Разширителен съд за водоснабдяване: избор, устройство, монтаж и свързване

Автономният водопровод, който самостоятелно подава вода до точките на разбор като в градски апартамент, отдавна престана да бъде рядкост. Това е норма на извънградския живот, която просто трябва грамотно да се проектира, сглоби и оборудва с уред, способен да пуска и спира системата според ползването на крановете.

Стабилната работа на независимата мрежа ще осигури разширителен съд за водоснабдяване. Той ще предпази от хидравлични удари, ще удължи значително работния ресурс на помпената техника, ще гарантира редовното пълнене на системата с вода и ще отърве от необходимостта да я носите с кофи.

Радваме се да ви запознаем с особеностите на устройството и принципа на работа на хидроакумулатора. При нас са скрупульозно описани правилата за избор на мембранен съд, спецификата на монтажа и свързването. Предложената за разглеждане информация сме допълнили с полезни илюстрации, схеми и видеоръководства.

Характеристика на затворените разширителни съдове

Хидрорезервоарът (или хидроакумулаторът, разширителният съд) е метална херметична емкост, която служи за поддържане на стабилен напор във водопровода и за създаване на различни по обем запаси от вода.

На пръв поглед, изборът и монтажът на това устройство не би трябвало да предизвикат трудности — във всеки онлайн магазин могат да се видят множество модели, които само малко се различават по форма и обем, но не се различават съществено по своята функционалност.

Това съвсем не е така. В устройството на разширителния съд и принципа на неговата работа има много нюанси.

Особености на устройството и конструкцията

Различни модели разширителни съдове могат да имат ограничения по начина на употреба — някои са предназначени само за работа с техническа вода, а други могат да се използват за питейна вода.

По конструкция хидроакумулаторите се различават:

• резервоари със сменяема круша;
• съдове с фиксирана мембрана;
• хидробак без мембрана.

От едната страна на резервоара със сменяема мембрана (при резервоара с долно свързване — отдолу) има специален фланец с резба, към който се закрепва крушата. От обратната страна има нипел за нагнетяване или изпускане на въздух или газ. Той е предназначен за свързване към обикновена автомобилна помпа.

В резервоара със сменяема круша водата се нагнетява в мембраната, без да се допира до металната повърхност. Смяната на мембраната става чрез отвиване на фланеца, който се държи от болтове. При големи съдове, за стабилизиране на пълненето, задната стена на мембраната допълнително се закрепва към нипела.

Срокът на експлоатация на сменяемата круша зависи от настройките на налягането на въздуха в газовата камера на хидроакумулатора. Понякога, за създаване на по-голям воден запас, потребителят намалява количеството въздух и увеличава количеството вода в крушата. Това води до допир на мембраната до стената на резервоара и става причина за бързо износване.

Вътрешното пространство на резервоара с фиксирана мембрана се разделя от нея на две отделения. В едното се намира газ (въздух), в другото постъпва вода. Вътрешната повърхност на такъв резервоар е покрита с влагоустойчива боя.

Най-често резервоарите с фиксирана мембрана се използват за отоплителни системи. Тъй като мембраната е елемент, който се поврежда много по-бързо, то срокът на експлоатация на такъв резервоар е по-малък от този на устройство със сменяема круша.

Съществуват също хидробак без мембрана. В тях отделенията за вода и въздух не са разделени от нищо. Принципът им на действие също се основава на взаимното налягане на вода и въздух, но при такова отворено взаимодействие се получава смесване на двете вещества.

Предимството на такива устройства е липсата на мембрана или круша, която е слабото звено при обичайните хидроакумулатори.

Външно разширителните съдове могат да се разделят само на хоризонтални и вертикални модели, но техните работни параметри могат да бъдат много различни

Дифузията на вода и въздух налага съдовете да се обслужват доста често. Около веднъж на сезон се налага да се долива въздух, който постепенно се смесва с водата. Значителното намаляване на обема на въздуха, дори при нормално налягане в съда, става причина за често включване на помпата.

Хидравличните акумулатори в системите за водоснабдяване намаляват вероятността от хидроудари, предпазват помпите от прекалено чести включвания, позволяват да се формира запас от вода и да се поддържа налягането в контура.

Принцип на работа на хидроакумулатора

Затворените хидросъдове за водоснабдяване работят по следната схема: помпата подава вода в гумената круша, като постепенно я запълва, мембраната се увеличава и настъпва компресия на въздуха, който се намира между крушата и металния корпус.

Колкото повече вода постъпва в крушата, толкова повече тя натиска въздуха, а той, от своя страна, се стреми да я изтласка от съда. В резултат в резервоара се повишава налягането, което води до изключване на помпата.

За известно време, когато в системата се изразходва вода, сгъстеният въздух поддържа напора. Той изтласква водата във водопровода. Когато количеството ѝ в мембраната намалее толкова, че налягането спадне до долната граница, релето задейства, като отново включва помпата.

В хидросъда се осъществява постоянно взаимодействие между вода и газ, разделени един от друг чрез гумена мембрана. Обемът на течността вътре в устройството се регулира от количеството газ (неговото налягане) (+)

Класификация по област на приложение

Не трябва да се бъркат съдовете за водоснабдяване и за отоплителна система, затова при избора трябва да се разбере тяхното предназначение. За ясна идентификация производителите оцветяват хидроакумулаторите за отопление в червено, а за водоснабдяване – в синьо.

Някои обаче не спазват такова маркиране, поради което отличителна черта на устройствата могат да бъдат следните данни:

• за водоснабдяване максималната температура на използване на хидроакумулатора ще бъде до 70 °C, допустимото налягане може да достигне 10 бара;
• устройствата, предназначени за отоплителната система, могат да издържат температура до +120 °C, работното налягане на разширителния съд обикновено не е по-високо от 1,5 бара.

Всички най-важни параметри са посочени на декоративната капачка (шилд), която покрива нипела.

Устройството, предназначено за отоплителната система, служи като допълнителен резервоар, позволяващ на топлоносителя свободно да се разширява при нагряване. Без него системата е обречена на разрушение.

Списъкът на функциите, които изпълнява хидробакът в системата за студено водоснабдяване (ХВ), е много по-широк:

• Поддържане на равномерно и постоянно налягане във водопровода. Благодарение на налягането на въздуха, налягането се поддържа известно време дори при изключена помпа, докато не падне до зададения минимум и помпата отново не се включи. По този начин налягането в системата се запазва дори при едновременно използване на няколко санитарни прибора.
• Предпазване от износване на помпеното оборудване. Запасите от вода, съдържащи се в резервоара, позволяват известно време да се използва водопроводът, без да се включва помпата. Това намалява броя на включванията на помпата за единица време и удължава нейната работа.
• Защита от хидроудари. Рязък скок на налягането във водопровода при включване на помпата може да достигне 10 и повече атмосфери, което се отразява негативно на всички елементи на системата. Мембранният резервоар поема удара, изравнявайки налягането.
• Създаване на запаси от вода. При изключване на електричеството системата за водоснабдяване, макар и за кратко, все пак ще продължи да подава вода.

За обвързване на бойлера се използват разширителни съдове, които могат да издържат на високи температури.

Материали за хидропневматично оборудване

Мембраната на разширителния съд се изработва от различни материали, които при експлоатация издържат различен температурен диапазон.

В хидроакумулаторите се прилагат:

• Натурална каучукова гума — NATURAL. Материалът може да контактува с питейна вода, използва се за акумулиране на студена вода. С течение на времето може да започне да пропуска вода. Издържа температура от -10 до 50 °C.
• Синтетична бутилова гума — BUTYL. Най-универсална, водоустойчива, използва се за водоснабдителни станции, подходяща за питейна вода. Температурата на експлоатация може да варира от -10 до 100 °C.
• Синтетична гума от етилен-пропилен — EPDM. По-водопропусклива от предишната, може да контактува с питейна вода. Диапазон на допустимите температури — от -10 до 100 °C.
• Гумата SBR се използва само за техническа вода. Температурата на използване е същата като при предишните марки.

За организиране на студено водоснабдяване е необходимо да се избират резервоари с круша, изработена от хранителна гума с усъвършенствани еластични свойства, които позволяват по-добре да се гасят хидравлични удари и да се поддържа стабилно налягане на водата в системата.

Корпусът на резервоара най-често се изработва от легирана стомана, устойчива на корозия, покрита отвън с боядисано покритие. В продажба могат да се срещнат и съдове от неръждаема стомана, много здрави, но скъпи.

Изчисление на обема на съда преди избор

В продажба постъпват резервоари с вместимост от 24 до 1000 л. Кой точно да изберете, ще ви подскажат изчисленията, резултатът от които трябва да се закръгли нагоре. Когато избирате резервоар със сменяема мембрана, помнете, че обемът на водата заема 30% от общия обем на съда, т.е. в 100-литров резервоар запасът от вода ще бъде приблизително 30 литра.

Таблицата показва взаимовръзката на параметрите на налягането на въздуха в газовата камера на хидроакумулатора с показателите за настройка на релето и размера на резервоара (+)

Характерно за малките резервоари е, че те често нямат клапан за изпускане на въздуха от гумената круша. Това може да създаде неудобства при експлоатация. Големите съдове разполагат с такъв клапан и освен че осигуряват по-голям запас от вода, по-добре се справят с поддържането на стабилно налягане в системата.

Изчисляването на общия обем на хидроакумулатора за водоснабдяване от затворен тип се извършва по следната формула:

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

където:

• Vt — пълен обем на хидроакумулатора;
• Amax – максимално възможната консумация на вода за минута, литри;
• К – коефициент (виж табл.), зависещ от мощността на помпата;
• P_max – настройки на релето при изключване на оборудването, бар;
• P_min – настройки на релето при пускане на оборудването, бар;
• P_въз. – налягане в хидроакумулатора (в газовата му камера), бар.

Коефициентът K може да се определи по следната таблица:

Таблица на коефициента K, зависещ от мощността на помпата, за изчисляване на общия обем на хидроакумулатора от затворен тип за водоснабдяване

Някои производители изчисляват обема на хидроакумулатора и по друг начин:

Компанията Джилекс, която произвежда широка гама оборудване за водоснабдителни и отоплителни системи, предлага още една формула за бързо определяне на обема на хидроакумулатора

Хоризонтална и вертикална ориентация

Изборът между вертикален и хоризонтален резервоар зависи от особеностите на помещението. Ако помещението е малко или обемът на съда е голям, за да не заема много място, се монтира вертикален съд.

Хоризонталният резервоар има по-малък капацитет, може да се окачва на стена, а също така да служи като опора за инсталиране на повърхностна помпа. За неговия монтаж са предвидени специални крепежни елементи. Големите резервоари се произвеждат само във вертикален вариант и се монтират на крачета.

Обобщавайки всичко казано дотук, може да се отбележи, че изборът на хидроакумулатор се свежда до следните отличителни свойства:

• работно налягане;
• държава производител;
• по-голям или по-малък обем;
• сменяема или не гумена мембрана;
• мембрана за техническа или питейна вода;
• материал на корпуса — неръждаема или емайлирана стомана.

За да няма в бъдеще трудности със смяната на компоненти, е по-добре да се избират най-популярните модели устройства. Гумените круши за тях винаги са в свободна продажба, ако се наложи спешна смяна, няма да се налага дълго да се чака доставка.

Схеми за свързване на хидрорезервоари

За системата за топла вода монтажът на разширителен съд се извършва на участък от циркулационния тръбопровод, смукателната линия на помпата, по-близо до бойлера.

Резервоарът се оборудва с:

• манометър, предпазен клапан, въздухоотвеждащо устройство — група за безопасност;
• запорен клапан с устройство, което предотвратява случайното затваряне.

Във водопроводна система, в която има отоплително оборудване за вода, устройството поема функциите на разширителен съд.

Схема на монтаж в системата за топла вода: 1 – хидробак; 2 – предпазен клапан; 3 – помпено оборудване; 4 – филтърен елемент; 5 – възвратен клапан; 6 – спирателен кран.

В системата за студена вода основното правило при монтаж на хидроакумулатор е да се монтира в началото на връзката, по-близо до помпата.

В схемата за свързване задължително присъстват:

• възвратен и спирателен клапан;
• група за безопасност.

Схемите за свързване могат да бъдат много различни. Свързаният хидробак нормализира работата на оборудването, като намалява броя на включванията на помпата за единица време и по този начин удължава срока му на експлоатация.

Схема на монтаж в система за студено водоснабдяване със сондаж: 1 – бак; 2 – обратен клапан; 3 – спирателен кран; 4 – реле за регулиране на налягането; 5 – уред за управление на помпеното оборудване; 6 – група за безопасност

В схема с повишителна помпена станция една от помпите работи постоянно. Такава система се инсталира за къщи или сгради с високо водопотребление. Хидробакът тук служи за неутрализиране на скокове на налягането, а за акумулиране на вода се инсталира съд с възможно най-голям обем.

Извършване на монтажа на разширителния съд

Преди започване на работите проверяват хидроакумулатора за липса на повреди. Монтажът на устройството се извършва в звукоизолирано помещение, при положителна температура. За да имате достъп до крана за източване, спирателната арматура и т.н., разстоянието от бака до тавана и стените се оставя не по-малко от 0,6 м.

В помещението също трябва да се предвиди възможност за напълване на бака и източване на водата. Крепежът и мястото за монтаж трябва да издържат 100% запълване на съда.

За разширителни бакове с обем до 30 литра се използва стенен монтаж, а големите съдове се инсталират на крачета

Хидроакумулаторът не трябва да бъде подлаган на механично и статично натоварване, не е желателно да се допуска въздействие върху него от тръби и агрегати. Бакът се завинтва към пода, като се използват гумени подложки. На входа на хидробака се монтират обратен клапан и кран за източване.

Изброените стъпки бяха необходими за устройството на обвръзката на хидроакумулатора, която се извършваше на дневна повърхност. За по-нататъшни действия трябва да се преместите в кесона.

След извършване на окончателното сглобяване на системата остава да се проведат контролни изпитвания и да се пусне контурът за водоснабдяване.

Особености на регулирането на хидроакумулатора

Разширителните съдове за водоснабдяване се предлагат в продажба със стандартни настройки на производителя — често налягането във въздушното отделение вече е настроено на стойност 1,5 bar. Допустимото налягане винаги е посочено на етикета и производителят не препоръчва отклонение от зададените параметри, особено в посока на неговото увеличение.

Преди да пристъпите към регулирането, системата се изключва от електрозахранването и спирателните вентили се затварят. Мембранният съд се изпразва напълно, като се източва водата — точният показател на налягането може да се измери само при празно отделение за вода.

След това се снемат показателите на налягането с помощта на точен манометър. За целта от вентилчето се сваля декоративната капачка и се поднася уредът. Ако налягането се различава от изискваното, то се привежда в съответствие чрез изпомпване или изпускане на излишния въздух.

Имайки предвид, че производителят е против отклонения от препоръчаните показатели на налягането, е необходимо още на етапа на проектиране да се избере подходящо оборудване, чиито параметри да не са в противоречие помежду си.

При регулиране на налягането в газовото отделение на съда производителят го запълва с инертен газ, например изсушен азот. Това предотвратява корозията на вътрешната повърхност. Затова на потребителите също се препоръчва да използват технически азот за увеличаване на налягането.

Настройка на налягането на съда в системата за водоснабдяване

Налягането в съда от затворен тип винаги се настройва малко по-ниско (с 10%) от нивото на налягане при пускане на помпата. Чрез регулиране на налягането в устройството може да се коригира водният напор. Колкото по-малко е налягането на газа в хидробака (но не по-малко от 1 bar), толкова повече вода ще съдържа.

Тогава напорът ще стане неравномерен - силен при пълен резервоар и все по-слаб при изпразването му. За да се осигури силен и равномерен поток вода, се задава налягане в камерата с въздух или газ в границите на 1,5 бара.

Напорът на водата във водопровода се задава с помощта на реле. При настройка на налягането в разширителната камера е необходимо да се вземат предвид тези стойности.

Регулиране на хидрорезервоара в обвързването на водонагревателя

Разширителният съд, който се използва за топла вода, не трябва първоначално да съдържа вода. Налягането в устройството се задава на стойност, която е с 0,2 по-висока от горния праг на изключване на помпата.

Например, ако релето е настроено да изключва оборудването при показания на налягането от 4 бара, то налягането в газовата камера на разширителния съд трябва да се зададе на стойност 4,2 бара.

Монтираният в обвръзката на бойлера съд не служи за поддържане на налягане. Той е предназначен да компенсира разширението, когато водата се нагрява. Ако се зададе по-ниско налягане в него, то в съда постоянно ще има вода.

Правила за обслужване на хидрорезервоара

Плановият преглед на разширителния съд се състои в проверка на налягането в газовата камера. Необходимо е също така да се извърши проверка на клапаните, спирателната арматура, обезвъздушителя, да се провери работата на манометъра и релето за налягане на водата. За да се уверите в целостта на съда, се извършва външен оглед.

По време на профилактичното обслужване трябва да се измерва налягането в хидробака и да се коригира, ако е необходимо.

Въпреки цялата простота на устройството, разширителните съдове за водоснабдяване все пак не са вечни и могат да се повредят. Характерни причини са разкъсване на мембраната или загуба на въздух през нипела. Признаците на повреди могат да се определят по честото включване на помпата, появата на шум във водопроводната система. Разбирането на принципа на работа на хидроакумулатора е първата стъпка към правилното обслужване и отстраняване на неизправности.

Монтаж на хидрорезервоар от отворен тип

Устройството от отворен тип се използва все по-рядко, тъй като изисква постоянно намеса на потребителя в работата си. Отвореният разширителен съд е нехерметичен резервоар, който служи за създаване на налягане във водопровода, акумулиране на вода, а също така служи като разширителна камера.

Към бака се свързват: кран за източване, тръбни връзки за рециркулационната и захранващата тръба, контролна и преливна тръба.

Резервоарът се монтира над най-горната водопроводна точка, например на тавана, и водата постъпва в системата гравитачно. Всеки метър, на който се издига устройството, увеличава налягането във водопровода с 0,1 атмосфери.

За да се автоматизира процесът на водоснабдяване, резервоарът се оборудва с поплавков превключвател и се инсталира автоматично реле, което ще включва и изключва помпата.

Съдът се монтира в незамръзващо помещение, покрива се с капак срещу прах и отпадъци, а стените се обвиват с минерална вата или друг изолационен материал.

Този начин на организиране на водоснабдяването изисква редовен контрол от страна на потребителя, в противен случай водата може да замръзне при отрицателни температури (ако помещението не се отоплява). Течността ще се изпарява, така че ще трябва постоянно да се долива.

Освен това такъв съд е обемист и неестетичен, като за него задължително трябва да имате таванско помещение в къщата. Но основният недостатък на устройството е, че резервоарът не е пригоден да работи при условия на високо водно налягане в системата.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Всичко за разширителните резервоари – класификация, предназначение, регулиране и признаци на неизправности:

Видео #2. Неправилната работа на помпената станция често е свързана с неизправности на хидроакумулатора:

Видео #3. Нюанси при избора на хидробак за водоснабдяване:

Още на етапа на планиране и разработване на водопроводната система е необходимо да се обмислят всички принципно важни моменти и да се изчислят всички параметри. Ако не сте сигурни в безгрешността на изчисленията си и правилния избор на хидробак за водоснабдяване, по-добре се обърнете към специалисти.

Повечето фирми, които продават професионално оборудване, предоставят консултации или дори извършват изчисления безплатно. Това ще помогне да се избегнат грешки и излишни разходи.

Очакваме вашите коментари с разкази за личния ви опит при използването на разширителния резервоар, с въпроси, възникнали при запознаване с представената информация. Интересуват ни вашите забележки и евентуални предложения. Можете да коментирате материала в блока, разположен по-долу.