–25 бар – 49,51∙10-11 Па, в гидравлических расчетах принимают равным 4,9 ∙10-10 Па):

Δp = βt • Δt / βv, Па.

Представленные в табл. 3 результаты расчетов показывают, каким значительным является увеличение давления при нагреве воды на 75 °C в замкнутом трубопроводе – в разы выше давления разрушения полнобиметаллического радиатора, не говоря уже о других элементах отопительной системы. Поправка на деформацию труб и оборудования уменьшит это значение, но не изменит ситуации кардинально.

Таблица 3

Помимо обязательности расширительного бака, полученные цифры показывают важность его правильного подбора (при недостаточном объеме неизбежно разрушение мембраны), а также необходимость компенсации теплового расширения воды в замкнутом трубопроводе даже при относительно небольшом перепаде температур. Например, аварийная ситуация может возникнуть в системе холодного водоснабжения квартиры при самопроизвольном нагреве поступившей воды до комнатной температуры и закрытом кране на вводе.

Существуют две основные конструкции мембранных расширительных баков. Наиболее простая – с диафрагменной (лепестковой) мембраной, наглухо зафиксированной в месте соединения полукорпусов. Такие модели имеют меньшую стоимость и применяются достаточно широко, однако обладают недостатками, основные из которых – контакт теплоносителя с материалом корпуса и невозможность ремонта при повреждении мембраны. Баки второго типа оборудуется сменной мембраной – баллонной либо сферической, помещаемой в корпус через горловину с фланцем (рис. 2). Они ремонтопригодны, исключают коррозию металлических стенок от соприкосновения с рабочей средой, характеризуются более полным заполнением внутреннего пространства корпуса (полезный объем), чем экспанзоматы с диафрагменной мембраной.

Pис. 2. Конструкция расширительных баков со сменной мембранойVRV

Принцип работы у мембранных баков обоих типов одинаковый: внутренний объем резервуара разделен эластичной перегородкой на две полости – воздушную и водяную. При нагреве жидкости в системе и увеличении ее объема происходит заполнение водяной полости с растяжением мембраны и сжатием газа (воздуха или азота) в пространстве между ней и корпусом. При остывании теплоносителя имеют место обратные процессы – сжатие жидкости и мембраны, расширение газа.

Давление воздушной подушки настраивается таким образом, чтобы при неработающей системе отопления статическое давление теплоносителя в ней было компенсировано, и мембрана находилась в равновесном состоянии (подробнее читайте в статье о расчете и размещении мембранного бака). Обычно в продажу мембранные расширительные баки поступают с предварительно настроенным давлением в 1,5 бара. Для возможности регулирования и поддержания предварительного давления мембранный бак оснащают ниппелем.

Материалами для изготовления мембран в настоящее время служат различные эластомеры – натуральная каучуковая (используется при изготовлении баков для холодного водоснабжения) и синтетическая резина – бутиловая, стирол-бутадиеновая (SBR), нитрил-бутадиеновая (NBR), а также этилен-пропилен-диен-мономер (EPDM), хорошо зарекомендовавший себя в инженерных системах различного назначения. Мембраны из EPDM эластичны, термостойки, гигиеничны и долговечны (ресурс оценивается в 100 тыс. циклов динамического нагружения), поэтому широко применяются в баках для отопления и водоснабжения, включая питьевое. В нормально работающих системах отопления мембраны экспанзоматов не подвержены резким динамическим воздействиям (изменение объема теплоносителя происходит достаточно плавно), поэтому основными требования к ним являются термическая стойкость и долговечность. EPDM как нельзя лучше отвечает этим критериям.

Производство мембран расширительных баков нормируются европейским стандартом DIN 4807-3 «Расширительные емкости, мембраны из эластомеров для расширительных баков. Технические требования и испытания» (Expansion vessels; elastomer membranes; requirements and testing).

На рис. 3 показаны сменные мембраны из EPDM. Их крепление к фланцу бака осуществляется с помощью контрфланца с приваренным присоединительным штуцером и дырчатым рассекателем струи по центру. В случае порыва мембраны (если такое все же произошло) ее несложно извлечь, чтобы заменить на новую или отремонтировать (повреждение можно заклеить самостоятельно или обратиться в ближайший шиномонтаж для вулканизации).

Рис. 3. Сменные EPDM-мембраны для расширительных баков

Корпус мембранного расширительного бака, как правило, изготавливают из пластичной углеродистой стали методом холодной глубокой штамповки с последующей покраской эпоксидной эмалью. Внутреннюю поверхность экспанзоматов со сменной мембраной обычно не окрашивают, и чтобы исключить риск ее коррозии при выпадении конденсата, в воздушную полость на заводе закачивают химически нейтральный азот.

Как правило, вертикальные баки емкостью от 50 л оборудуют опорами-ножками для напольной установки. Модели меньшего объема (обычно – до 35 л включительно) подвешивают непосредственно на трубопровод или крепят к стене с помощью специальных кронштейнов (консолей).

В табл. 4 приведены характеристики мембранных расширительных баков VALTEC VRV.

Таблица 4. Технические характеристики расширительных баков VALTEC

Характеристика Значение
Рабочая температура, °С От –10 до +100
Максимальное рабочее давление, бар 5
Заводское давление газовой камеры (преднастройка), бар 1,5
Материал корпуса Сталь углеродистая с окраской эпоксидным полиэстером красного цвета
Материал мембраны EPDM
Тип мембраны Сменная
Срок службы при соблюдении паспортных условий эксплуатации, лет 25

Удобный монтаж экспанзоматов в системах мощностью до 44 кВт обеспечивает группа безопасности расширительного бака VT.495 (рис. 4), представляющая собой полую стальную оцинкованную консоль с фланцем для крепления к стене и предустановленным комплектом сантехнических устройств из предохранительного клапана, автоматического воздухоотводчика и манометра. Имеются также два резьбовых патрубка – для подключения группы к системе и подсоединения расширительного бака. Габариты консольной группы безопасности позволяют подвешивать непосредственно к ней расширительные баки размером до 50 л включительно.

Рис. 4. Группа безопасности расширительного бака VT.495

Важным и полезным аксессуаром для расширительных баков систем отопления и ГВС является также разъемный сгон-отсекатель VT.538, позволяющий отсоединять мембранные баки от трубопровода без его опорожнения.

Принцип работы расширительного бака — рассмотрен на примере напорного мембранного бака подключённого к замкнутому контуру системы отопления.

Вода при нагреве увеличивает свой удельный объём. Так, например, при температуре в 20°C один килограмм воды занимает объём в 1,002 дм³ (литра), а при температуре в 90°C увеличивается в объёме до 1,036 дм³ (литра). То есть, каждый килограмм воды при нагреве от комнатной температуры 20°C, до максимальной для системы отопления температуры 90°C, увеличил свой объём на 3,4%.

Вода — несжимаемая жидкость, поэтому даже незначительный прирост объёма в замкнутом контуре системы отопления станет причиной существенного роста давления способного разрушить её элементы. Функция расширительного бака в системе отопления заключается в поглощении избыточного объёма воды в момент разогрева и вытеснении дефицитного объёма в момент охлаждения.

Давление в холодной системе отопления, равно давлению в расширительном баке и равно начальному эксплуатационному давлению (см. раздел ). В этот момент, большая часть бака заполнена газом.

При нагреве в замкнутом контуре вода расширяется и давление в системе отопления увеличивается, прирост объёма попадает в бак, мембрана растягивается и уменьшает долю воздушного пространства подобно поршню (воздух сжимается). В это время давление в расширительном баке, а соответственно и в системе отопления — увеличивается. При достижении температурой воды максимального значения, давление в системе отопления и в расширительном баке поднимается до максимального допустимого значения.

С понижением температуры объём воды в системе отопления уменьшается, а давление снижается и ранее принятая вода выталкивается из бака сжатым воздухом. Доля воздушного пространства в объёме расширительного бака увеличивается — воздух выталкивает воду. В случае незначительных утечек воды — давление в системе, а соответственно и в расширительном баке — снижается и сжатый воздух выталкивает резервный объём воды, тем самым осуществляя подпитку системы отопления.

Следует отметить, что эффективная работа расширительного бака в системе отопления, может быть обеспечена лишь при правильном его расчёте и квалифицированной настройке. Рассчитать объём расширительного бака, начальное давление газового пространства и начальное эксплуатационное давление вам поможет программа приведенная в разделе сайта .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *