Expanzní nádrž pro zásobování vodou: výběr, návrh, instalace a připojení
Autonomní vodovodní systém, který samostatně dodává vodu do distribučních míst jako v městském bytě, už dávno přestal být kuriozitou.To je norma venkovského života, kterou je třeba jen správně navrhnout, sestavit a vybavit zařízením schopným spustit a zastavit systém při použití kohoutků.
Stabilní provoz nezávislé sítě zajistí expanzní nádrž pro zásobování vodou. Ochrání před vodními rázy, výrazně prodlouží životnost čerpacího zařízení, zaručí pravidelné plnění systému vodou a eliminuje nutnost jeho nošení v kbelících.
Jsme rádi, že vám můžeme představit vlastnosti zařízení a princip činnosti hydraulického akumulátoru. Pečlivě popisujeme pravidla pro výběr membránové nádrže, specifika instalace a připojení. Informace nabízené ke zvážení jsme doplnili užitečnými ilustracemi, schématy a videonávody.
Obsah článku:
Charakteristika uzavřených expanzních nádrží
Hydraulická nádrž (příp hydraulický akumulátor, expanzní nádoba) je kovová uzavřená nádoba, která slouží k udržení stabilního tlaku v přívodu vody a vytváření zásob vody různého objemu.
Na první pohled by výběr a instalace tohoto zařízení neměly způsobit potíže - v každém internetovém obchodě můžete vidět mnoho modelů, které se jen mírně liší tvarem a objemem, ale výrazně se neliší ve své funkčnosti.
Vůbec to tak není. V konstrukci expanzní nádrže a principu její činnosti je mnoho nuancí.
Vlastnosti zařízení a design
Různé modely expanzních nádrží mohou mít omezení ve způsobu použití – některé jsou určeny pouze pro práci s technologickou vodou, jiné lze použít pro pitnou vodu.
Podle konstrukce se hydraulické akumulátory dělí na:
- nádrže s vyměnitelnou žárovkou;
- nádoby s pevnou membránou;
- hydraulické nádrže bez membrány.
Na jedné straně nádrže s odnímatelnou membránou (u nádrže se spodním připojením - dole) je speciální závitová příruba, ke které je připevněna žárovka. Na zadní straně je vsuvka pro čerpání nebo odvzdušňování vzduchu nebo plynu. Je určeno pro připojení k běžné automobilové pumpě.
V nádrži s vyměnitelnou žárovkou je voda čerpána do membrány, aniž by přišla do kontaktu s kovovým povrchem. Membrána se nahradí odšroubováním příruby držené na místě šrouby. U velkých nádob je pro stabilizaci náplně zadní stěna membrány navíc připevněna k vsuvce.
Vnitřní prostor nádrže s pevnou membránou je rozdělen na dvě komory. Jedna obsahuje plyn (vzduch), druhá obsahuje vodu. Vnitřní povrch takové nádrže je pokrytý barvou odolnou vůči vlhkosti.
Existují také hydraulické nádrže bez membrány. Přihrádky na vodu a vzduch nejsou nijak odděleny. Princip jejich fungování je také založen na vzájemném tlaku vody a vzduchu, ale při takto otevřené interakci dochází ke smísení obou látek.
Výhodou takových zařízení je absence membrány nebo baňky, která je slabým článkem klasických hydraulických akumulátorů.
Difúze vody a vzduchu vyžaduje poměrně častou údržbu nádrží. Zhruba jednou za sezónu musíte načerpat vzduch, který se postupně mísí s vodou. Výrazné snížení objemu vzduchu i při normálním tlaku v nádrži způsobuje časté zapínání čerpadla.
Princip činnosti hydraulického akumulátoru
ZAVŘENO hydraulické nádrže pro zásobování vodou Pracují podle následujícího schématu: čerpadlo dodává vodu do žárovky, postupně ji plní, membrána se zvětšuje a vzduch, který se nachází mezi žárovkou a kovovým tělem, je stlačen.
Čím více vody do hrušky vstupuje, tím více tlačí na vzduch, který má naopak tendenci ji vytlačovat z nádoby. V důsledku toho se tlak v nádrži zvýší, což způsobí vypnutí čerpadla.
Po určitou dobu, když voda proudí systémem, stlačený vzduch udržuje tlak. Tlačí vodu do přívodu vody.Když jeho množství v membráně klesne natolik, že tlak klesne na spodní mez, sepne se relé a čerpadlo se opět zapne.
Klasifikace podle oblasti použití
Nádrže pro zásobování vodou a pro topný systém by se neměly zaměňovat, takže při výběru musíte zjistit jejich účel. Pro jasnou identifikaci lakují výrobci hydraulické akumulátory pro vytápění červeně a pro zásobování vodou modře.
Některé však toto označení nedodržují, takže následující údaje mohou sloužit jako charakteristický rys zařízení:
- pro přívod vody bude maximální teplota použití hydraulického akumulátoru do 70 °C, přípustný tlak může dosáhnout 10 barů;
- zařízení určená do otopných soustav snesou teploty do +120 °C, provozní tlak expanzní nádoby často nebývá vyšší než 1,5 bar.
Všechny nejdůležitější parametry jsou uvedeny na ozdobném víčku (typovém štítku), který kryje bradavku.
Seznam funkcí, které hydraulická nádrž provádí v systému zásobování studenou vodou, je mnohem širší:
- Udržování rovnoměrného a konstantního tlaku v přívodu vody. Díky tlaku vzduchu se tlak po určitou dobu udržuje i při vypnutém čerpadle, dokud neklesne na nastavené minimum a čerpadlo začne znovu pracovat.Tlak v systému je tak udržován i při současném použití několika vodovodních armatur.
- Ochrana proti opotřebení čerpacího zařízení. Zásoby vody obsažené v nádrži umožňují používat zásobu vody po určitou dobu bez zapnutí čerpadla. To snižuje počet operací čerpadla za jednotku času a prodlužuje jeho provoz.
- Ochrana proti vodnímu rázu. Prudký skok v tlaku v přívodu vody při zapnutí čerpadla může dosáhnout 10 atmosfér nebo více, což negativně ovlivňuje všechny prvky systému. Membránová nádrž přebírá ráz a vyrovnává tlak.
- Tvorba zásob vody. Při výpadku proudu bude vodovodní systém ještě nějakou dobu dodávat vodu, i když jen krátkodobě.
Pro potrubí ohřívače vody se používají expanzní nádoby, které odolají vysokým teplotám.
Materiály pro hydropneumatická zařízení
Membrána expanzní nádrže je vyrobena z různých materiálů, které během provozu snesou různé teplotní rozsahy.
V hydraulických akumulátorech se používají:
- Přírodní kaučuk - NATURAL. Materiál může přijít do styku s pitnou vodou a slouží k akumulaci studené vody. Časem z něj může začít unikat voda. Odolává teplotám od -10 do 50 °C nad nulou.
- Syntetický butylový kaučuk - BUTYL. Nejuniverzálnější, voděodolný, používaný pro vodárenské stanice, vhodný pro pitnou vodu. Provozní teplota se může pohybovat od -10 do 100 °C.
- Syntetická pryž vyrobená z etylen propylenu - EPDM. Propustnější než předchozí, může přijít do styku s pitnou vodou. Přípustný teplotní rozsah je od -10 do 100 °C.
- SBR pryž se používá pouze pro technologickou vodu. Provozní teplota je stejná jako u předchozích značek.
Pro organizaci zásobování studenou vodou je nutné zvolit nádrže s baňkou vyrobenou z potravinářské pryže se zlepšenými elastickými vlastnostmi, které lépe absorbují vodní rázy a udržují stabilní tlak vody v systému.
Těleso nádrže je nejčastěji vyrobeno z legované oceli, odolné vůči korozi, z vnější strany potažené barvou a lakem. V prodeji najdete i nerezové nádoby, které jsou velmi odolné, ale také drahé.
Výpočet objemu nádrže před výběrem
K prodeji jsou nádrže o kapacitě od 24 do 1000 litrů. Který z nich zvolit, určí výpočty, jejichž výsledek by měl být zaokrouhlen nahoru. Při výběru nádrže s odnímatelnou membránou byste měli mít na paměti, že objem vody zabírá 30% celkového objemu nádrže, to znamená, že ve 100litrové nádrži bude zásoba vody přibližně 30 litrů.
Zvláštností malých nádrží je, že často nemají ventil na vypouštění vzduchu z gumové baňky. To může způsobit nepříjemnosti během provozu. Velké nádoby takový ventil mají a kromě toho, že vytvářejí větší zásobu vody, dokážou lépe udržovat stabilní tlak v systému.
Výpočet celkového objemu hydraulické nádrže pro uzavřený typ zásobování vodou se vypočítá pomocí následujícího vzorce:
Vt=K*Amax*((1+Pmax)*(1+Pmin))/(Pmax-Pmin)*(1+Pár),
Kde:
- Vt je celkový objem hydraulické nádrže;
- Amax – maximální možná spotřeba vody za minutu, litr;
- K – koeficient (viz tabulka), v závislosti na výkonu čerpadla;
- Pmax – nastavení relé při vypnutém zařízení, bar;
- Pmin – nastavení relé při spouštění zařízení, lišta;
- Pvzduch. – tlak v hydraulické nádrži (v její plynové dutině), bar.
Koeficient K lze určit z následující tabulky:
Někteří výrobci také počítají objem hydraulické nádrže odlišně:
Horizontální a vertikální orientace
Volba mezi vertikální a horizontální nádrží závisí na vlastnostech místnosti. Pokud je místnost malá nebo objem nádoby je působivý, nainstalujte vertikální nádobu, aby nezabírala mnoho místa.
Horizontální nádrž má menší kapacitu, lze ji zavěsit na zeď a zároveň slouží jako podpěra pro instalaci povrchového čerpadla. Pro jeho instalaci jsou k dispozici speciální upevňovací prvky. Velké nádrže se vyrábí pouze ve vertikálním provedení a instalují se na nohy.
Shrneme-li všechny výše uvedené skutečnosti, lze poznamenat, že výběr hydraulického akumulátoru musí být proveden mezi následujícími charakteristickými vlastnostmi:
- pracovní tlak;
- země výrobce;
- větší nebo menší objem;
- vyměnitelná nebo negumová membrána;
- membrána pro průmyslovou nebo pitnou vodu;
- Materiál pouzdra: nerezová nebo smaltovaná ocel.
Aby se předešlo potížím s výměnou součástí v budoucnu, je lepší zvolit nejoblíbenější modely zařízení. Gumové žárovky pro ně jsou vždy k dispozici ve volném prodeji, pokud potřebujete naléhavou výměnu, nebudete muset dlouho čekat na doručení.
Schémata zapojení pro hydraulické nádrže
Pro teplovodní systém instalace expanzní nádoby provádí se na úseku cirkulačního potrubí, sacího potrubí čerpadla, blíže k ohřívači vody.
Nádrž je vybavena:
- manometr, pojistný ventil, odvzdušňovací ventil - bezpečnostní skupina;
- uzavírací ventil se zařízením, které zabraňuje náhodnému vypnutí.
Ve vodovodním systému, kde je přítomno zařízení na ohřev vody, zařízení přebírá funkce expanzní nádoby.
V soustavě VN platí hlavní pravidlo kdy instalace hydraulického akumulátoru — instalace na začátku potrubí, blíže k čerpadlu.
Schéma zapojení musí obsahovat:
- zpětný ventil a uzavírací ventil;
- bezpečnostní skupina.
Schémata připojení mohou být velmi odlišná. Připojená hydraulická nádrž normalizuje provoz zařízení, snižuje počet startů čerpadla za jednotku času a tím prodlužuje jeho životnost.
Ve schématu s boostem benzínka jedno z čerpadel běží neustále. Tento systém je instalován pro domy nebo budovy s vysokou spotřebou vody. Hydraulická nádrž zde slouží k neutralizaci tlakových rázů a k akumulaci vody je instalována nádoba o co největším objemu.
Instalace expanzní nádoby
Před zahájením práce zkontrolujte hydraulický akumulátor, zda není poškozený.Zařízení je instalováno v odhlučněné místnosti při teplotách nad nulou. Aby byl přístup k vypouštěcímu kohoutku, uzavíracím ventilům atd., je ponechána vzdálenost od nádrže ke stropu a stěnám minimálně 0,6 m.
Je také nutné zajistit možnost plnění nádrže a vypouštění vody v místnosti. Upevňovací prvky a místo instalace musí vydržet 100% naplnění nádoby.
Hydraulický akumulátor by neměl být vystaven mechanickému a statickému zatížení, je nežádoucí, aby na něj narážely trubky a sestavy. Nádrž je přišroubována k podlaze pomocí pryžových těsnění. Na vstupu do hydraulické nádrže je instalován zpětný ventil a vypouštěcí ventil.
Uvedené kroky si vyžádala montáž potrubí hydraulického akumulátoru, která byla prováděna na denní ploše. Pro další akci se musíte přesunout do kesonu.
Po finální montáži systému zbývá pouze provést kontrolní zkoušky a spustit vodovodní okruh.
Vlastnosti nastavení hydraulického akumulátoru
Expanzní nádoby pro zásobování vodou se prodávají se standardním nastavením výrobce - často je tlak ve vzduchovém prostoru již nastaven na 1,5 baru.Přípustný tlak je vždy uveden na štítku a výrobce nedoporučuje odchýlit se od uvedených parametrů, zejména ve směru jeho zvyšování.
Než se přistoupí k seřízení, systém se odpojí od napájení a uzavřou se uzavírací ventily. Membránová nádrž se zcela vyprázdní vypuštěním vody - přesný indikátor tlaku lze měřit pouze tehdy, když je vodní oddíl prázdný.
Dále se odečte tlak pomocí přesného tlakoměru. Chcete-li to provést, sejměte ozdobný uzávěr z cívky a přineste zařízení. Pokud se tlak liší od požadovaného, je uveden do souladu čerpáním nebo odvzdušňováním přebytečného vzduchu.
Při nastavování tlaku v plynovém prostoru nádrže jej výrobce naplní inertním plynem, například suchým dusíkem. Tím se zabrání korozi vnitřního povrchu. Uživatelům se proto také doporučuje používat technický dusík pro zvýšení tlaku.
Nastavení tlaku v nádrži ve vodovodním systému
Tlak v uzavřené nádrži je vždy nastaven o něco nižší (o 10 %), než je úroveň tlaku při spouštění čerpadla. Nastavením tlaku v zařízení můžete upravit tlak vody. Čím nižší je tlak plynu v hydraulické nádrži (ale ne méně než 1 bar), tím více vody pojme.
V tomto případě bude tlak nerovnoměrný – silný, když je nádrž plná, a stále slabší, když je prázdná. Pro zajištění silného a rovnoměrného průtoku vody nastavte tlak v komoře vzduchem nebo plynem na 1,5 bar.
Nastavení hydraulické nádrže v obložení ohřívače vody
Expanzní nádrž, která se používá pro zásobování teplou vodou, by zpočátku neměla obsahovat vodu. Tlak v zařízení je nastaven na hodnotu, která je o 0,2 větší než horní práh vypnutí čerpadla.
Pokud je například relé nakonfigurováno tak, aby vypínalo zařízení při tlaku 4 bary, pak by měl být tlak v plynovém prostoru expanzní nádoby nastaven na 4,2 baru.
Nádrž instalovaná v potrubí ohřívače vody neslouží k udržování tlaku. Je navržen tak, aby kompenzoval expanzi při ohřevu vody. Pokud v něm nastavíte tlak na nižší hodnotu, tak v nádrži bude vždy voda.
Pravidla údržby hydraulické nádrže
Běžná kontrola expanzní nádoby spočívá v kontrole tlaku v plynovém prostoru. Dále je nutné zkontrolovat ventily, uzavírací ventily, odvzdušňovací ventil, zkontrolovat činnost tlakoměru a tlakový spínač vody. Pro zajištění celistvosti nádrže se provádí vnější kontrola.
Navzdory jednoduchosti zařízení expanzní nádrže pro zásobování vodou stále nevydrží věčně a mohou se rozbít. Typickými příčinami je prasknutí membrány nebo ztráta vzduchu bradavkou. Známky poruch lze určit častým provozem čerpadla a výskytem hluku ve vodovodním systému. Pochopení toho, jak váš akumulátor funguje, je prvním krokem ke správné údržbě a odstraňování problémů.
Instalace hydraulické nádrže otevřeného typu
Zařízení otevřeného typu se používá stále méně často, protože vyžaduje neustálý zásah uživatele do jeho provozu. Otevřená expanzní nádoba je neutěsněná nádoba, která slouží k formování tlak v přívodu vody, zásobník vody a zároveň slouží jako expanzní komora.
Nádrž je instalována nad nejvyšším bodem vodovodu, například v podkroví se voda do systému dostává samospádem. Každý metr, o který se zařízení zvedne, zvyšuje tlak v přívodu vody o 0,1 atmosféry.
Pro automatizaci procesu dodávání vody je nádrž vybavena plovákovým spínačem a je instalováno automatické relé, které zapíná a vypíná čerpadlo.
Tento způsob organizace zásobování vodou vyžaduje pravidelné sledování ze strany uživatele, jinak může voda zamrznout při teplotách pod nulou (pokud není místnost vytápěna). Tekutina se odpaří, takže ji budete muset neustále přilévat.
Navíc je takový kontejner objemný a neesteticky příjemný, vyžaduje v domě půdní prostor. Ale hlavní nevýhodou zařízení je, že nádrž není navržena pro práci v podmínkách vysokého tlaku vody v systému.
Závěry a užitečné video k tématu
Video #1. Vše o expanzních nádržích - klasifikace, účel, seřízení a příznaky problémů:
Video #2. Nesprávný provoz čerpací stanice je často spojen s poruchami hydraulického akumulátoru:
Video #3. Nuance výběru hydraulických nádrží pro zásobování vodou:
I ve fázi plánování a rozvoje vodovodního systému je nutné promyslet všechny zásadně důležité body a vypočítat všechny parametry. Pokud si nejste jisti neomylností svých výpočtů a správným výběrem hydraulické nádrže pro zásobování vodou, je lepší kontaktovat specialisty.
Většina firem, které prodávají profesionální vybavení, poskytuje konzultace nebo dokonce provádí kalkulace zdarma. To pomůže vyhnout se chybám a zbytečným výdajům.
Čekáme na vaše komentáře s příběhy o vašich vlastních zkušenostech s používáním expanzní nádrže, s otázkami, které vyvstaly během vaší kontroly poskytnutých informací. Zajímají nás vaše připomínky a případné návrhy. Materiál můžete komentovat v bloku níže.
Informace jsou prezentovány přístupným způsobem se všemi jemnostmi a funkcemi. Nemyslel jsem si, že nádrže pro zásobování vodou a pro topné systémy jsou tak odlišné. Neuvědomil jsem si, že je třeba je používat striktně k jejich zamýšlenému účelu, aniž by se jednalo o druhou. Všechno sežvýkali, dokonce i pomocí výpočtů vzorce. Myslel jsem, že instalace nádrže bude hračka, ale bylo by lepší kontaktovat instalatéra.
V článku je uvedeno: „U systému zásobování teplou vodou se instalace expanzní nádoby provádí v části cirkulačního potrubí, sacího potrubí čerpadla, blíže k ohřívači vody“ a ve schématu pod nádrží je napojena na rozvod studené vody. Není to souvislost nebo mi něco uniká? Můžeš vysvětlit?
Když mi instalovali teplovodní systém, tak mi montážníci řekli, že existují i bezmembránové akumulátory.Jsou levnější a podle jejich názoru lepší, protože neexistuje žádný takový prvek jako oddělovací membrána. Ale myslím, že když se najednou z hydroakumulátoru ztratí voda, tak odejde i všechen tlumící plyn. Rozumím tomu správně? Vysvětlete prosím, proč jsou pak lepší bezmembránové akumulátory?
Ahoj. Mají různé principy fungování:
1. Princip činnosti stanice s hydraulickým akumulátorem. Voda přes přívodní hadici, vybavenou nejčastěji hrubým filtrem a zpětným ventilem zabraňujícím odtoku vody, proudí ze zdroje do hydraulického akumulátoru. Když je membrána naplněna, v kombinaci s tlakem vzduchu v nádrži je odeslán signál do tlakového spínače a podle toho se čerpadlo vypne. Když v důsledku provozu vodárenské stanice tlak klesne na určitý bod, relé obdrží signál a znovu zapne čerpadlo.
2. Princip činnosti bez hydraulického akumulátoru je ještě jednodušší. Kohoutek se otevře, čerpadlo se automaticky zapne a začne čerpat vodu. Kohoutek se zavře a čerpadlo se vypne.
Pro vodovodní systémy, kde je málo uživatelů vody - 1-2 osoby, je možnost 2 docela vhodná, protože takové stanice jsou kompaktnější a voda v hrušce nestagnuje. Neexistuje však ani rezerva vody, která v akumulátoru zůstane při výpadku proudu, a pokud jej využívá vícečlenná rodina, tedy voda se spotřebuje ve větším objemu, dojde k rychlejšímu výpadku čerpadla z důvodu více intenzivní pracovní činnost.
Prosím, řekněte mi, co dělat, když po zapnutí vody začne nádrž cvakat a šipka na regulátoru přeskočí. Voda přichází a začíná.