Expanzná nádrž pre zásobovanie vodou: výber, návrh, inštalácia a pripojenie

Autonómny systém zásobovania vodou, ktorý nezávisle dodáva vodu do distribučných miest ako v mestskom byte, už dávno prestal byť kuriozitou.Toto je norma vidieckeho života, ktorá musí byť len správne navrhnutá, zmontovaná a vybavená zariadením schopným spustiť a zastaviť systém pri použití kohútikov.

Stabilnú prevádzku nezávislej siete zabezpečí expanzná nádrž na zásobovanie vodou. Ochráni pred vodným rázom, výrazne predĺži životnosť čerpacej techniky, zaručí pravidelné napĺňanie systému vodou a eliminuje potrebu nosenia vo vedrách.

Sme radi, že vám môžeme predstaviť vlastnosti zariadenia a princíp činnosti hydraulického akumulátora. Starostlivo popisujeme pravidlá pre výber membránovej nádrže, špecifiká inštalácie a pripojenia. Informácie ponúkané na zváženie sme doplnili užitočnými ilustráciami, schémami a videonávodmi.

Charakteristika uzavretých expanzných nádrží

Hydraulická nádrž (príp hydraulický akumulátor, expanzná nádrž) je kovová utesnená nádoba, ktorá slúži na udržiavanie stabilného tlaku v prívode vody a vytváranie zásob vody rôzneho objemu.

Na prvý pohľad by výber a inštalácia tohto zariadenia nemala spôsobovať ťažkosti - v každom internetovom obchode môžete vidieť veľa modelov, ktoré sa len mierne líšia tvarom a objemom, ale vo svojej funkčnosti sa výrazne nelíšia.

Vôbec to tak nie je. V konštrukcii expanznej nádrže a princípe jej fungovania je veľa nuancií.

Vlastnosti zariadenia a dizajn

Rôzne modely expanzných nádrží môžu mať obmedzenia v spôsobe použitia - niektoré sú určené len na prácu s technologickou vodou, iné je možné použiť na pitnú vodu.

Podľa konštrukcie sú hydraulické akumulátory rozdelené na:

• nádrže s vymeniteľnou žiarovkou;
• nádoby s pevnou membránou;
• hydraulické nádrže bez membrány.

Na jednej strane nádrže s odnímateľnou membránou (pre nádrž so spodným pripojením - dole) je špeciálna závitová príruba, ku ktorej je pripevnená žiarovka. Na zadnej strane je vsuvka na čerpanie alebo odvzdušňovanie vzduchu alebo plynu. Je určený na pripojenie k bežnej pumpe do auta.

V nádrži s vymeniteľnou žiarovkou sa voda čerpá do membrány bez toho, aby prišla do kontaktu s kovovým povrchom. Membrána sa nahradí odskrutkovaním príruby držanej na mieste skrutkami. Vo veľkých nádobách je na stabilizáciu náplne zadná stena membrány dodatočne pripevnená k vsuvke.

Životnosť odnímateľnej žiarovky závisí od nastavenia tlaku vzduchu v plynovej komore akumulátora. Niekedy, aby sa vytvoril väčší prívod vody, používateľ zníži množstvo vzduchu a zvýši množstvo vody v žiarovke. To spôsobí, že sa membrána dotkne steny nádrže, čo spôsobí rýchle odieranie.

Vnútorný priestor nádrže s pevnou membránou je rozdelený na dve priehradky. Jedna obsahuje plyn (vzduch), druhá obsahuje vodu. Vnútorný povrch takejto nádrže je pokrytý farbou odolnou voči vlhkosti.

Pre vykurovacie systémy sa najčastejšie používajú nádrže s pevnou membránou. Keďže membrána je prvok, ktorý zlyhá oveľa rýchlejšie, životnosť takejto nádrže je kratšia ako pri zariadeniach s odnímateľnou žiarovkou

Existujú aj hydraulické nádrže bez membrány. Priehradky na vodu a vzduch nie sú nijako oddelené. Princíp ich fungovania je tiež založený na vzájomnom tlaku vody a vzduchu, ale pri takejto otvorenej interakcii dochádza k zmiešaniu oboch látok.

Výhodou takýchto zariadení je absencia membrány alebo žiarovky, ktorá je slabým článkom bežných hydraulických akumulátorov.

Externe môžu byť expanzné nádrže rozdelené iba na horizontálne a vertikálne modely, ale ich prevádzkové parametre môžu byť veľmi odlišné

Difúzia vody a vzduchu si vyžaduje častú údržbu nádrží. Približne raz za sezónu musíte načerpať vzduch, ktorý sa postupne zmieša s vodou. Výrazné zníženie objemu vzduchu aj pri normálnom tlaku v nádrži spôsobuje časté zapínanie čerpadla.

Hydraulické akumulátory vo vodovodných systémoch znižujú pravdepodobnosť vodného rázu, chránia čerpadlá pred príliš častým štartovaním, umožňujú vytvárať zásobovanie vodou a udržiavať tlak v okruhu.

Princíp činnosti hydraulického akumulátora

ZATVORENÉ hydraulické nádrže na zásobovanie vodou Pracujú podľa nasledujúcej schémy: čerpadlo dodáva vodu do žiarovky, postupne ju napĺňa, membrána sa zvyšuje a vzduch, ktorý sa nachádza medzi žiarovkou a kovovým telom, je stlačený.

Čím viac vody sa dostane do hrušky, tým viac tlačí na vzduch, ktorý ju má naopak tendenciu vytláčať z nádoby. V dôsledku toho sa tlak v nádrži zvýši, čo spôsobí vypnutie čerpadla.

Po určitú dobu, keď voda prúdi systémom, stlačený vzduch udržuje tlak. Tlačí vodu do prívodu vody.Keď jeho množstvo v membráne klesne natoľko, že tlak klesne na spodnú hranicu, relé sa aktivuje a čerpadlo sa opäť zapne.

V hydraulickej nádrži dochádza k neustálej interakcii vody a plynu, ktoré sú navzájom oddelené gumovou membránou. Objem kvapaliny vo vnútri zariadenia je regulovaný množstvom plynu (jeho tlakom) (+)

Klasifikácia podľa oblasti použitia

Nádrže na zásobovanie vodou a pre vykurovací systém by sa nemali zamieňať, takže pri výbere musíte zistiť ich účel. Pre jasnú identifikáciu výrobcovia farbia hydraulické akumulátory na vykurovanie na červeno a na zásobovanie vodou na modro.

Niektorí však takéto označenia nedodržiavajú, takže nasledujúce údaje môžu slúžiť ako charakteristický znak zariadení:

• pre zásobovanie vodou bude maximálna teplota použitia hydraulického akumulátora do 70 °C, prípustný tlak môže dosiahnuť 10 barov;
• zariadenia určené pre vykurovacie systémy odolávajú teplotám do +120 °C, prevádzkový tlak expanznej nádoby často nie je vyšší ako 1,5 bar.

Všetky najdôležitejšie parametre sú uvedené na ozdobnom uzávere (typovom štítku), ktorý zakrýva cumlík.

Zariadenie určené pre vykurovací systém slúži ako dodatočná nádrž, ktorá umožňuje, aby sa chladiaca kvapalina pri zahrievaní voľne rozširovala. Bez nej je systém odsúdený na zánik

Zoznam funkcií, ktoré hydraulická nádrž vykonáva v systéme zásobovania studenou vodou, je oveľa širší:

• Udržiavanie rovnomerného a konštantného tlaku v prívode vody. Vďaka tlaku vzduchu sa tlak aj pri vypnutom čerpadle nejaký čas udržiava, kým neklesne na nastavené minimum a čerpadlo začne opäť pracovať.Tlak v systéme sa tak udržiava aj vtedy, keď sa súčasne používa niekoľko vodovodných armatúr.
• Ochrana proti opotrebovaniu čerpacieho zariadenia. Zásoby vody obsiahnuté v nádrži vám umožňujú používať zásobu vody po určitú dobu bez zapnutia čerpadla. Tým sa znižuje počet operácií čerpadla za jednotku času a predlžuje sa jeho prevádzka.
• Ochrana proti vodnému rázu. Prudký skok v tlaku v prívode vody, keď je čerpadlo zapnuté, môže dosiahnuť 10 atmosfér alebo viac, čo negatívne ovplyvňuje všetky prvky systému. Membránová nádrž preberá šok, vyrovnáva tlak.
• Vytváranie zásob vody. Pri výpadku elektriny bude vodovod ešte nejaký čas dodávať vodu, aj keď len krátkodobo.

Na potrubie ohrievača vody sa používajú expanzné nádoby, ktoré odolávajú vysokým teplotám.

Materiály pre hydropneumatické zariadenia

Membrána expanznej nádrže je vyrobená z rôznych materiálov, ktoré znesú rôzne teplotné rozsahy počas prevádzky.

V hydraulických akumulátoroch sa používajú:

• Prírodný kaučuk - NATURAL. Materiál môže prísť do styku s pitnou vodou a slúži na akumuláciu studenej vody. V priebehu času môže začať prepúšťať vodu. Odoláva teplotám od -10 do 50 °C nad nulou.
• Syntetický butylový kaučuk - BUTYL. Najuniverzálnejší, vodeodolný, používaný pre vodárenské stanice, vhodný pre pitnú vodu. Prevádzková teplota sa môže pohybovať od -10 do 100 °C.
• Syntetická guma vyrobená z etylénpropylénu - EPDM. Priepustnejšia ako predchádzajúca, môže prísť do kontaktu s pitnou vodou. Prípustný teplotný rozsah je od -10 do 100 °C.
• SBR kaučuk sa používa iba pre technologickú vodu. Prevádzková teplota je rovnaká ako u predchádzajúcich značiek.

Na organizáciu zásobovania studenou vodou je potrebné zvoliť nádrže s žiarovkou vyrobenou z potravinárskej gumy so zlepšenými elastickými vlastnosťami, ktorá bude lepšie absorbovať vodné rázy a udržiavať stabilný tlak vody v systéme.

Telo nádrže je najčastejšie vyrobené z legovanej ocele, odolnej voči korózii, z vonkajšej strany potiahnuté farbou a lakom. V predaji nájdete aj nerezové nádoby, ktoré sú veľmi odolné, ale aj drahé.

Výpočet objemu nádrže pred výberom

Na predaj sú nádrže s objemom od 24 do 1000 litrov. Ktorý z nich si vybrať, určia výpočty, ktorých výsledok by sa mal zaokrúhliť nahor. Pri výbere nádrže s odnímateľnou membránou by ste mali pamätať na to, že objem vody zaberá 30% celkového objemu nádrže, to znamená, že v 100-litrovej nádrži bude zásoba vody približne 30 litrov.

Tabuľka ukazuje vzťah medzi parametrami tlaku vzduchu v plynovom priestore akumulátora s nastaveniami relé a veľkosťou nádrže (+)

Zvláštnosťou malých nádrží je, že často nemajú ventil na vypúšťanie vzduchu z gumovej žiarovky. To môže spôsobiť nepríjemnosti počas prevádzky. Veľké nádoby majú takýto ventil a okrem toho, že vytvárajú väčšiu zásobu vody, dokážu lepšie udržiavať stabilný tlak v systéme.

Výpočet celkového objemu hydraulickej nádrže pre uzavretý typ zásobovania vodou sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:

Vt=K*Amax*((1+Pmax)*(1+Pmin))/(Pmax-Pmin)*(1+Pár),

Kde:

• Vt je celkový objem hydraulickej nádrže;
• Amax – maximálna možná spotreba vody za minútu, liter;
• K – koeficient (pozri tabuľku), v závislosti od výkonu čerpadla;
• P_max – nastavenia relé pri vypnutom zariadení, bar;
• P_min – nastavenie relé pri štartovaní zariadenia, lišta;
• P_vzduchu. – tlak v hydraulickej nádrži (v jej plynovej dutine), bar.

Koeficient K možno určiť z nasledujúcej tabuľky:

Tabuľka koeficientu K v závislosti od výkonu čerpadla na výpočet celkového objemu uzavretej hydraulickej nádrže na zásobovanie vodou

Niektorí výrobcovia tiež počítajú objem hydraulickej nádrže inak:

Spoločnosť Gilex, ktorá vyrába rozsiahly rad zariadení pre vodovodné a vykurovacie systémy, ponúka ďalší vzorec na expresné určenie objemu hydraulickej nádrže.

Horizontálna a vertikálna orientácia

Voľba medzi vertikálnou a horizontálnou nádržou závisí od charakteristík miestnosti. Ak je miestnosť malá alebo objem nádoby je pôsobivý, nainštalujte vertikálnu nádobu, aby nezaberala veľa miesta.

Horizontálna nádrž má menšiu kapacitu, dá sa zavesiť na stenu a zároveň slúži ako podpera pre inštaláciu povrchového čerpadla. Na jeho inštaláciu sú k dispozícii špeciálne upevňovacie prvky. Veľké nádrže sa vyrábajú len vo vertikálnom prevedení a inštalujú sa na nohy.

Ak zhrnieme všetky vyššie uvedené skutočnosti, možno poznamenať, že výber hydraulického akumulátora sa musí uskutočniť medzi týmito charakteristickými vlastnosťami:

• prevádzkový tlak;
• krajina výrobcu;
• väčší alebo menší objem;
• vymeniteľná alebo nie gumová membrána;
• membrána pre priemyselnú alebo pitnú vodu;
• Materiál puzdra: nehrdzavejúca alebo smaltovaná oceľ.

Aby ste predišli problémom s výmenou komponentov v budúcnosti, je lepšie vybrať si najobľúbenejšie modely zariadení. Gumové žiarovky pre nich sú vždy k dispozícii na voľný predaj; ak potrebujete urgentnú výmenu, nebudete musieť dlho čakať na doručenie.

Schémy zapojenia pre hydraulické nádrže

Pre systém teplej vody inštalácia expanznej nádoby vykonávané na úseku cirkulačného potrubia, sacieho potrubia čerpadla, bližšie k ohrievaču vody.

Nádrž je vybavená:

• tlakomer, poistný ventil, odvzdušňovač - bezpečnostná skupina;
• uzatvárací ventil so zariadením, ktoré zabraňuje náhodnému vypnutiu.

Vo vodovodnom systéme, kde sa nachádza zariadenie na ohrev vody, zariadenie preberá funkcie expanznej nádrže.

Schéma inštalácie v systéme teplej vody: 1 – hydraulická nádrž; 2 – poistný ventil; 3 – čerpacie zariadenie; 4 – filtračný prvok; 5 – spätný ventil; 6 – uzatvárací ventil

V sústave VN platí hlavné pravidlo kedy inštalácia hydraulického akumulátora — inštalácia na začiatok potrubia, bližšie k čerpadlu.

Schéma zapojenia musí obsahovať:

• spätný ventil a uzatvárací ventil;
• bezpečnostná skupina.

Schémy pripojenia môžu byť veľmi odlišné. Pripojená hydraulická nádrž normalizuje prevádzku zariadenia, znižuje počet spustení čerpadla za jednotku času a tým predlžuje jeho životnosť.

Schéma inštalácie v systéme studenej vody so studňou: 1 – nádrž; 2 – spätný ventil; 3 – uzatvárací ventil; 4 – relé pre reguláciu tlaku; 5 – ovládacie zariadenie čerpacieho zariadenia; 6 – bezpečnostná skupina

V schéme so zosilnením čerpacia stanica jedno z čerpadiel beží nepretržite. Tento systém je inštalovaný pre domy alebo budovy s vysokou spotrebou vody. Hydraulická nádrž tu slúži na neutralizáciu tlakových rázov a na akumuláciu vody je inštalovaná nádoba s čo najväčším objemom.

Inštalácia expanznej nádoby

Pred začatím práce skontrolujte hydraulický akumulátor, či nie je poškodený.Zariadenie je inštalované v odhlučnenej miestnosti pri teplotách nad nulou. Aby bol prístup k vypúšťaciemu kohútiku, uzatváracím ventilom atď., vzdialenosť od nádrže k stropu a stenám je ponechaná minimálne 0,6 m.

Je tiež potrebné zabezpečiť možnosť plnenia nádrže a vypúšťania vody v miestnosti. Upevňovacie prvky a miesto inštalácie musia byť schopné odolať 100% naplneniu nádoby.

Pre expanzné nádoby s objemom do 30 litrov sa používa nástenný držiak, veľké nádoby sú inštalované na nohách

Hydraulický akumulátor by nemal byť vystavený mechanickému a statickému zaťaženiu, je nežiaduce nechať na neho narážať potrubia a zostavy. Nádrž je priskrutkovaná k podlahe pomocou gumových tesnení. Na vstupe do hydraulickej nádrže je inštalovaný spätný ventil a vypúšťací ventil.

Uvedené kroky si vyžiadala inštalácia potrubia hydroakumulátora, ktorá bola realizovaná na dennej ploche. Pre ďalšiu akciu sa musíte presunúť do kesónu.

Po konečnej montáži systému ostáva už len vykonať kontrolné skúšky a spustiť vodovodný okruh.

Funkcie nastavenia hydraulického akumulátora

Expanzné nádoby na zásobovanie vodou sa predávajú so štandardným nastavením výrobcu - často je tlak vo vzduchovom oddelení už nastavený na 1,5 baru.Prípustný tlak je vždy uvedený na štítku a výrobca neodporúča odchýliť sa od uvedených parametrov, najmä v smere jeho zvyšovania.

Pred pokračovaním v nastavovaní je systém odpojený od napájania a uzatváracie ventily sú zatvorené. Membránová nádrž sa úplne vyprázdni vypustením vody - presný indikátor tlaku možno zmerať iba vtedy, keď je priehradka na vodu prázdna.

Potom sa odčíta tlak pomocou presného tlakomera. Za týmto účelom odstráňte dekoratívny uzáver z cievky a prineste zariadenie. Ak sa tlak líši od požadovaného, ​​upraví sa prečerpaním alebo odvzdušnením prebytočného vzduchu.

Vzhľadom na to, že výrobca je proti odchýlkam od odporúčaných hodnôt tlaku, je potrebné už vo fáze projektovania vybrať vhodné zariadenie, ktorého parametre si nebudú navzájom kolidovať.

Pri nastavovaní tlaku v plynovom priestore nádrže ho výrobca naplní inertným plynom, napríklad suchým dusíkom. Tým sa zabráni korózii vnútorného povrchu. Preto sa užívateľom odporúča používať na zvýšenie tlaku aj technický dusík.

Nastavenie tlaku v nádrži vo vodovodnom systéme

Tlak v uzavretej nádrži je vždy nastavený o niečo nižší (o 10%) ako je úroveň tlaku pri spustení čerpadla. Úpravou tlaku v zariadení môžete upraviť tlak vody. Čím nižší je tlak plynu v hydraulickej nádrži (ale nie menej ako 1 bar), tým viac vody pojme.

V tomto prípade bude tlak nerovnomerný - silný, keď je nádrž plná, a čoraz slabší, keď je prázdna. Aby ste zabezpečili silný a rovnomerný prietok vody, nastavte tlak v komore vzduchom alebo plynom na 1,5 baru.

Tlak vody v prívode vody sa nastavuje pomocou relé. Pri nastavovaní tlaku v expanznej komore je potrebné vziať do úvahy tieto hodnoty

Nastavenie hydraulickej nádrže v obložení ohrievača vody

Expanzná nádrž, ktorá sa používa na zásobovanie teplou vodou, by spočiatku nemala obsahovať vodu. Tlak v zariadení je nastavený na hodnotu, ktorá je o 0,2 väčšia ako horná hranica vypnutia čerpadla.

Napríklad, ak je relé nakonfigurované tak, aby vypínalo zariadenie pri tlaku 4 bary, potom by mal byť tlak v plynovom priestore expanznej nádrže nastavený na 4,2 baru.

Nádrž inštalovaná v potrubí ohrievača vody neslúži na udržiavanie tlaku. Je navrhnutý tak, aby kompenzoval expanziu pri zahrievaní vody. Ak v ňom nastavíte tlak na nižšiu hodnotu, potom bude v nádrži vždy voda.

Pravidlá údržby hydraulickej nádrže

Bežná kontrola expanznej nádoby pozostáva z kontroly tlaku v plynovej komore. Taktiež je potrebné skontrolovať ventily, uzatváracie ventily, odvzdušňovač, skontrolovať činnosť tlakomeru a tlakový spínač vody. Na zabezpečenie integrity nádrže sa vykonáva vonkajšia kontrola.

Počas preventívnej údržby by sa mal merať tlak v hydraulickej nádrži av prípade potreby upravovať.

Napriek jednoduchosti zariadenia expanzné nádrže na zásobovanie vodou stále netrvajú večne a môžu sa zlomiť. Typickými príčinami sú prasknutie membrány alebo strata vzduchu cez bradavku. Známky porúch možno určiť častou prevádzkou čerpadla a výskytom hluku vo vodovodnom systéme. Pochopenie fungovania vášho akumulátora je prvým krokom k správnej údržbe a riešeniu problémov.

Inštalácia hydraulickej nádrže otvoreného typu

Zariadenie otvoreného typu sa používa čoraz menej často, pretože vyžaduje neustály zásah používateľa do jeho prevádzky. Otvorená expanzná nádrž je neutesnená nádoba, ktorá slúži na tvarovanie tlak v prívode vody, zásobník vody a zároveň slúži ako expanzná komora.

K nádrži sú pripojené: vypúšťací kohútik, potrubie pre recirkuláciu a prívodné potrubie, regulačné a prepadové potrubie

Nádrž je inštalovaná nad najvyšším vodovodným bodom, napríklad v podkroví voda vstupuje do systému gravitáciou. Každý meter, o ktorý zariadenie stúpa, zvyšuje tlak v prívode vody o 0,1 atmosféry.

Na automatizáciu procesu dodávania vody je nádrž vybavená plavákovým spínačom a je nainštalované automatické relé, ktoré zapína a vypína čerpadlo.

Nádoba je namontovaná v miestnosti bez mrazu, krytá vekom, aby sa zabránilo prachu a nečistotám, a steny sú obalené minerálnou vlnou alebo inou izoláciou.

Tento spôsob organizácie zásobovania vodou vyžaduje pravidelné monitorovanie zo strany používateľa, inak môže voda zamrznúť pri teplotách pod nulou (ak nie je miestnosť vykurovaná). Tekutina sa odparí, takže ju budete musieť neustále pridávať.

Okrem toho je takýto kontajner objemný a nie je estetický, vyžaduje si v dome podkrovný priestor. Hlavnou nevýhodou zariadenia je však to, že nádrž nie je navrhnutá na prácu v podmienkach vysokého tlaku vody v systéme.

Závery a užitočné video na túto tému

Video #1. Všetko o expanzných nádržiach - klasifikácia, účel, nastavenie a príznaky problémov:

Video č. 2. Nesprávna prevádzka čerpacej stanice je často spojená s poruchami hydraulického akumulátora:

Video č. 3. Nuansy výberu hydraulických nádrží na zásobovanie vodou:

Aj vo fáze plánovania a vývoja vodovodného systému je potrebné premyslieť všetky zásadne dôležité body a vypočítať všetky parametre. Ak si nie ste istí neomylnosťou svojich výpočtov a správnym výberom hydraulickej nádrže na zásobovanie vodou, je lepšie kontaktovať špecialistov.

Väčšina spoločností, ktoré predávajú profesionálne vybavenie, poskytuje konzultácie alebo dokonca vykonáva výpočty zadarmo. Pomôže to vyhnúť sa chybám a zbytočným výdavkom.

Čakáme na vaše komentáre s príbehmi o vašich vlastných skúsenostiach s používaním expanznej nádrže, s otázkami, ktoré vznikli počas vašej kontroly poskytnutých informácií. Zaujímajú nás vaše pripomienky a prípadné návrhy. Materiál môžete komentovať v bloku nižšie.