Устройство расширительного бака мембранного типа для отопления. Особенности обслуживания компенсирующей емкости. Виды мембранных баков.

Мембранный расширительный бак – это обязательный компонент системы отопления, без которого невозможен полноценный обогрев помещения в холодное время года. С помощью этого устройства компенсируются критические перепады объемов воды, которые являются результатом ее нагрева.

Устройство резервуара

Если система отопления не включает в себя дополнительное устройство, в которое может перейти лишний объем жидкости, то она может выйти из строя. Роль запасной емкости как раз и выполняет мембранный бак, который необходим для бесперебойной работы .

Области применения расширительных сосудов

Если температура потока котла опускается, мембранный сосуд сливает воду. Он поглощает воду, когда температура подачи котла повышается. Расширительный сосуд для систем питьевой воды также работает по тому же принципу. Как правило, это используется в высотных зданиях для систем повышения давления.

Расширительные сосуды для солнечной технологии используются для компенсации разницы температур

Судно устанавливается в сочетании с компрессором в верхних этажах, что в противном случае не было бы достигнуто из-за низкого давления воды в утилите. Расширительные сосуды, однако, используются для компенсации температурных разностей, которые происходят с другими системами отопления. При выборе размера расширительного сосуда всегда следует учитывать допустимое давление в системе, общий объем жидкости, а также самую высокую и самую низкую температуру.

Мембрана

В корпусе резервуара имеется эластичная мембрана, которая разделяет его внутреннюю камеру на две части. Одна часть содержит теплоноситель, а вторая заполнена воздухом. Вместо него может использоваться азот.

В зависимости от модели, в комплектацию устройства может входить сменная или несменная мембрана. В первом случае теплоноситель размещается в эластичной полости и не контактирует с металлическими внутренними поверхностями.

Комплект подключения спроектирован таким образом, что он может быть подключен к существующей закрытой отопительной системе всего несколькими движениями рук. Нагрев нагревательной воды увеличивает объем и, следовательно, давление. Мембранный расширительный сосуд поглощает избыток воды и возвращает его в отопительную систему после охлаждения.

В зависимости от размера вашей системы отопления вы можете выбрать соответствующий том. Для безопасного подключения, аксессуары, с которыми вы правильно подсоединяете расширительный сосуд к вашей системе отопления. Это гибкий материал и имеет оболочку из нержавеющей стали для защиты от коррозии и давления и при необходимости может быть изолирована. Винтовые соединения удерживаются вместе с 1 солнечной двойной латунной заглушкой. Из-за 1 колпачка клапана мембранный расширительный сосуд может быть протестирован на предмет его функциональности без разборки.

Монтаж (или снятие) мембраны выполняется через фланец, для крепления которого использованы болты. Такие манипуляции выполняют, когда производят текущий ремонт оборудования.

Если прибор имеет несменную мембрану, то он снабжен внутренней полостью из двух секций. Демонтаж в таком случае не предусмотрен.

От охлаждения термосифона до охлаждения характерного поля

Рабочее давление: 6 бар Предварительное давление: 1, 5 бар 2, 5 бар Внешнее пластиковое покрытие Цвет: белый Красный. Поэтому избыточное тепло должно быстро и надежно рассеиваться. Когда двигатель работает при полной нагрузке, должно быть сброшено до 30% теплоты сгорания. Этого лучше всего делать с жидкостным охлаждением. Хорошее охлаждение, однако, также обеспечивает лучшее наполнение и, следовательно, большую производительность при меньшем расходе топлива и меньшем количестве выбросов выхлопных газов.

Для защиты системы от превышения давления мембранные баки оснащаются предохранительными клапанами.

Принцип действия

Принцип работы прибора основан на изменении объема жидкости при нагревании и остывании.
В замкнутом контуре вода, нагреваясь, расширяется, при этом увеличивается давление во всей сети. Излишний объем жидкости попадает в расширительный бак, где уменьшает количество воздуха, растягивая мембрану между камерами.

При снижении температуры давление в системе падает, и воздух вытесняет воду из емкости. Вода из бака будет поступать до тех пор, пока давление не уравновесится.

Следующая небольшая история жидкостного охлаждения предназначена для иллюстрации технического развития. Первое охлаждение водой было термосифонным охлаждением. Здесь был применен физический принцип: более теплая, более легкая вода поднимается вверх и охлаждается, более тяжелая вода опускается вниз.

Затем более легкая вода, нагретая двигателем, поднимается в верхнюю часть кулера. Вода в холодильнике охлаждается автомобилем, затем опускается вниз и возвращается к двигателю. Охлаждение было позже поддержано болельщиками, но регулирование все еще не было возможным.

Область применения

Мембранные баки достаточно широко применяются. Они встраиваются в такие системы, как:

теплоснабжение с автономным источником тепла;
система отопления, подключенная к линии центральной теплотрассы по независимой схеме;
отопление, работающее посредством солнечных коллекторов и тепловых каналов;
любые системы с замкнутым контуром и непостоянной температурой рабочей среды.

Преимущества

Изобретение закрытого расширительного бака с мембраной позволили увеличить рабочий ресурс всей системы отопления. Прибор обладает следующими достоинствами:

Позднее циркуляция воды ускорялась водяным насосом. Однако для этих систем потребовалась длительная фаза разминки. Зимой двигатель плохо работал. Поэтому использовался термостат охлаждающей воды. Циркуляция воды через охладитель регулируется в зависимости от температуры охлаждающей воды. Система охлаждения была разделена на две цепи. В фазе прогрева двигателя охлаждающая вода, циркулирующая насосом охлаждающей жидкости, циркулирует только через двигатель. Это вызвало быстрый нагрев двигателя. Масло в сильфоне термостата нагрелось, расширилось, и регулятор открыл кулер.

позволяет использовать воду любого состава в т.ч. гиперкальцинированную;
мембрана, изготовленная из бутила и натуральной резины, позволяет применять оборудование для питьевой воды;
принцип работы и мембранная конструкция прибора могут обеспечить прием значительного количества вытесненной жидкости;
легкий монтаж;
минимальные потери от испарения;
низкие расходы при эксплуатации.

Таким образом, температура двигателя может поддерживаться постоянной. Это правило в принципе сохранилось и по сей день. Один говорит о закрытой системе охлаждения. Для этой цели система требует компенсационный резервуар, который заполняется примерно наполовину.

Регулятор гофрированной трубки был заменен регулятором напряжения. Охлаждающей средой стала не только вода, но и смесь воды и охлаждающей добавки. Следовательно, это уже не термин охлаждающей воды, а средство охлаждения. Антифриз в охлаждающей жидкости дополнительно обеспечивает более высокую температуру кипения, а также защищает легкие металлические части двигателя от коррозии.

Схема использования в отопительной системе.

Компактные размеры, которыми отличается плоский мембранный бак, позволяют экономно расходовать пространство помещения, поэтому он лучше всего подходит для негабаритных комнат.

Расширительный бак не допускает возникновения повышенных нагрузок в системе отопления и является эффективным средством предотвращения аварийных ситуаций.
У жесткого привода вентилятора, который поддерживал охладитель и двигатель с достаточным количеством охлаждающего воздуха, имел решающий недостаток: в случае быстрых ветровых ветров, если достаточное количество охлаждающего воздуха, доступное автомобилю в любом случае из-за относительно высокой частоты вращения двигателя, также вращается с высокой скоростью. И когда в городе с остановкой и движением почти нет воздуха, двигатель также вращается медленнее и охлаждает еще более горячий двигатель.

Позднее этот недостаток был компенсирован переключаемым электродвигателем вентилятора. Когда достигается определенная температура охлаждающей жидкости, вентилятор включается. Даже после того, как двигатель выключен, охлаждающий воздух все еще может быть подан.

Выбор оборудования

В первую очередь учитывается объем теплоносителя для системы отопления. Если подбор выполнен некорректно и объема не хватит, то появятся трещины и протечки воды в местах соединений.

Кроме этого, может произойти падение давления ниже безопасного минимума. Это приведет к завоздушиванию внутренней полости резервуара, тогда потребуется срочный ремонт. Поэтому совершать подбор модели лучше на основании характеристик, которые содержит сопроводительная инструкция.

Производительность двигателя зависит от производительности двигателя. Уровень температуры охлаждающей жидкости в зависимости от нагрузки и скорости. Более высокие температуры в области частичной нагрузки приводят к более благоприятному уровню производительности, что благотворно влияет на расход топлива и загрязняющие вещества в выхлопных газах. Производительность увеличивается при более низких температурах в диапазоне полной нагрузки. Воздух, всасываемый, меньше нагревается, что приводит к повышению производительности. Таким образом, разработка системы охлаждения с электронным управлением имела целью регулировать рабочую температуру двигателя до желаемого значения в зависимости от состояния нагрузки.

Величина начального давления в расширительном баке, подключенном к холодной теплосети, должна совпадать со статическим давлением системы. Допустимое расхождение показателей может составлять + 30–50 кПа.

Данная таблица поможет вам вычислить нужный объем бака.

Для достижения этих целей оптимальная рабочая температура регулируется с помощью полей характеристик, хранящихся в блоке управления двигателем, а также с помощью термостата, который электрически нагревается, и различных ступеней охлаждения. Таким образом, охлаждение можно регулировать во всем состоянии мощности и нагрузки двигателя.

Термостат расширения постоянно окружен охлаждающей жидкостью. Элемент воскового элемента не нагревается, как и раньше, т.е. по температуре охлаждающей жидкости воск становится жидким и расширяется. Это расширение вызывает удар по подъемному штифту. Это делается, таким образом, в нормальном случае без включения питания. Нагревательный резистор встроен в восковой элемент в охлаждение характеристического поля. Когда это активировано, оно дополнительно нагревает элемент воска, и теперь регулировка теперь больше не зависит от температуры охлаждающей жидкости, а как указано в блоке управления двигателем в соответствии с полем характеристик.

Бак должен иметь объем не менее 10-12% от суммарного объема сети теплоснабжения, в которой он используется. Это исключит возможный выход из строя как самого резервуара, так и всей теплосети в целом во время скачка давления.

При выборе подходящей модели следует также учитывать максимально допустимое давление, при котором устройство может функционировать.

Условия эксплуатации Холодный старт и частичная нагрузка. . Небольшой контур охлаждения используется для быстрого нагрева двигателя. Система охлаждения двигателя, работающая на месте, пока не работает. Термостат - малый контур. Термостат заблокировал возврат из кулера и отпустил короткий путь к насосу охлаждающей жидкости. Таким образом, кулер не интегрируется в контур охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость очень горячая.

Теперь кулер интегрирован в контур охлаждающей жидкости. Электрические вентиляторы подключаются, как требуется для охлаждения. Когда двигатель полностью загружен, требуется большая холодопроизводительность. Термостат активируется, а затем открывает заднюю часть кулера. В то же время небольшой охлаждающий контур к насосу охлаждающей жидкости закрывается небольшой пластиной клапана. Насос охлаждающей жидкости надавливает охлаждающую жидкость после выхода из головки блока цилиндров непосредственно над верхним уровнем в кулер.

Мембранные баки защищают систему теплоснабжения от чрезмерного повышения температуры и регулируют уровень давления в ней. Поэтому такие устройства оснащаются независимыми датчиками температуры и давления.

Монтаж устройства

Установку выполняют таким образом, чтобы впоследствии можно было беспрепятственно проводить его техобслуживание.
Новый бак, как правило, имеет избыточное начальное давление газа, которое распространяется по всему объему. Прежде чем выполнить установку расширительного бака, необходимо накачать его на предварительно рассчитанное давление.

Охлаждающая жидкость возвращается с кулера на нижний уровень и снова всасывается насосом охлаждающей жидкости. Также возможны промежуточные этапы. Определенная часть хладагента затем работает в большой, а другая часть в маленьком контуре охлаждения. Кодер для частоты вращения двигателя Датчик воздушной массы Датчик температуры всасываемого воздуха 2 Датчик температуры охлаждающей жидкости Потенциометр для вращающейся ручки Выбор температуры. Функции для системы управления с электронным управлением, встроенной в блок управления двигателем.

Мембранный бак следует монтировать перед разветвлением водопровода. Необходимо обеспечить слив воды и подпитку системы. В комнате должна поддерживаться плюсовая температура.

Недопустимы дополнительные нагрузки на бак! Если емкость имеет объем от 8 до 30 л, то разрешен настенный крепеж. При больших объемах оборудование ставят на ножки.

Важны некоторые характеристики. Уставка охлаждающей жидкости 1 Уставка охлаждающей жидкости 2 Соотношение нагрузки предварительного управления Разность температур через кулер для ступени вентилятора Разность температур для ступени 2 вентилятора. Функции для характерной температуры вычисляются каждую секунду. Блок управления инициирует системный контроль.

Включите нагревательный резистор в термостате, чтобы открыть большой контур охлаждения. Управление кулерами для поддержки быстрого регулирования температуры охлаждающей жидкости. В зависимости от ширины импульса и времени получается другое нагревание.

Для предотвращения электролитической коррозии следует провести заземление.

Настройка прибора

Чтобы не задаваться вопросом, как проверить давление, целесообразно на выходе установить манометр. Для удаления излишков воздуха рационально дополнить оборудование автоматическим клапаном.

До 2% топлива можно также сохранить с помощью электрического водяного насоса. Солнечные тепловые установки должны обязательно включать в себя ряд элементов, необходимых для их правильной работы и контроля. Некоторые из них являются обязательными, другие - безопасными, а другие - для повышения производительности установки и облегчения технического обслуживания.

Расширительный сосуд является одним из незаменимых элементов безопасности для правильной работы установки, поскольку его функция заключается в поглощении расширения жидкости при ее перегреве. Мы можем найти несколько типов расширительных сосудов. Открытые расширительные сосуды: Этот тип судна расположен в открытых цепях в атмосфере и расположен на самой высокой точке установки. Минимальная высота над самой высокой точкой установки, обычно с датчиками, должна составлять 2 или 3 метра. Закрытые расширительные сосуды: этот тип наиболее часто используется в солнечных тепловых установках, поскольку все они выполняются в замкнутом контуре. Схема закрытой солнечной тепловой установки с расширительным сосудом.

Набор необходимого давления осуществляют в строгой последовательности. Сначала сбрасывают давление через ниппель или с помощью компрессора. Затем подключают прибор к системе отопления и заполняют ее водой. Процесс не прекращают, пока давление в системе и баке не станет одинаковым.

В этом случае это герметично закрытый сосуд, разделенный на две камеры, один из газа и один из жидкости, разделенный мембраной. Указанная мембрана является гибкой и позволяет изменять объем камер в зависимости от потребностей каждого момента. В этом расширительном сосуде такого типа предполагается обеспечить дополнительную емкость цепи, в которой поглощается жидкость, поэтому она должна быть рассчитана таким образом, чтобы допускать такое расширение в самых неблагоприятных условиях.

Когда теплоноситель нагревается, он расширяется, создавая избыточное давление. Это увеличение давления приводит к тому, что толщина жидкости на поверхности мембраны больше, чем нагрузка, оказываемая с другой стороны давлением газа и выше, чем прочность на изгиб самой мембраны. Таким образом, деформация мембраны происходит в газовой камере, позволяющей расширять текучую среду к сосуду.

Расширительный мембранный бак — элемент закрытой системы отопления, предназначенный для компенсации теплового расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления.

Примечание! Помимо применения в системах отопления, мембранные баки также используются в системах водоснабжения. Они «смягчают» гидроудары, возникающие при включении/выключении насосных станций, а также поддерживают постоянное давление в системе.

Конструкция мембранного бака

Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, покрытый красным эпоксидным лаком (также существуют баки, покрытые синим лаком, но они предназначены для холодной воды). В корпусе расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга подвижной газонепроницаемой мембраной (диафрагмой), изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.

Мембрана практически полностью исключает взаимодействие теплоносителя и газа. Отсутствие такого взаимодействия позволяет дольше сохранять предварительное давление в газовой камере, что положительно влияет на срок службы бака.

Примечание! Современные высококачественные мембраны не просто вытягиваются под давлением расширяющегося теплоносителя, а как бы «прилипают» к стенкам бака. Такой принцип работы позволяет увеличить срок службы мембраны.

Обе камеры имеют одинаковое давление, что позволяет сохранить герметичность этого участка отопительной системы. Воздушная камера заполняется азотосодержащей смесью. При расширении теплоносителя азот спрессовывается, позволяя теплоносителю «войти» в водяную камеру.

Большинство современных мембранных баков для отопления имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать самостоятельно в домашних условиях при помощи насоса или компрессора. Однако следует помнить, что закачивать рекомендуется именно азот, а не воздух. Дело в том, что содержащийся в воздухе кислород будет вызывать ускоренную коррозию стенок корпуса бака, что неизбежно сократит срок службы устройства. Азот же является нейтральным и не способствует коррозии.

Корпус бака обладает отводом с внешним резьбовым соединением, который упрощает процесс установки. В зависимости от модели резьба может быть:

У баков низкого давления (от 0,5 до 1,5 бар) – 3/4″ или 1″;
У баков среднего давления (1,5 бар) – 1″;
У баков высокого давления (от 3 бар и выше) – от 1″ до фланцевого соединения Ду 100;

Принцип работы мембранного бака

При запуске системы отопления, теплоноситель нагревается и увеличивается в объеме. Этот избыточный объем перемещается в водяную камеру расширительного бака. После остывания теплоносителя, давление в воздушной камере, выдавливает мембрану, тем самым вытесняя теплоноситель из водяной камеры обратно в отопительный контур.

Помимо этого, как уже было отмечено выше, мембранный бак поддерживает требуемое давление во всей системе отопления. Так например, если где-то произошла несущественная утечка теплоносителя, то во всей системе должно упасть давление, однако этого не происходит, т.к. давление в воздушной камере будет выталкивать мембрану, а с ней и теплоноситель обратно в систему, тем самым создавая ограниченную подпитку.

Мембранный бак с группой безопасности.

Мембрана может быть повреждена в результате неправильной эксплуатации:

Есть вероятность разрыва мембраны в случае, если при заполнении теплоносителем водяной камеры, не было создано необходимое давление в воздушной камере;
Перед спусканием газа из воздушной камеры, необходимо перекрыть и слить теплоноситель из водяной камеры.

Расчет бака

Нагрев на каждые 10°C дает увеличение объема теплоносителя в среднем на 0,3-0,4%. Исходя из этих данных рассчитывается необходимый объем бака.

Процент расширения теплоносителя (воды) в зависимости от температуры нагрева:

Важно! Любой мембранный бак для отопления оснащается шаровым краном со сливом, который позволяет перекрыть поступление теплоносителя к баку. Это необходимо для осуществления быстрой, удобной замены бака в случае его выхода из строя.

Расширительный бак открытого типа

В настоящий момент данная разновидность расширительных баков практически не используется, т.к. имеет следующие недостатки:

Открытый расширительный бак.

Теплоноситель находиться в постоянном контакте с воздухом, что приводит к завоздушиванию системы и появлению воздушных пробок. Поэтому необходимо регулярно удалять воздух или требуется . В противном случае, воздух может привести к коррозии отдельных элементов системы отопления, а также к снижению теплоотдачи отопительных приборов;
Из-за постоянного нахождения теплоносителя в контакте с воздухом, происходит его испарение. Приходиться регулярно добавлять теплоноситель в систему;
Циркулирующие по отопительной системе воздушные микропузырьки создают неприятные шумы в трубах и радиаторах, а также приводят к преждевременному износу деталей . К тому же, микропузырьки «снижают характеристики» циркуляционного насоса;
В отличии от мембранного бака, который может быть установлен в любой точке системы (рядом с котлом, в подвале,…), расширительный бак открытого типа устанавливается только в наивысшей точке. Это приводит к удорожанию системы, т.к. необходимо использовать дополнительные трубы и фитинги для монтажа бака в верхней точке.