Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Расширительный бак закрытого типа принцип работы: особенности закрытой системы, устройство и принцип работы бачка

Содержание

особенности закрытой системы, устройство и принцип работы бачка

Отопительная система — это сложная инженерная конструкция. Расширительный бачок является важным элементом системы. Рассмотрим подробно, для чего его используют в системе отопления, а также разберемся, как произвести расчет. 

 Содержание:

  1. Особенности закрытой системы
  2. Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему
  3. Устройство и принцип работы бачка
  4. Расчет расширительных бачков
  5. Устройство бачка самостоятельно

Особенности закрытой системы

В открытых контурах обогрева, которые контактируют с атмосферой, имеется проблема по расширению теплоносителя. Решить ее можно следующим образом:

  1. В самой высокой точке доме производится устройство емкости.
  2. При избыточном давлении лишняя жидкость будет перетекать в предварительно установленную емкость.
  3. После остывания жидкости она будет перетекать обратно в систему под действием атмосферного давления.
     

Главным минусом является необходимость завоздушивания системы, так как происходит испарение воды. Такой недостаток можно избежать при герметично-замкнутой системе обогрева. 

Расширительный бачок применяется для отопления закрытого типа, чтобы компенсировать расширение теплоносителя. В таком случае не будет прямого контакта с атмосферой.

Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему

В системе отопления повышается давление при нагревании теплоносителя. Вследствие этого может произойти разрушение трубопроводов и котла. Даже установка простого клапана, который может отводить избыточный объем теплоносителя в атмосферу не поможет решить проблему. Так как при охлаждении жидкость будет сжиматься, и на свободное место будет поступать воздух. А, следовательно, образовываться воздушные пробки, из-за которых будет нарушена циркуляция отопительной системы.

Единственным способом решения данной проблемы является установка расширительного бачка.
Благодаря своему объему бачок может обеспечить качественную работу контура.

Расширительные бачки для отопления закрытого типа отличаются по размеру и форме. Они могут быть как цилиндрические, так и в форме таблетки.

Устройство и принцип работы бачка

В сравнении с открытыми сосудами наиболее удобными являются мембранные баки, которые полностью герметичные. Для стабилизации давления внутри системы ХВС выпускаются гидроаккумуляторы синего цвета. Для исключения завоздушивания контура в системе отопления закрытого типа в обогревательных контурах устанавливают расширительный бачок красного цвета. А также его устанавливают для вывода лишней воды при нагревании.

Мембранные баки сходи по строению, но имеют некоторые отличия:

  • Расширительный бачок для отопления закрытого типа. Его разделяют резиновой перегородкой посередине. Обычно он имеет форму цилиндра. Но также выпускают бачки, которые имеют форму таблетки. Такие расширительные бачки применяют для небольших объемов теплоносителя.
    При нагреве воды происходит расширение теплоносителя, поэтому лишняя жидкость с легкостью перетекает в бак. 
  • В гидроаккумуляторе устанавливают резиновую грушу, которая с легкостью повторяет контуры внутренней камеры. 

Следует знать о запрете устройства красного мембранного герметичного бака после циркуляционного насоса.

Материалы, из которых изготавливают мембранные бачки:

В расширительном бачке для изготовления мембраны применяют техническую резину, а внутреннюю поверхность покрывают антикорром. В гидроаккумуляторе мембраны изготавливают из пищевой резины, а форма должна не пропускать воды. Таким образом, контакт металлического корпуса с водой исключается.

Если установить красный мембранный бачок для системы ХВС, то вода не будет соответствовать санитарным нормам. А если устроить синий бачок, который не походит для горячей воды, то снизится работа системы.

Расчет расширительных бачков

Для того чтобы рассчитать расширительный бак необходимо посчитать общий объем всей системы. Он равняется сумме объемов: отопительного котла, трубопроводов и приборов отопления. Для того чтобы определить объем радиатора и котла не нужно производить никаких расчетов, так как значение указывается на паспорте оборудования. Чтобы рассчитать объем трубопроводов нужно узнать площадь внутреннего сечения труб, а затем умножить ее на длину. Если же в отопительной системе установлены трубопроводы с разным диаметром, то следует каждую трубу рассчитать по-отдельности, а полученные объемы сложить.

Расширительный бачок должен обеспечивать увеличение объема жидкости примерно на 10%. Если объем теплоносителя составляет 400 литров, то объем вместе с расширительным баком должен составить 440л. Следовательно, объем бачка должен быть 40 литров. Но такой расчет является приблизительным и может сильно отличаться от реального, поэтому лучше произвести точный расчет. В интернете есть много калькуляторов, которые в онлайн режиме произведут расчет расширительного бачка. Для более точного результата лучше использовать несколько калькуляторов.

 

Устройство бачка самостоятельно

Для предотвращения гидроударов внутри отопительной системы необходимо придерживаться следующим правилам при установке расширительного бачка:

  1. Нельзя производить врезку после устройства циркуляционного насоса.
  2. Для возможности регулирования давления необходимо обеспечить доступ к запорной арматуре. 
  3. В трубопроводах контура должно отсутствовать статическое давление.

Выгодным вариантом считается расширительные бачки на обратке впереди котла. Для установки напольного типа продаются специальные подставки, а для настенного следует применять кронштейны. Бывают кронштейны, которые заранее приварены к корпусу, а также бывают отдельные, которые входят в комплект и их нужно собрать самостоятельно. 

Если понадобится заменить мембраны, то необходимо будет полностью разобрать всю систему. Чтобы этого избежать, можно накрутить шаровой кран на патрубок расширительного бачка. Таким образом, можно будет снять бачок без разборки.  

Общая схема устройства выглядит следующим образом:

  • В первую очередь распаковывается расширительный бак;
  • Производится установка резьбового фитинга;
  • Устройство шарового крана;
  • Если кронштейн заранее не установлен, то необходимо собрать его и прикрепить ленточным хомутом;
  • Установка бачка в зависимости от типа;
  • Далее необходимо слить теплоноситель, а затем сбросить давление из отопительной системы;
  • Обвязать композитной стальной или полимерной трубой;
  • Произвести опрессовку рабочим давлением;
  • Отрегулировать давление в воздушной камере при необходимости. Сделать это можно при помощи автомобильного насоса.

Для более точного положения расширительного бака изготавливают кронштейны с группой безопасности, которые облегчают монтаж.

Для качественной герметизации резьбовых соединений не рекомендуется использовать ленту ФУМ. Более качественным вариантом будет подмотка Унипак.

Расширительный бачок является незаменимой частью отопления закрытого типа.

Читайте также:

принцип работы в системе и объем, как подобрать бачок, самодельное устройство

Обязательным элементом отопления является расширительный бак.

Такое оборудование предназначено

для регулирования давления в системе, благодаря своему особому свойству — способности поглощать лишний объём воды, который образуется путём расширения теплоносителя при его нагревании.

При этом трубопроводы не поддаются чрезмерному давлению с вытекающей из этого разгерметизацией и, соответственно, служат бесперебойно долгие годы.

Расширительный мембранный бак закрытого типа

Учитывая функциональные особенности расширительного резервуара, можно выделить два вида конструкции, по которым различают вышеописанные устройства:

  1. Открытый, главным минусом которого является необходимость утепления прибора.

В противном случае такое оборудование, часто устанавливающееся на крыше, просто замерзает вместе с соединяющей его трубкой, что может привести к взрыву всей системы отопления.

  1. Закрытый, который является более современным вариантом бака.

Принцип работы

При незаполненной ёмкости эластичная мембрана занимает небольшую часть объёма, в противовес воздуху, который оккупирует оставшуюся долю. После того, как вода достаточно нагрелась, она попадает в щель между мембраной и корпусом, находясь там до остывания. После снижения температуры уменьшается и объем теплоносителя, который потом выдавливается назад в систему сжатым воздухом бака.

Описание устройства

Расширительный бак имеет герметичный металлический корпус и внутреннюю резиновую мембрану. Она разделяет бачок на две части — воздушную камеру с заполненным газом (азотом) и водную, для поступающего теплоносителя.

Фото 1. Расширительный бачок Cash Acme с резиновой мембраной внутри, разделяющей устройство на две части.

Снизу имеется отверстие для того, чтобы подключать бак к общей системе, а вверху корпуса расположен ниппель, который служит для регулирования давления воздуха.

Справка! Чтобы компенсировать расширения теплоносителя при нагревании, можно использовать этиленгликолевую смесь, с величиной концентрации максимум 50%.

Объём

Неправильно подобранный объём расширительного бака может привести к проблемам при эксплуатации отопительной системы. В слишком маленьком резервуаре будет часто срабатывать предохранительный клапан, выпуская теплоноситель наружу, а чересчур большой объём послужит причиной лишних финансовых затрат и нецелесообразным захватом свободного пространства.

Внешний вид

Расширительные баки могут быть двух типов установки:

  • горизонтальные;
  • вертикальные.

Обычно их корпус имеет капсулоподобную или плоскую форму объёмом от 1 до 10 000 литров с возможностью дополнительного крепления.

Достоинства:

  • безопасность, включая чистоту воды;
  • небольшие эксплуатационные расходы;
  • лёгкий монтаж и возможность установки в какой угодно части дома;
  • надёжность и удобство в использовании;
  • предотвращение перелива жидкости из бака;
  • эксплуатация при любом виде воды;
  • сохранность тепла без потерь;
  • минимальный приток воздуха;
  • натуральная резина мембраны, которая допускается и при питьевом водоснабжении;
  • долговечность бака, благодаря отсутствию прямого контакта с водой и воздухом.​

Недостатки:

  • нарушение герметичности стыков может привести к завоздушиванию системы отопления;
  • проблематичность размещение резервуаров большого объёма;
  • необходимость дополнительного крепления.

Где устанавливают и как подобрать место?

Расширительный бак разрешается устанавливать в каком угодно месте отопительной системы. Главное — его доступность.

Однако предпочтительней будет подсоединение аппарата к обратному трубопроводу (обратке), так как именно там минимальная нагрузка на мембрану за счёт сниженной температуры теплоносителя.

Вам также будет интересно:

Как правильно установить?

При установке расширительного бака существует несколько простых рекомендаций, выполнение которых способствует надёжности рабочего процесса:

  • соблюдение герметичности: ёмкость нельзя разбирать — бак просто подсоединяется к трубопроводу, расположенному вблизи котла;
  • установка предохранительных устройств для предотвращения роста давления;
  • подключение бачка до разветвления;
  • поддержание стабильно плюсовой температуры;
  • крепление оборудования на несущую стену;
  • установка аппарата с объёмом больше 30 литров на пол;
  • установка манометра на выходе бака;
  • подключение обратного клапана на входе ёмкости при отсутствии насоса.

Фото 2. Расширительный бак красного цвета объемом менее 30 литров монтирован к несущей стене.

Как выбрать бачок для системы отопления?

Для нормального функционирования отопительной системы необходимо подобрать расширительный бак, соответствующий всем параметрам.

Важно! Устройства, предназначенные для отопления — красные, а для водоснабжения — синие.

Параметры, по которым можно выбрать конструкцию:

  • Объём. Подбор расширительного агрегата осуществляется с учётом общего объёма теплоносителя для отопительной системы.

Если в качестве теплоносителя выступает вода, то объем бака должен равняться 10% от её величины, а при использовании антифриза15%.

К примеру, на 100 литров воды нужен 10-литровый бак, а на 100 литров антифриза —15-литровый.

Внимание! Первый показатель неправильно подобранного аппарата или его ошибочной настройки является постоянное срабатывание предохранительного клапана.

  • Выбор резервуара совершается, учитывая особенности отопительной системы с твердотопливным котлом. При его работе контроль над выбранной температурой затрудняется и теплоноситель может легко превысить заданный режим.

При таком процессе происходит резкое повышение объёма теплоносителя, для которого нужна расширительная ёмкость с запасом. Поэтому стандартный расчёт показателя бака умножается на 2.

  • Мембрана. Бывает сменной (фланцевой) или несменной.

Преимущества фланцевой мембраны:

  • возможность замены через фланец при механических повреждениях;
  • агрегаты с такой мембраной бывают двух видов — горизонтальные и вертикальные, что значительно экономит пространство;
  • фланцевая мембрана выдерживает большее давление, чем несменная.

Плюс несменной мембраны — экономичность, благодаря жёсткому креплению по периметру бака.

  • Материал. Выбор бака следует остановить на качественных материалах двух основных компонентов:
  • Мембраны. Основные характеристики: диапазон рабочих температур, длительность срока службы, гигиенические и санитарные требования, динамичность и устойчивость к высоким температурам.
  • Корпуса, которому для длительной работы необходим прочный и надёжный металл, к примеру, высококачественная углеродистая сталь, с порошковой окраской.
  • Этикетка. На ней должна быть краткая техническая характеристика расширительной ёмкости, где указывается максимально допустимое давление, температурный диапазон, тип мембраны и модель бака с серийным номером.
  • Производители. Лидерами в изготовлении расширительных аппаратов считаются Италия и Германия.

Однако многие модели представлены на рынке отечественными производителями, что положительно влияет на ценовую политику при неизменно хорошем качестве и простом принципе работы.

  • Примерная стоимость. В зависимости от страны-производителя и объёма, цена расширительной ёмкости будет колебаться в пределах 20 долларов за 5-литровый бак и 265 долларов за 300-литровый.

Самодельная конструкция

Подходящий прибор допускается изготовить самостоятельно, придерживаясь нескольких советов:

  • Самодельный бак можно сварить из 2,5 мм листовой стали. Как вариант, подойдёт металлическая ёмкость из-под краски или лака, при условии соблюдения толщины стенок. Идеальная альтернатива — нержавеющий бачок от старой стиральной машинки на 10–15 литров (но не менее положенных норм).
  • При использовании готовой тары необходимо очистить её от остатков горючих материалов путём выпаривания.

Фото 3. Самодельный расширительный бачок для системы отопления закрытого типа, изготовлен из листов нержавеющей стали.

  • Покрасить оборудование — внутри водостойкой краской, а снаружи эмалью для антикоррозионной защиты.
  • После высыхания корпуса, приварить штуцеры для подключения аппарата к трубам отопительной системы на высоте 5–11 см от дна.
  • Прорезать верхний люк с креплением на болтах для внутренней очистки агрегата.
  • Сделать герметичное отверстие с приваренным на него стальным штуцером для проверки уровня воды щупом (металлическим прутом с делениями).
  • Нарезать резьбу на штуцере и сделать крышку с резиновым уплотнением для закрытия отверстия.
  • Подключить ёмкость к магистрали.

Полезное видео

В видео рассказывается, в каком месте лучше устанавливать расширительный бачок и дается несколько советов по его монтажу.

Обслуживание и эксплуатационная техника безопасности

Расширительный резервуар — важный элемент системы отопления, который нуждается в:

  • обслуживании — проверка раз в полгода на наличие механических повреждений, соответствующего давления и целостности мембраны;
  • соблюдении техники безопасности — подключать к системе с помощью специалистов, не превышать допустимые нагрузки, выполнять демонтаж при отключённой системе со слитой водой и не изменять заводскую конструкцию.

Следование несложным правилам обеспечит полноценную и длительную работу расширительного бака.

Расширительный бак — принцип работы, виды, монтаж и обслуживание

Расширительный бак — важное звено отопительной системы. В данной статье мастер сантехник расскажет о предназначении этого устройства, принципе его работы и способе подключения, а также рассмотрим ключевые критерии выбора мембранного бака для частного дома. Предназначение и принцип работы
В процессе функционирования системы отопления наблюдаются частые изменения температуры теплоносителя: она то скачет вверх, то, наоборот, уменьшается. При этом изменяется и объем жидкости. Когда жидкость нагревается, показатели давления в сети увеличиваются, подобное явление может спровоцировать образование гидроударов и разрушение отопительного прибора. Во избежание таких неприятных ситуаций, излишнее количество теплоносителя вытесняется в расширительный бак. Нужно установить предохранительный клапан
, через который будет уходить лишнее количество воды.

Принцип функционирования расширительного бака базируется на том, что когда показатели температуры теплоносителя увеличиваются на 10°С, его объем возрастает на 0,3-0,4 %. Поскольку жидкость не сжигается, образуется избыток давления, который направляется именно в расширительный бак.

Видео

В сюжете — Принцип работы расширительного бака


В сюжете — Зачем второй расширительный бак в отоплении


Обслуживание расширительного бака

Для того, чтобы расширительный функционировал максимально долго, без сбоев и неполадок, нужно соблюдать требования, выдвигаемые к обслуживанию устройства:

  • Осуществляйте проверку бака на на случай образования возможных повреждений — подтеки, ржавления и т.д.;
  • Раз в несколько месяцев нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю;
  • Следите за целостностью мембраны. Если обнаружите какие-либо нарушения, то сразу замените ее;
  • Если вы не эксплуатируете бак на протяжении длительного времени, то слейте из него воду и храните устройство в сухом месте.

Для того, чтобы осуществить проверку расширительного бака отопления, первым делом отключите его от системы отопления, затем опустошите его и к ниппелю газовой плоскости подсоедините манометр. Если показатели давления ниже того, что было установлено в процессе установки расширительного бака, то через этот же ниппель надо накачать бак компрессором.

Мембрана — важный элемент, поэтому ее проверкой не стоит пренебрегать. Если во время проверки давления газового пространства, после того как вы слили воду, через дренажный кран продолжает поступать воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного, то вывод очевиден -мембрана пробита.

Для осуществления замены этой детали, в первую очередь, нужно отсоединить бак от системы отопления, а затем дренировать его. На следующем этапе надо сбросить давление газовой полости через ниппель и демонтировать фланец мембраны и достать саму мембрану. После этого, проверьте внутреннюю часть корпуса на наличие загрязнений и коррозийных процессов. В случае обнаружения — промойте корпус водой и высушите.

Видео

Подводя итог, можно прийти к выводу, что расширительный бак является неотъемлемым звеном отопительной системы. Для того, чтобы устройство максимально эффективно функционировало, не стоит пренебрегать правилами установки и эксплуатации.

принцип работы и установки мембранного бачка закрытого типа

Из-за физических свойств различных теплоносителей их невозможно сжать. Все попытки даже незначительного уменьшения объёмов приводят к значительному увеличению давления. Вода в процессе нагрева в температурном диапазоне 20–90° C начинает расширяться. Из-за этой особенности необходимо дополнительное место в отопительной системе для удаления излишков теплоносителя.

С этой целью были разработаны расширительные баки для отопления, которые позволили обеспечить дополнительную безопасность и надёжность всех узлов оборудования. На сегодняшний день рассматривают всего два типа компенсирующих устройств:

  • закрытые расширительные бачки для отопительной системы;
  • открытая расширительная ёмкость для топления.

Но для большего осознания данного вопроса нужно провести сравнительную характеристику: принципа работы, конструкции, расчёта объёма и проведения монтажа расширительных различных бачков.

Особенности работы расширительного бака

Использовать расширительные баки для отопления открытой конструкции целесообразно в отопительных системах, работающих по естественному принципу циркуляции теплоносителя. В таком отоплении не предусмотрено дополнительных устройств, влияющих на скорость перемещения воды в контуре. Все процессы происходят по законам физики. Поэтому при нагреве одного объёма воды до высоких температур её количество значительно увеличивается.

После увеличения объёмов теплоносителя он начинается вытесняться под собственным давлением в расширительную ёмкость. В итоге в отопительной системе количество воды остаётся неизменным, так как её излишки находятся в дополнительном резервуаре. После прекращения нагрева воды котлом она остывает и, естественно, уменьшается в объёме. При этом снижается уровень давления в системе отопления и вытесненный теплоноситель из расширительного бака возвращается обратно.

Вне зависимости открытая или закрытая конструкция расширительного бачка все они используются с одной целью – компенсация расширения теплоносителя в процессе нагрева. При этом большое значение имеет месторасположения ёмкости в отопительном контуре. Она должна размещаться в пиковой точке, в которую устремляется воздух, накапливаемый в трубопроводе. Благодаря такой особенности в открытой отопительной системе можно в автоматическом режиме избавляться от воздуха, который образовывает пробки, в радиаторах снижая эффективность отопления.

Расширительные мембранные бачки для закрытой отопительной системы функционируют немного иначе открытых аналогов. Их работа происходит в герметическом контуре, а циркуляция теплоносителя по принудительному принципу. Для обеспечения движения воды по трубопроводу в такой системе используется циркуляционный насос. В отличие от негерметичной ёмкости вытесненный в резервуар теплоноситель не возвращается в трубопровод по физическому закону, а вытесняется обратно в контур за счёт давления воздуха в камере.

Особенности открытого и закрытого бака

Конструкция расширительного бачка открытого типа достаточно простая. Это металлическая ёмкость, форма которой может быть как прямоугольной, так и цилиндрической. Она обязательно оснащается отверстием, предназначением которого является пропускание воды из контура в ёмкость и в обратном направлении. Также конструкция может дополняться необязательными трубками:

  • Для удаления жидкости из расширительного бачка. Это необходимо в ситуации, когда в бачок было залито слишком много теплоносителя из-за чего при работе отопительной системы вода в процессе нагрева будет вытекать за пределы открытого резервуара. В свою очередь, патрубок, который подключён непосредственно к канализации, позволяет избежать этой неприятности.
  • Для заливки воды в расширительные баки для отопления. Подсоединение этого патрубка выполняется к трубе холодного водоснабжения и, в случае, если объем теплоносителя в резервуаре понизиться до минимального уровня, вода в автоматическом режиме поступает из водопровода в бак.

Конструкция закрытого расширительного бачка для системы отопления намного сложнее открытого аналога. В первую очередь, такое устройство отличается цветом. Бак для отопительной системы окрашивается красной краской. Существуют и другие герметические ёмкости синего цвета, которые предназначаются для холодного водоснабжения. При этом расширительные мембранные баки для закрытой отопительной системы состоят из следующих элементов:

  • Герметический корпус из металла плоской или цилиндрической формы. Часто применяются модели разборного типа.
  • Резиновая мембрана, разделяющая внутренний отсек на два независимых резервуара.
  • Воздушная камера, в которой размещается воздух под определённым давлением. Регулировка уровня давления воздуха производится обычным насосом через специальный ниппель.
  • Ёмкость для воды, соединённая с отоплением, чтобы теплоноситель свободно входил и выходил из расширительного бачка.

Отдельно хочется рассмотреть крепление резервуара. Закрытые расширительные мембранные бачки крепятся на стене, посредством специальных ушек с отверстиями, закреплённых на корпусе. Зачастую можно повстречать изделие вообще без крепления, и тут каждый выкручивается, как может.

Как рассчитать объем расширительного бака?

Если не углубляться в сложные математические вычисления и запутанные формулы, которые попросту не нужны человеку, можно пойти простейшим путем. Расширение жидкости в процессе нагрева происходит приблизительно на 5%. Исходя из этого, нужно и производить расчёты. Естественно, лучше подстраховаться и исходить из цифры 10%.

Оптимальной считается ёмкость, которая будет немного больше, чем её объёма будет не хватать. Это не нарушает никаких норм и правил, предустановленных производителями компенсаторов для отопительных систем. Очень часто домовладелец может и не подозревать, что в его системе отопления установлен расширительный бачок закрытого типа, объем которого меньше необходимого.

Чтобы быть осведомленным в этом вопросе, нужно рассмотреть проведение всех расчётов на простом примере. Поэтому далее будут рассмотрены ситуации, если расчёт объёма бака для открытой и закрытой системы отопления был произведён неправильно, и первым претендентом будет расширительный резервуар открытого типа:

  • При несоответственном объёме бака после заполнения ёмкости до краёв теплоноситель начинает вытекать через верх. Хорошо если резервуар оснащён сливным патрубком, который будет задействован при каждом включении котла.
  • После того как теплоноситель остынет, произойдёт его уменьшение, что приведёт к попаданию в отопительную систему воздуха. Это повлечёт за собой то, что каждый раз при включении и выключении котла придётся избавляться от воздушных пробок в батареях.

Естественно, в этом нет ничего страшно, но приятного всё же мало.

В случае с расширительным бачком закрытого типа дело состоит немного иначе:

  • После того как водный резервуар будет полностью заполнен, в баке начнёт резко увеличиваться давление.
  • Если давление достигнет критических значений, произойдёт срабатывание аварийного клапана и теплоноситель будет выброшен наружу автоматически. Если показатели уровня давления не достигнут критических значений, то ничего произойдёт.
  • После остывания теплоносителя произойдёт резкое падение давления. При этом уровень жидкости будет настолько малым, что создаваемого им давления будет недостаточно для включения котла.

Естественно, к такому результату может привести и слишком высокий уровень давления в воздушной камере закрытого расширительного резервуара мембранного типа.

Где устанавливать расширительную ёмкость?

В открытой системе отопления монтаж расширительного бака должен выполняться в наивысшей точке, и никак иначе. При этом в большинстве случаев резервуар размещают в следующих местах:

  • на подающей трубе непосредственно за котлом;
  • на трубе возврата теплоносителя;
  • на самом отдалённом стояке.

При этом различаться может не только место установки бачка, но его конструкция. В некоторых случаях комбинируют несколько вариантов.

Закрытый расширительный мембранный бак в отоплении может устанавливаться в любом месте контура. Исключением является участок непосредственно за циркуляционным насосом. Это обусловлено тем, что насосом происходит постоянное нагнетание повышенного давления, которое распределяется по всей системе отопления.

Установка расширительного резервуара

В закрытом контуре отопления установка бака должна происходить на обратном потоке рабочего теплоносителя, перед тем как он начнёт повторно нагреваться. При этом пространственное расположение расширительного резервуара не имеет большой важности:

  • вертикальное размещение бака;
  • горизонтальная установка резервуара;
  • ниппель смотрит вверх;
  • направление ниппеля повёрнуто вниз.

Рассмотренные варианты соответствуют всем требованиям и нормам отопления, но если есть возможность, то бачок лучше располагать вертикально, чтобы ниппель выходил вниз.

Разобравшись с разными типами расширительных бачков для открытой и закрытой системы отопления, домовладелец сможет обезопасить себя от множества неприятностей в зимний период года, когда постоянно нужно подогревать своё жильё.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Мембранные расширительные баки для отопления – устройство, принцип работы и советы по выбору

Всякая система отопления подвержена резким перепадам температуры, приводящим к изменению объема теплоносителя. Последнее чревато авариями, ввиду чего нужно сделать все возможное для предупреждения подобных ситуаций. Для этого производится монтаж особого агрегата — мембранного расширительного бака, встраиваемого в отопительный контур.

Расширительный бак: ликбез

Когда температура теплоносителя повышается, в контуре системы отопления и котлах происходит увеличение давления; динамика обуславливается повышением объемов проходящих жидкостей. Поскольку вода не может сжиматься, а система отличается герметичностью, следствием становится выход из строя трубопроводных конструкций.

Нередко устанавливают клапан, который выдавливает лишний объем нагретого носителя. Однако охлажденная вода сжимается, и вместо нее попадают воздушные массы, из-за чего возникают проблемы с циркуляционными процессами. Воздушные массы нужно будет регулярно выводить.

Из-за подобных проблем с отоплением рекомендуется установка в систему расширительного бака. По конструкции —это емкость, которая с помощью трубопроводной линии подключается к системе. Лишний напор компенсируется за счёт объема, что и обеспечивает бесперебойную и беспроблемную работу контура.

Расширитель «берёт на себя» некоторое количество воды при возрастании объема и давления; когда показатели возвращаются к норме, жидкость отправляется обратно. 

Среди преимуществ:

  • Возможность применения вне зависимости от типа рабочей жидкости (даже в случае, если состав содержит много кальция).
  • Возможность синхронизации с системами, с циркулирующей питьевой водой.
  • Большой полезный объем вытеснения (если сравнивать с обычными агрегатами, не имеющими мембранных элементов).
  • Подкачка воздушных масс практически не требуется.
  • Незамысловатая установка и простой уход, не требующий серьезных расходов.

Конструкционные особенности

Выделяют отопительные системы открытого и закрытого типа. Вторые считаются более надежными, поэтому используются чаще. При анализе мы будем ориентироваться на них.

На системах закрытого типа расширительный бак с мембраной устанавливается внутри. Он представляет собой устройство, включающее емкость для жидкости и изготовленную из резины мембрану; выделяют баллонный и диафрагменный типы мембран.

В первом случае теплоноситель находится во внутренней части баллона (а снаружи — азот либо воздушные массы). Преимущество — возможность замены при износе элемента. Диафрагменный тип не отличается подобным достоинством: тогда изделие представляет собой не подлежащую демонтажу перегородку, сделанную из тонкого металла либо отличающегося высокой эластичностью полимерного материала.

Диафрагменные мембраны не отличаются большой емкостью, обеспечивают компенсацию лишь небольших изменений уровня давления. Однако стоят они существенно дешевле, чем баллонные.

Принцип работы

Уровень газового давления выставляется согласно инструкции к устройству. Вид мембраны не оказывает принципиального влияния на принцип работы оборудования, однако если последнее относится к баллонному типу, в агрегат можно поместить большее количество теплоносителя (жидкости). 

Можно выделить общие принципы работы:

  • При возрастании напора жидкости ввиду расширения происходит растягивание мембранного элемента.
  • Затем происходит сжатие газа, который находится на противоположной стороне, ввиду чего остатки воды попадают вовнутрь расширительной емкости (бака).
  • При падении давления сети — жидкость остывает, что обеспечивает обратный эффект.

Регулировка постоянного напора в системе происходит автоматически. Для обеспечения стабильности работы важно разумно выбрать бак, предварительно рассчитав его характеристики в соответствии с системой.

Подходящего уровня давления нельзя будет достичь, если бак будет иметь слишком большой объем. Наоборот: если он будет обладать слишком малым объемом, то не сумеет вместить излишки теплоносителя. В обоих случаях есть риск столкнуться с аварийной ситуацией.

Выбор оборудования

Естественно, для обеспечения бесперебойной работы расширительного бачка необходимо принимать во внимание не только объем, но и другие параметры, характеристики. 

Среди основных критериев:

  • Мембранный элемент должен отличаться стойкостью к серьезным перепадам температуры и давления.
  • Мембранный элемент должен отвечать гигиеническим и санитарным нормам.
  • Способ монтажа бака (учитывайте, что расширительное оборудование может монтироваться как на пол, так и на стену).

В рыночном пространстве есть немало моделей, при том как от отечественных, так и от зарубежных брендов. Не стоит отдавать предпочтение излишне дешевым устройствам, поскольку они могут быть изготовлены из материалов низкого качества.

Не нужно полагать, что зарубежная продукция всегда превосходит отечественную по характеристикам. При потребности приобрести недорогой бак в Москве, обратите внимание на такое расширительное мембранное оборудование, как представленные в нашем каталоге бак расширительный мембранный для котлов CP387/10 Л CIMM и мембранный для водоснабжения 20 Л STOUT: цены на них сравнительно невысоки.

Выше уже было указано, что одним из ключевых критериев выбора будет объем. Специалисты советуют отдавать предпочтение бакам, размер которых находится в пределах десяти процентов от суммарного объема жидкости отопительной системы. Подобная рекомендация обусловлена тем, что коэффициент теплого расширения даже при самом серьезном нагревании не превышает восемь сотых.

В одном случае оказывается достаточно такой модели, как мембранный бак для водоснабжения WAO 50 Л WESTER. В другом требуется серьезное оборудование, как агрегат для водоснабжения 750 Л STOUT.

Расчеты производят с учетом следующих характеристик:

  • Предельное допустимое давление.
  • Суммарный объем рабочей жидкости (теплоносителя).
  • Изначальный уровень давления в бачке.
  • Коэффициент теплового расширения.

Перед покупкой необходимо принять во внимание все элементы системы, просмотрев документы (почти всякий серьезный спецпроект имеет подробное техническое описание). Можно выполнить подробный расчет, учитывая, что на один киловольт приходится порядка пятнадцати литров жидкости. Коэффициент теплового расширения при необходимости можно определить за счёт анализа состава воды. Подчас она может содержать гликоли, которые влияют на ее свойства.

При необходимости коэффициент вычисляется по температурным показателям рабочей жидкости. Предельное давление высчитывается с учетом минимальной величины, которая допустима для узлов. Изначальное давление, в случае с охлажденным теплоносителем, равняется минимальному давлению. Иногда происходит регуляция при помощи накачки либо стравливания воздушных масс. Уровень давления в баке можно контролировать посредством прибора, позволяющего проводить анализ, — манометра.

Также нужно учитывать, что имеющий мембрану бак можно использовать далеко не всегда: принимайте во внимание конструкционные особенности, лежащий в основе расширительного бачка материал. Например, продукция некоторых брендов ориентирована на конкретные условия эксплуатации (которые могут касаться состава рабочей жидкости, циркулирующей по системе). Не всегда допустимо наличие теплоносителя с высоким уровнем антифриза и этиленгликоля в составе. Воспрещается применение расширительных баков, когда превышения максимальных показателей уровня давления. Важно установить группу безопасности, обеспечивающую ограничения и контроль работы.

Установка

Конечно, всегда лучше обратиться к компетентному мастеру, который выполнит монтаж; однако при наличии базовых навыков осуществить установку можно самостоятельно. 

Среди базовых правил, которые нужно принимать во внимание:

  • Нельзя устанавливать расширительный бак в помещениях, температура которых может опускаться ниже нуля.
  • Устройство может быть установлено в любом узле системы отопления до разветвления.
  • Важно грамотно зафиксировать бачок, поскольку после наполнения резервуар становится достаточно тяжелым.
  • Необходимо обеспечить герметичность всех сочленений; при этом воспрещается использовать герметики, ухудшающие трение между корпусной частью и мембраной.
  • Бачок нельзя располагать на выходной трубе невдалеке от котельного оборудования.
  • Если суммарный объем емкости превышает тридцать литров, нельзя закреплять ее на несущих конструкциях (подобное оборудование предполагает напольный монтаж).

Также можно дать несколько более конкретных советов по монтажу:

  • Патрубок должен иметь в окружности три четверти, а значит, необходимо присутствие аналогичного канала резьбы в обратке.
  • Установку производят лишь после того, как объект подготовлен: другие составляющие системы или сторонние предметы не должны мешать монтажу.
  • Необходимо свести к нулю внешнее давление.
  • Полезными будут специальные прокладки, отличающиеся стойкостью к колебаниям температуры и давления.
  • Для обеспечения возможности регуляции давления в газовом отсеке желательно, чтобы расширитель имел воздушный клапан.

Важно проводить монтаж грамотно, поскольку в противном случае придется столкнуться с серьезными неполадками впоследствии — вплоть до критичных аварий.

Важно правильно подсчитать предельное давление в газовом отсеке, которое составляет около 9/10 от критического. Если отопительная система относится к типу закрытых, сразу после включения на мембранный элемент будет оказано высокое давление.

Первое первые пару лет использования системы желательно регулярно производить проверку и при необходимости производить замену.

Расширительный бак для отопления — как выбрать, принцип работы, характеристики

Эксплуатация закрытой централизованной и автономной теплоснабжающей системы требует установки расширительного бака. При нагревании жидкость, выступающая в роли теплоносителя, увеличивает свой объем. Изменение количества циркулируемого теплоносителя требует врезки в трубопровод специальных емкостей.

Конструктивные характеристики и принцип работы расширительного бака

Расширительный бак представляет собой специальную металлическую емкость, которая подключается к централизованной или автономной теплоснабжающей системе. Основное его функциональное назначение – снижение давления за счет приема излишков жидкости и устранение расширения циркулируемого теплоносителя.

Установка расширительного бака позволяет избежать значительного повышения давления внутри системы и гидравлического удара, который может привести к повреждению основных конструктивных элементов и узлов инженерной системы, разрыва трубопровода и кранов, а также других неблагоприятных последствий для отопления.

Принцип функционирования бака достаточно прост. Поднятие температуры циркулирующего теплоносителя на 10 градусов приводит к постепенному увеличению его объема на 0,3 процента, что обуславливает повышение давления в системе отопления. Резервуар с легкосжигаемой субстанцией (воздухом) дает возможность его компенсировать, что минимизирует риск гидроудара.

Монтаж расширительного бака для отопления целесообразен для закрытых систем с постоянным объемом циркулируемой жидкости. Резервуары для излишков воды в контуре теплоснабжения устанавливаются в открытых системах, которые контактируют с атмосферными воздушными массами, также в централизованных системах с верхним разливом.

Основное назначение бака:

  • устранение излишков циркулирующего теплоносителя, образуемых при расширении воды при нагрев;
  • контроль гидростатического давления в инженерной системе;
  • пополнение системы недостаточным объемом теплоносителя при снижении его температуры;
  • удаление и выведение из трубопровода воздуха и насыщенных паров, образуемых при работе отопительного котла.

Виды и характеристики расширительных баков

Расширительный бак обеспечивает стабильную эксплуатацию и долгий срок службы отопительной жидкостной системы, поэтому к его выбору важно отнестись внимательно. Для разных систем теплоснабжения используются определенные типы емкостей для приема избытка теплоносителя.

В зависимости от конструктивного исполнения выделяют расширительные баки двух типов:

  • Открытые баки. Прямоугольные или цилиндрические резервуары, монтаж которых осуществляется в верхней точке инженерной системы (к примеру, на чердаке жилого дома или промышленного объекта). Бак оснащается двумя патрубками для приема и выведения излишков теплоносителя;
  • Закрытые баки. Металлический резервуар в форме шара или овала, разделенный на две секции крепким эластичным мембранным полотном. При поступлении жидкости внутрь бачка мембрана медленно расширяется, что приводит к вытеснению воздуха из резервуара через регулирующий клапан. При падении давления в системе теплоснабжения мембранное полотно сужается, что обуславливает «выдавливание» теплоносителя обратно в трубопровод

Открытый расширительный бак для отопления используется только для систем теплоснабжения, не подключенных к циркуляционному насосу. Основными его недостатками являются сложность монтажа (в виду необходимости установки в самой верхней точке системы), возможное появление ржавчины на внутренних конструктивных элементах (при контакте с кислородом), повышение теплопотерь (при недостаточной теплоизоляции резервуара). Главное его преимущество – демократичная стоимость.

Открытый расширительный бак для отопления в современных условиях используются крайне редко. Попадание воздуха в систему приводит к неизбежному появлению ржавчины на металлических элементах и конструкциях, а испарение теплоносителя приводит к необходимости постоянного контроля и восполнения его объема.

Закрытый расширительный бак используется в централизованных и автономных системах. В продаже представлен большой выбор резервуаров мембранного типа, но двумя наиболее востребованными и популярными разновидностями являются:

  • С диафрагменной мембраной. Надежная несменная конструкция резервуара, изготовленная методом холодного штампования. Внутри емкости устанавливается мембранное полотно, которое расширяется при попадании внутрь теплоносителя и сужается при падении температуры в системе. Резервуар с мембраной-диафрагмой устойчив к перепадам давления в системе, однако при повреждении или износе мембраны придется менять весь бак;
  • С фланцевой конструкцией. Мембрана крепится внутри металлического резервуара с помощью фланцевых соединений, что дает возможность поменять полотно при повреждении или сильном износе. Другим преимуществом фланцевой конструкции мембранного бака является высокая антикоррозионная защита, поскольку теплоноситель не соприкасается с металлическими стенками резервуара. Фланцевые емкости могут иметь горизонтальную или вертикальную конструкцию бачка, мембрана в них надежно и плотно прижата по периметру резервуара.

Закрытый расширительный бак устанавливается около котла отопления или бойлера, он не требует выноса в верхнюю точку системы, что обуславливает экономию затрат. Другими его преимуществами являются компактные габариты, отсутствие испарения теплоносителя, незначительные тепловые потери, высокая антикоррозионная устойчивость, низкие эксплуатационные расходы, возможность эксплуатации при высоком давлении.

При выборе расширительного бака в Челябинске необходимо учитывать тип теплоснабжающей системы и объем циркулируемого теплоносителя. При приобретении мембранных резервуаров важно учитывать показатели диффузной устойчивости, диапазон колебаний рабочей температуры, срок службы, соответствие санитарным нормам и требованиям.

В интернет-магазине ТермоТехника вы можете купить гидроаккумуляторы Рефлекс по самым низким ценам

Расчет емкости расширительного бака                                                                                   

При расчете объема расширительного бака для отопления нужно учесть вместимость системы, место предполагаемой установки резервуара, допустимое гидравлическое давление, тип теплоснабжающей системы (к примеру, централизованная или автономная, закрытая или открытая).

Обратите внимание! При расчете объема резервуара можно воспользоваться услугами сторонних специалистов или выполнить его самостоятельно. Самый простой способ определить вместимость системы отопления. К примеру, при объеме циркулируемого теплоносителя в 400 л, требуется расширительный бак с емкостью 40 л (10 процентов от исходного объема).

При циркуляции в теплоснабжающей системе вместо воды гликолевой жидкости, к расчетному объему расширительного металлического резервуара необходимо прибавить около 50 процентов. Также важно учитывать, что при эксплуатации закрытой системы отопления около 3 процентов теплоносителя уходит на восполнение возможных утечек.

Для получения более точного расчета рекомендуется воспользоваться специальным программным обеспечением или он-лайн калькуляторами. При правильном расчете емкости резервуара предохранительный регулирующий клапан не будет срабатывать.

Особенности монтажа и техобслуживания бака

Установка конструкции расширительного бака выполняется в полном соответствии с инструкцией и техническим планом. Монтаж оборудования в инженерную систему должен осуществлять квалифицированный специалист, обладающий необходимыми знаниями, опытом работы и оборудованием.

Открытый резервуар устанавливается в верхней части системы, а расширительный бак альтернативного закрытого типа в любом месте (но не после циркуляционного насоса). Надежная фиксация резервуара позволяет предупредить повреждение теплоснабжающей системы (заполненный водой бак имеет большую массу), при монтаже емкости необходимо учитывать удобство будущей эксплуатации оборудования.

Техобслуживание расширительного резервуара предполагает выполнение регулярных проверок:

  • на наличие внешних повреждений – следов ржавчины, вмятин и механических дефектов, подтеков;
  • соответствие начального давления расчетным показателям;
  • целостность мембранного полотна (при наличии повреждений проводится замена мембраны или бачка полностью).

Обратите внимание! Если резервуар для излишков воды системы отопления длительное время не используется необходимо слить с него остатки жидкости.

В интернет-магазине ТермоТехника вы можете купить расширительные баки Рефлекс немецкого производства по самым низким ценам. 

Расширительный мембранный бак для отопления

Wester WRV-8 – мембранный бак для систем отопления.

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.

Устройство мембранного расширительного бака.

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.

Бачок Reflex в разрезе.

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.

Балка для бака и группы безопасности. Производитель: ООО «РОСТерм Северо-Запад», Санкт-Петербург.

Расширительный бак мембранного типа Imera.

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:

Температура теплоносителя (°С) Расширение (%)
40 0,75
50 1,18
60 1,68
70 2,25
80 2,89
90 3,58
100 4,34
110 5,16

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.

  1. Теплоноситель находиться в постоянном контакте с воздухом, что приводит к завоздушиванию системы и появлению воздушных пробок. Поэтому необходимо регулярно удалять воздух или требуется установка сепаратора воздуха. В противном случае, воздух может привести к коррозии отдельных элементов системы отопления, а также к снижению теплоотдачи отопительных приборов;
  2. Из-за постоянного нахождения теплоносителя в контакте с воздухом, происходит его испарение. Приходиться регулярно добавлять теплоноситель в систему;
  3. Циркулирующие по отопительной системе воздушные микропузырьки создают неприятные шумы в трубах и радиаторах, а также приводят к преждевременному износу деталей циркуляционного насоса (лопастей и подшипников). К тому же, микропузырьки «снижают характеристики» циркуляционного насоса;
  4. 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.

Видео

 

Как работают расширительные баки | HVAC Heating

Внутри этого трубопровода находится вода (иногда смесь воды и гликоля, но в основном это используется в коммерческих целях), и когда вода нагревается и охлаждается, она расширяется и сжимается. Кроме того, система трубопроводов вместе с частями бойлера или охладителя, в которых есть вода, не может справиться с этим расширением и сжатием с разрывом или разрывом. Поэтому в каждой гидронной системе есть расширительный бак, чтобы справиться с этим расширением и сжатием.Кроме того, расширительный бак — это амортизатор, который поглощает это расширение и сокращение объема воды.

Техническое обслуживание расширительного бака

Как работают расширительные баки

Очень важно, чтобы расширительные баки проходили периодическое обслуживание. Кроме того, обслуживание расширительных баков баллонного типа должно включать:
  • Ежегодно проверять заряд под давлением. По мере старения системы — чаще. Это должен делать профессионал, так как существуют определенные процедуры, которым необходимо следовать при проверке заряда и подзарядке давления, если он не заряжен должным образом.
  • Проверить бак на наличие ржавчины или коррозии.
  • Наконец, убедитесь, что баки правильно установлены и установлены в нужном месте. Кроме того, резервуар следует поддерживать для предотвращения нагрузки на соединительный трубопровод.

Техническое обслуживание стального расширительного бака должно включать:

  • Проверка уровня в баке, чтобы убедиться, что он не переувлажнен и не переполнен. Кроме того, это может вызвать проблемы с контуром и вызвать ненужную вентиляцию клапана сброса давления.
  • Проверить бак на наличие ржавчины и коррозии.
  • Наконец, убедитесь, что баки правильно установлены и установлены в нужном месте. Кроме того, резервуар следует поддерживать для предотвращения нагрузки на соединительный трубопровод.
Заключение
Как работают расширительные баки

Опять же, эти проверки должны выполняться профессионалом для обеспечения надлежащих процедур. В заключение, выполняя периодическое техническое обслуживание, ваша система будет обеспечивать надежное тепло в течение всего отопительного сезона.

Расширительные баки и системы наддува

Расширительные баки Duraflex, наддува и системы предотвращения обратного потока являются важным компонентом коммерческих систем отопления, солнечной энергии и охлаждающей воды для поддержания производительности системы и предотвращения коррозии.

Правильное давление является основным требованием для правильной работы систем водяного отопления, солнечной энергии, охлаждения и повышения давления. Мембранные расширительные баки Duraflex предлагают здесь простое и разумное решение.Они не зависят от электроэнергии и просты в эксплуатации. Внутри сосуда диафрагма изолирует системную воду от газового отсека. Таким образом предотвращается диффузия сжатого газа в воду. В результате получается полностью закрытая система, которая не страдает от коррозии или других проблем, связанных с газом.

Компрессорные станции представляют собой дальнейшее развитие традиционных мембранных расширительных баков для систем большого объема и / или высокого давления. Принцип отличается использованием дополнительного блока управления, который позволяет передавать объем расширения в отдельный расширительный бак.Благодаря высокоточному контролю изменения давления в системе сведены к минимуму.

Мембранные расширительные баки

Duraflex доступны в различных диапазонах давления и номинальных объемах, плоские или цилиндрические, в зависимости от применения, и с фиксированной диафрагмой или сменным баллоном.

Компрессорные станции представляют собой дальнейшее развитие традиционных мембранных расширительных баков для систем большого объема и / или высокого давления. Принцип отличается использованием дополнительного блока управления, который позволяет передавать объем расширения в отдельный расширительный бак.Благодаря высокоточному контролю изменения давления в системе сведены к минимуму.

Устройства зоны пониженного давления (RPZ) предназначены для предотвращения возврата загрязненной воды в систему водоснабжения. Duraflex включает в себя ряд устройств RPZ, которые подходят для ряда приложений с низкой, средней и высокой опасностью.

Расширительный бак

— обзор

Проектирование системы

Многие предложения в этом разделе взяты у Болларда и Мэннинга [1].Также обратитесь к руководствам по проектированию и установке производителей теплоносителя [3,4].

Системы теплопередачи протекают больше, чем большинство других систем, потому что фланцы и уплотнения испытывают сильные колебания температуры, а жидкости обычно выбираются из-за их свойств теплопередачи, которые включают низкую вязкость и низкое поверхностное натяжение.

Установите расширительный бачок в верхней точке системы. Рассчитайте весь объем системы и определите размер бака, чтобы обеспечить расширение не менее 30%.Размер бака должен быть равен полному при температуре окружающей среды и operating полному при рабочей температуре. Расчетное давление в резервуаре должно быть как минимум на 100 кПа (15 фунтов на кв. Дюйм) выше максимального ожидаемого давления паров жидкости. Лучшее место для подключения трубопровода от расширительного бака к системе — рядом со стороной всасывания циркуляционного насоса; размер этой трубы должен быть достаточно большим, чтобы пары, попадающие в систему, могли легко подниматься в резервуар.

Жидкий теплоноситель обычно не должен циркулировать через расширительный бак, потому что желательно дать статической жидкости в баке остыть.Это уменьшает испарение легких фракций из жидкости. Однако во время запуска прохождение жидкости через резервуар помогает удалить уносимые пары из системы.

Спроектируйте всю систему так, чтобы обеспечить полный дренаж, включив сливные пробки в нижних точках, вентиляционные пробки в высоких точках и наклонные длинные участки труб.

Используйте инертный газ (обычно азот) для защиты расширительного бака. Это снижает окисление жидкого теплоносителя, которое происходит при температурах выше примерно 150 ° C, и обеспечивает давление в системе, чтобы уменьшить испарение легких компонентов жидкости.Скорость окисления увеличивается с повышением температуры.

Углеродистую сталь обычно не используют при рабочих температурах ниже — 45 ° C (- 50 ° F), поскольку ее объемно-центрированная кристаллическая структура становится хрупкой. Поскольку в стандартных реакторах из углеродистой стали, облицованных стеклом, используется этот материал, безопасное снижение температуры невозможно. Когда требуются более низкие температуры, может быть указана сталь с высоким содержанием никеля, например, 5% никелевый сплав ASTM A645. Однако более распространено использование нержавеющей стали серии 300 при низких температурах.

Центробежные насосы должны использоваться для циркуляции теплоносителя. Насосы без уплотнения с магнитной муфтой или «герметичными» являются предпочтительными , если температура жидкости находится в пределах насоса. Установите сетчатый фильтр на всасывании насоса. При использовании насоса с двойным механическим уплотнением установите под насосом поддон.

Используйте сварные соединения трубопроводов в максимально возможной степени. Если требуются разъемные соединения, предпочтительны фланцы с выступом по ANSI класса 300, особенно для горячих систем, использующих органические жидкости.Это не для номинального давления, а для более близкого расстояния между отверстиями под болты и увеличения площади уплотнения по сравнению с фланцами класса 150. Затяните фланцы при температуре окружающей среды и еще раз после того, как система нагреется. Используйте спирально-навитые металлические прокладки.

Если используются фланцы класса 150, рассмотрите возможность использования более сжимаемых прокладок, таких как графитовые или графитовые эластомеры.

Изоляция не должна впитывать влагу и не впитывать влагу; рекомендуется изоляция с закрытыми порами. Небольшие утечки могут привести к насыщению абсорбирующей изоляции жидкостью; может произойти катастрофический пожар.Вероятные источники утечек, такие как фланцы, уплотнения насоса, соединения приборов и штоки клапанов, не должны быть изолированы, чтобы облегчить раннее обнаружение утечек. Для длинных сварных труб без фитингов, которые могут протекать, допускается использование изоляции с открытыми ячейками (например, стекловолокна).

Используйте воду хорошего качества для разбавления жидкостями на основе гликоля. Лучше всего использовать деионизированную или дистиллированную воду. Вода, содержащая чрезмерную жесткость или хлориды, может привести к преждевременному истощению ингибитора и увеличению скорости коррозии.

Максимальное накопление воды в расширительных баках для бустерных приложений

Когда использовать расширительный бак

Расширительные баки в основном используются в установках для повышения давления воды, чтобы предотвратить чрезмерный запуск насоса из-за небольших утечек в трубопроводе в здании (нагрузка от утечки). Чрезмерный запуск не только сокращает срок службы элементов управления и двигателя насоса, но и требует больших затрат энергии. Производители частотно-регулируемых приводов (ЧРП) иногда требуют расширительные баки для обеспечения бесперебойной работы.Мы будем проверять используемые резервуары только на предмет утечек, так как размеры резервуаров для частотно-регулируемых приводов должны соответствовать рекомендациям производителя. Расширительные баки следует устанавливать только в том случае, если приложение не используется постоянно (больницы, тюрьмы и т. Д.) [1] или если этого требует производитель частотно-регулируемого привода.

Расположение, расположение, расположение

Приблизительный объем воды, хранящейся в резервуаре (V A ), рассчитывается по следующей формуле:

Где V T = объем резервуара, P 1 = давление предварительной зарядки резервуара и P 2 = давление, которому подвергается резервуар при отключении насоса (абсолютное давление [2]).В отношении формулы важно отметить, что объем хранимой воды является наибольшим, когда соотношение P 1 / P 2 является наименьшим. Давайте посмотрим, как расположение резервуара влияет на это соотношение.

* В наших примерах мы предположим, что работаем близко к уровню моря с атмосферным давлением 14,7 фунта / кв.

Резервуар расположен на цокольном этаже . Бак на 100 галлонов, расположенный у основания здания, с предварительной зарядкой P 1 50 фунтов на кв. Дюйм (64.7 фунтов на квадратный дюйм) и P 2 , отключение 60 фунтов на квадратный дюйм (74,7 фунтов на квадратный дюйм) даст нам коэффициент 0,87 и резервуар для хранения 13,4 галлона.

Резервуар расположен на крыше здания . Размещение резервуара наверху здания (4 этажа в этом примере) позволяет нам снизить предварительную зарядку P 1 до 30 фунтов на кв. Дюйм * (44,7 фунтов на кв. Дюйм) и давление отключения P 2 , которое испытывает резервуар. теперь составляет 40 фунтов на кв. дюйм (54,7 фунтов на кв. дюйм). Это приводит к меньшему коэффициенту 0,82 и резервуару для хранения 18.3 галлона.

Это 37% -ное увеличение хранилища. Бак, расположенный на максимально высоком уровне, вмещает наибольшее количество воды.

* Обратите внимание, что мы снизили предварительную зарядку на 20 фунтов на квадратный дюйм (≈46 футов водяного столба), потому что мы подняли резервуар на 4 этажа (~ 48 футов) и больше не должны преодолевать эту статическую высоту.

[1] Расширительные баки, используемые при непрерывном использовании, обычно не хранят воду.

[2] Абсолютное давление (psia) = избыточное давление (psig) + атмосферное давление (psia)

Предварительная зарядка: Великие дебаты

В зависимости от источника рекомендуемое давление предварительной зарядки в баке может быть ниже или выше, чем давление, установленное в системе, чтобы максимально увеличить объем депрессии.Однако существует разница между объемом воды, который может хранить резервуар, и максимальным объемом используемых воды в таком резервуаре. Установка правильного давления предварительной зарядки в баке максимизирует полезной хранимой воды и единиц.

Сравните давление предварительной зарядки с уставкой давления пуска насоса (P Start ), используя условия из второго сценария, описанного выше.

Заданное значение начального давления предварительного равномерного насоса .

П 1 = 44.7 фунтов на кв. Дюйм (30 фунтов на кв. Дюйм)

P 2 = 54,7 фунтов на кв. Дюйм (40 фунтов на кв. Дюйм)

P Пуск = 44,7 фунтов на кв. Дюйм (30 фунтов на кв. Дюйм)

Предварительная заправка на 5 фунтов на кв. Дюйм ниже начального давления насоса.

P 1 = 39,7 фунтов на кв. Дюйм (25 фунтов на кв. Дюйм)

P 2 = 54,7 фунтов на кв. Дюйм (40 фунтов на кв. Дюйм)

P Пуск = 44,7 фунтов на кв. Дюйм (30 фунтов на кв. Дюйм)

Однако насос запустится под давлением 30 фунтов на квадратный дюйм (44,7 фунтов на квадратный дюйм) перед использованием всей воды, хранящейся в резервуаре. Объем воды, который остался в баке, необходимо учитывать при расчете объема годной к использованию воды (V U ).Член R , цель бака — свести к минимуму количество запусков двигателя за счет максимального использования воды из бака.

Если мы вычтем неиспользованную воду из общего количества хранимой воды, мы покажем только 16,2 галлона пригодной для использования воды.

Или

Предварительная зарядка на 5 фунтов на кв. Дюйм выше, чем давление пуска насоса.

P 1 = 49,7 фунтов на кв. Дюйм (35 фунтов на кв. Дюйм)

P 2 = 54,7 фунтов на кв. Дюйм (40 фунтов на кв. Дюйм)

P Начало = 44.7 фунтов на квадратный дюйм (30 фунтов на квадратный дюйм)

К тому времени, когда давление в системе достигнет 35 фунтов на квадратный дюйм (49,7 фунтов на квадратный дюйм), вся вода, хранящаяся в резервуаре, будет опорожнена, и любая дополнительная нагрузка утечки вызовет падение давления, в результате чего насосы Начало. Объем используемых воды составляет 9,1 галлона.

Эти примеры демонстрируют, что максимальное количество хранимой полезной воды происходит, когда предварительная заправка бака равна начальному давлению насоса.

Примечание

Формула и расчеты, использованные выше, предполагают следующее:

  • Объем баллона и трубки или диафрагмы диффузора незначителен и существенно не уменьшает абсолютный объем резервуара.
  • Перепад высоты между местом измерения давления и штуцером бака мала (≈2 ’или меньше).
  • Температура окружающей среды стабильная. Широкий диапазон температур, в которых хранится резервуар, влияет на его вместимость.

Формула для максимального полезного хранения в диафрагме или расширительном баке баллона в установках для повышения давления:

В U = Максимум пригодных для использования воды

В T = Объем резервуара

P 1 = Давление предварительной зарядки (абсолютное) в резервуаре, значение должно быть равно давлению запуска насоса, измеренному в резервуаре

P 2 = Давление (абсолютное) при отключении системы, измерено в резервуаре

Размер расширительного бака и объем откачки

Как объяснялось выше, полезная вода в расширительных баках определяется давлением предварительной зарядки, давлением отключения и запуском насоса давление.Этот полезный объем известен как объем просадки.

При выборе подходящего расширительного бака для конкретного применения важно учитывать не только абсолютный объем бака, но и фактический полезный объем воды. Мы определили, что максимальный объем воды, который может храниться, достигается при минимально возможном соотношении P 1 / P 2 . Это известно как приемочный объем, и он достигается за счет того, что давление предварительной зарядки составляет 0 фунтов на кв. Дюйм (14,7 фунтов на кв. Дюйм), а давление отключения является максимально допустимым рабочим давлением резервуара.

Сравнивая расширительный бак на 211 галлон и 185 галлонов с МДРД 175 фунтов на кв. Дюйм (189,7 фунта на кв. Дюйм), мы вычисляем 194,6 и 170,7 галлона хранимой воды соответственно. Хотя эта разница в 23,9 галлона может показаться значительной, мы можем составить график фактической емкости хранилища при различных рабочих давлениях и увидеть разницу.

Кроме того, если мы посчитаем процентную долю используемой воды в каждом резервуаре, мы увидим, что при более высоких давлениях удобство использования резервуара значительно снижается.

Заключение

Хотя использование бака-дозатора в установках для повышения давления может быть полезно для срока службы насосов и двигателей, а также для экономии энергии, это решение не рекомендуется для каждого применения. Учитывая условия, в которых будет располагаться резервуар, давление, при котором система будет работать, и нагрузки от утечки в здании, размер резервуара можно минимизировать или даже исключить.

Если у вас есть какие-либо вопросы, особенно по поводу расширительных баков, обратитесь к прикладным инженерам TIGERFLOW , чтобы помочь вам решить, какой вариант является правильным для вашей системы.

Марк Мартинес, главный инженер , TIGERFLOW Systems, LLC

Сосуды под давлением — все, что вам нужно знать

Считается, что объем рынка сосудов под давлением, используемых во многих различных отраслях, будет увеличиваться за счет новых инвестиций в ближайшие годы. Утяжеленная часть выпускаемых сосудов высокого давления изготавливается из металлических материалов. Сталь является наиболее широко используемым материалом среди металлов в производстве котлов под давлением. Ожидается, что в ближайшие годы новой альтернативой станут композитные материалы.Сосуды под давлением — это контейнеры, которые содержат газы или жидкости под высоким давлением и имеют широкое применение в отраслях промышленности, включая нефтегазовую, химическую, нефтехимическую, дистилляционные башни, корпуса ядерных реакторов, системы хранения природного газа и резервуары для хранения горячей воды.

Что такое сосуд под давлением?

Сосуды под давлением — это герметичные емкости, в которых хранится жидкость или газ. Сосуды под давлением различных размеров и форм были изготовлены для разных целей. Обычно предпочтительной геометрией является сферическая, коническая и цилиндрическая.Типичная модель представляет собой комбинацию длинного цилиндра с двумя головками. Сосуды под давлением работают при внутреннем давлении выше или ниже давления воздуха. Кроме того, рабочие температуры этих систем различаются.

Как это работает?

Сосуды под давлением предназначены для работы, достигая уровня давления, необходимого для выполнения функции приложения, например, удержания воздуха в акваланге. Они могут подавать давление либо напрямую через клапаны и манометры, либо косвенно через теплопередачу.Уровни потенциального давления варьируются от 15 фунтов на квадратный дюйм до примерно 150 000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как температуры часто превышают 400 ° C (750 ° F). Бак высокого давления может вместить от 75 литров (20 галлонов) до нескольких тысяч литров.

Применение сосудов под давлением в промышленности

Сосуды под давлением используются во многих различных отраслях промышленности, но 3 отрасли охватывают большую часть рынка. Это нефтегазовая, химическая и энергетическая промышленность.

Нефтегазовая промышленность

В нефтегазовой промышленности сосуд высокого давления часто используется в качестве ресивера, где физические и химические процессы происходят при высоких температурах и давлениях.

Хотя колонны используются для разных целей, они похожи по конструкции. Дистилляционные колонны используются для разделения исходных потоков или потоков на несколько источников в зависимости от точек кипения исходной части. Как правило, сосуды под давлением и колонны закупаются у одних и тех же производителей из-за схожего процесса изготовления. Углеродистая сталь и нержавеющая сталь — два наиболее часто используемых материала для строительства в нефтегазовой отрасли. Сосуд под давлением также требует других компонентов в дополнение к внешнему корпусу, чтобы стать пригодным для использования, например, внутреннее устройство сосуда, тарелки для перегонки.Такие компоненты очень сложны, и для них требуются спецификации, которые сильно отличаются от тех, которые необходимы для производства сосудов под давлением, которые поставляются специализированными поставщиками.

Химическая промышленность

Это сосуд высокого давления, в котором происходит процесс (химическая реакция), который приводит к фундаментальному изменению содержимого контейнера. Это могут быть такие процессы, как объединение одного или нескольких продуктов для создания нового продукта, разделение одного продукта на один или несколько различных продуктов, удаление направлений существующего продукта для создания чего-то другого.Кроме того, в химической промышленности можно одновременно использовать множество различных типов сосудов под давлением.

Энергетика (производство электроэнергии) Промышленность

Существует ряд различных причин, по которым энергетический сектор нуждается в резервуарах под давлением в целом. Одна из основных причин, по которой они необходимы в энергетическом секторе, — это содержание вредных газов. Часто в таких местах, как нефтеперерабатывающие заводы, а также в металлоконструкциях необходимо хранить излишки газа. Кроме того, на атомных электростанциях используются специальные сосуды под давлением, называемые реакторами высокого давления (КРД).Корпус реактора представляет собой большие цилиндрические стальные корпуса, содержащие активную зону, охлаждающую воду и генерируемый пар, что требует высокой надежности, чтобы выдерживать высокие температуры и высокое давление, а также нейтронное облучение, что делает корпус реактора наиболее критической границей давления на атомной электростанции. Но имейте в виду, что не все энергетические реакторы имеют корпус высокого давления.

Типы сосудов под давлением

Технологические сосуды: Технологические сосуды (резервуары) предназначены для простого хранения и хранения жидкостей и используются для комплексных операций на нефтехимических предприятиях, нефтеперерабатывающих заводах, газовых заводах, объектах добычи нефти и газа, и другие объекты.

Автоклавы: Автоклавы — это большие сосуды, которые находятся под давлением и подвергаются высоким температурам. Обычно они имеют цилиндрическую форму, так как округлая форма лучше выдерживает высокое давление. Автоклавы предназначены для хранения предметов, которые помещаются внутрь, а затем закрывается крышка.

Сосуды высокого давления Сосуды : Это самые прочные сосуды на рынке, которые способны работать при самых тяжелых нагрузках и обеспечивают лучшую устойчивость к коррозии, температуре и давлению.Сосуды высокого давления обычно изготавливаются из нержавеющей стали. Типичные функции сосуда высокого давления: высокоскоростные смесители, химические реакторы и системы сверхкритической экстракции.

Расширительные баки: Расширительные баки предназначены для адаптации к изменениям количества горячей воды в системах отопления и изменениям расхода воды, а также для поддержания статического давления, создаваемого насосом на уровне использования в системе горячего водоснабжения. системы.

Теплообменники: Теплообменник — это устройство, передающее тепло от одной среды к другой.Теплообменники чаще всего используются на промышленных объектах, таких как металлургия, нефть, нефтехимия, газ, электростанции, пищевая, фармацевтическая, кожевенная, текстильная, кондиционерная, корабельная и морская промышленность.

Резервуары давления воды: В системе водяных скважин резервуар высокого давления создает давление воды за счет использования сжатого воздуха для давления на воду. Из-за этого давления вода вытесняется из резервуара по трубам внутри вашего дома при открытии клапана.

Вакуумные резервуары: Вакуумный резервуар — это часть системы, которая фильтрует воздух или жидкости путем всасывания, удаления газа, откачки или комбинации методов. В пылесосах используется давление для предотвращения загрязнения, очистки, обезвоживания и даже подачи энергии.

Сосуды под давлением ASME: Они также известны как котлы ASME, это любые сосуды высокого давления со штампом ASME. Штамп ASME указывает, что судно прошло проверку и соответствует строгим стандартам кода ASME VIII. Кроме того, штампы ASME предлагают конечным пользователям информацию о котле ASME и его производителе.

Тонкостенные сосуды под давлением: Тонкостенные сосуды высокого давления — это сосуды, в которых толщина оболочки сосуда намного меньше, чем общий размер сосуда, и сосуд подвергается внутреннему давлению, т.е. намного больше, чем внешнее давление воздуха.

Котлы: Это закрытые сосуды под давлением, используемые для нагрева жидкостей, в основном воды. Эти нагретые жидкости используются для приготовления пищи, производства электроэнергии, центрального отопления, нагрева воды и канализации.

Производство сосудов под давлением
Конструкция

С научной точки зрения решением проблемы снижения деформации является простой геометрический ответ: сфера. Очевидно, что инженерное решение не так просто. Сферические сосуды под давлением построить невероятно сложно. Хотя НАСА может выбрать производство идеально сферических резервуаров из криогенного углеродного волокна надлежащим образом, для большинства приложений требуется более простое и реалистичное решение. Наиболее часто используемая конструкция представляет собой конфигурацию длинного двуглавого цилиндра.Стальной цилиндрический сосуд высокого давления соответствует требованиям различных применений сосудов высокого давления. Эти сосуды тщательно спроектированы для облегчения производства, сохраняя при этом прочную и упругую геометрию.

Цилиндрическая средняя секция может быть легко изготовлена ​​из прямоугольной стальной детали, а отсутствие перпендикулярных краев обеспечивает лучшее распределение напряжения. В то время как полусферические головки обеспечивают лучшее распределение давления, вместо них часто используются неглубокие головки.Известные в отрасли как «выпуклые» головки, они представляют собой важный баланс между минимизацией деформации и технологичностью. Эти головки гораздо легче формировать, они могут стать немного толще и иметь такое же сопротивление давлению. Как правило, выпуклые головки имеют одну из двух геометрий: полуэллипсоидальную или торисферическую. Торисферические головки состоят из пластины с фиксированным радиусом, которая соединяется с цилиндром тороидальным соединением. Относительная простота производства сделала торисферические головки наиболее распространенной формой головки сосудов высокого давления, находящей применение в камерах повторного сжатия, дистилляционных башнях, нефтехимических заводах и в различных хранилищах.

Полуэллиптические головки — еще один вариант, который используется на регулярной основе. Они более глубокие, более сферические и долговечные, чем торисферические головки, и, следовательно, более дорогие в изготовлении, но могут справляться с более сложными задачами, чем торисферические головки. Полуэллиптические головки лучше всего подходят для приложений с немного более высоким давлением, когда важна вся длина цилиндра.
Толщина, определяемая соответствующими уравнениями, является минимальной, к которой следует добавить различные допуски, включая допуски на коррозию, эрозию, допуски подачи материала и любое утонение при изготовлении.Толщины, вычисленные по уравнениям, в принципе минимальны, к которым следует применять различные допуски, включая допуски на коррозию, эрозию, допуски подачи материала и любое утонение при изготовлении.

Выбор материала

Спектр материалов, используемых в сосудах под давлением, широк и включает, но не ограничивается:

  • Углеродистая сталь (с содержанием углерода менее 0,25%)
  • Углеродистая марганцовистая сталь (дает более высокую прочность, чем углерод сталь)
  • Низколегированные стали
  • Высоколегированные стали
  • Аустенитные нержавеющие стали
  • Цветные металлы (алюминий, медь, никель и сплавы)
  • Высокопрочные болтовые соединения

В соответствии с производственными стандартами , в выбранных материалах должны быть известны следующие свойства материалов.Дизайн, сделанный без знания этих особенностей, очень вероятно, будет иметь проблемы при длительном использовании. Поэтому выбору материалов следует уделить большое внимание.

  • Удлинение и уменьшение площади трещины
  • Вязкость надреза
  • Старение и охрупчивание в рабочих условиях
  • Усталостная прочность
  • Наличие

Расчетные напряжения корректируются с использованием коэффициентов безопасности, применяемых к свойствам материала, в том числе:

  • Предел текучести прочность при расчетной температуре
  • Предел прочности при растяжении при комнатной температуре
  • Сопротивление ползучести при расчетной температуре

Сварщики и производители должны учитывать следующие моменты, чтобы гарантировать, что их сосуды под давлением соответствуют всем требованиям промышленного применения:

  • Коррозия
  • Вес и содержимое сосуда
  • Окружающая и рабочая температура
  • Статическое и динамическое давление
  • Остаточное и термическое напряжение
  • Силы реакции
Этапы изготовления сосуда под давлением

Перед началом строительства от производителя часто требуется предоставить чертежи с полным размером корпуса и компонентов главного сосуда высокого давления для утверждения покупателем и контролирующим органом.Помимо размеров и толщины, эти чертежи включают следующую информацию:

  • Расчетные условия.
  • Применяемые процедуры сварки
  • Основные сведения о сварных швах
  • Применяемые процедуры термообработки
  • Требования неразрушающего контроля
  • Испытательные давления.

Обычно от производителя требуется поддерживать положительную систему идентификации материалов, используемых в строительстве, чтобы можно было проследить происхождение всего материала в готовом сосуде высокого давления.Изготовление пластин в роликах или выпуклостях — это горячий или холодный процесс, в зависимости от материала, толщины и конечных размеров. Стандарт регулирует допустимые монтажные допуски. Эти допуски ограничивают напряжения, вызванные округлостью и перекосом соединения.

Изготовление стальных выпуклых головок

Существует два основных этапа изготовления выпуклых головок из металла. Во-первых, металл нарезается нужной толщины и формы с помощью машин плазменной резки или промышленных дисковых ножниц, которые обычно управляются компьютером.При резке в форму металл превращается в головку с помощью процесса отбортовки или прядения. При прядении металл вращается на гидравлическом токарном станке и прижимается к инструменту.

Инструмент формирует металл в соответствии с желаемой формой головки и позволяет производить радиус шарнира и радиус чаши за один проход. Отбортовка — это двухэтапный процесс, смоделированный для ускорения сборки последнего цилиндра: сталь в холодном состоянии запрессовывается в профилированный колпачок, а затем формируется прижимным роликом, так что в точке соединения цилиндра образуется прямой фланец.

Разработка композитных сосудов

Определяет 4 типа композитных цилиндров для описания конкретных принципов изготовления.

  • Тип 1 — Металл в сборе: Цилиндр полностью сделан из металла.
  • Тип 2 — Обруч для пялец: металлическое кольцо, покрытое ленточным чехлом из волокнистого материала. С точки зрения геометрии сферическое дно и головка цилиндрического цилиндра могут выдерживать вдвое большее давление, чем цилиндрическая оболочка (при условии однородной толщины металлической стенки).
  • Тип 3 — полностью обернутый поверх металлического вкладыша: намотанные по диагонали волокна делают стенку устойчивой к давлению прямо внизу и вокруг металлической манжеты. Металлическая футеровка тонкая и близка к воде резервуара.
  • Тип 4 — Судно, полностью сделанное из углеродного волокна, с полиамидной или полиэтиленовой изоляцией внутри гильзы. Особенности — намного меньший вес и очень высокая устойчивость. Цена на углеродное волокно сравнительно высока.

Цилиндры типа 2 и 3 появились примерно в 1995 году.Цилиндры типа 4 поступают в продажу по крайней мере с 2016 года.

Процесс сварки сосудов под давлением

Сосуды под давлением используются для хранения и распределения жидкостей и газов под высоким давлением. Сварка сосудов под давлением должна быть исключительно высокого качества, чтобы выдерживать рабочие условия. Хорошая подготовка поверхности имеет решающее значение для легкого прохождения сложных проверок сварки сосудов под давлением с первого раза и для защиты драгоценных денег в процессе. Не исключено, что при сварке возникнут какие-то ошибки.Эти ошибки упомянуты ниже. Обычно для обнаружения дефектов используются контрольные тесты на неповрежденные дефекты.

Пористость возникает, когда газ попадает в расплавленную сварочную ванну. По мере того, как источник охлаждается и затвердевает, газ создает пузырьки, которые во время проверки выглядят как пустоты. Многочисленные проблемы могут вызвать пористость сварного шва. Важно проверить, соблюдаются ли соответствующие методы сварки и используются ли соответствующие расходные материалы.

Нитриды представляют собой сильно прилипающие загрязнения, образующиеся при плазменной резке сжатым воздухом или азотом.Они делают кромки хрупкими и создают пористость в некоторых сварочных процессах, особенно при дуговой сварке металлическим газом. Потому что нитриды могут существовать от 0,005 до 0,010 дюйма. ниже поверхности материала удалить их кистями нельзя.

Включения часто возникают в результате поверхностных загрязнений, которые смешиваются со сварочной ванной и улавливаются во время затвердевания. При многопроходной сварке источником включений может быть не удаленный полностью шлак. Тщательная очистка подходящей проволочной щеткой перед сваркой и между проходами является очень эффективным средством устранения дефектов такого типа.

Американское общество инженеров-механиков (ASME) установило правила производства сосудов под давлением. Кодекс ASME для сосудов высокого давления включает материалы, сборку и детали безопасности, чтобы гарантировать, что производственный процесс для сосудов высокого давления соответствует отраслевым потребностям и будет функционировать должным образом и без опасений по поводу повреждений или травм людей, работающих рядом с ними. Лучшие подготовительные работы к сварке и выдающиеся методы сварки важны для создания безопасных и прибыльных сосудов под давлением, а также для удовлетворения ваших клиентов.

Стандарты

Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (Код ASME) является ведущим стандартом для оборудования и компонентов, работающих под давлением, во всем мире и предоставляет критерии для сертификации производителей и обеспечения качества. Он устанавливает стандарты для проектирования, материалов, производства, проверки, испытаний и эксплуатации котлов и сосудов под давлением (включая энергетические котлы, отопительные котлы, компоненты ядерных установок, сосуды высокого давления из армированного волокном пластика и транспортные резервуары).Код ASME принят в более чем 100 странах. Добавление знака сертификации ASME к вашему оборудованию, работающему под давлением, способствует большему доверию среди ваших деловых партнеров, конечных пользователей и властей.

Соблюдать стандарты и нормы безопасности: в дополнение к разделу VIII стандартов ASME BPVC, который регулирует проектирование и производство сосудов под давлением, пользователи сосудов под давлением должны соблюдать стандарты и нормы безопасности, такие как OSHA (Управление по охране труда) 1915, подраздел K для сосудов, бочек и контейнеров, API 510 Vessel Code для технического обслуживания, ремонта и изменения и API 572 для инспекции.Местной юрисдикцией уполномоченные инспекционные органы для управления и регулирования инспекций и установок.

Разрешить обученному персоналу работать с сосудами под давлением: Очень важно, чтобы только квалифицированный персонал мог работать с сосудами из-за фактора высокого риска, связанного с работой с сосудами под давлением.

Инспекция и испытания

Во время строительства каждый сосуд высокого давления должен быть проверен контролирующим органом. Стандарт определяет этапы от приема материала до готового судна, для которых проверка этим органом является обязательной.Например, заказчику может потребоваться дополнительная проверка для проверки внутренних компонентов.

Изготовитель указывает процедуры сварки, используемые при строительстве сосуда высокого давления, а также образцы для испытаний, которые указывают на материалы и толщину, использованные в фактическом сосуде. Инспектирующий орган обычно должен наблюдать за созданием и тестированием таких тестовых образцов, если ранее не были доступны проверенные тестовые образцы.

Сварщики должны пройти аттестационные испытания, призванные показать, что они способны выполнять сварные швы, идентичные тем, которые используются в реальной емкости.Признанный лицензирующий орган подтверждает эти разрешения для сварщиков.

Национальный стандарт определяет уровень неразрушающего контроля, применяемого во время строительства. Обычно неразрушающий контроль — это одно или несколько из следующих.

  • Магнитные частицы или пенетрант красителя (для дефектов поверхности шва).

Испытание на проникновение красителя обнаруживает только неоднородности, которые находятся на поверхности, в то время как испытание магнитными частицами обнаруживает не только поверхностные трещины, но и те дефекты, которые очень близки к поверхности.

  • Радиография (для выявления внутренних дефектов сварных швов).

Рентгеновский контроль позволяет обнаружить трещины и включения на поверхности, но это невероятно дорого. Обычно для критических сварных швов, например, на атомных станциях и подводных лодках, выполняется только рентгеновский контроль.

  • Ультразвуковой (для внутренних дефектов сварных швов).

Ультразвуковой контроль может обнаруживать поверхностные и подповерхностные дефекты и проводится путем направления высокочастотной звуковой волны через металл и сварку.

Степень неразрушающего контроля зависит от материала и толщины (т.е. зависит от сложности сварки). В некоторых стандартах используется подход «совместного фактора», который позволяет сократить объем неразрушающего контроля при увеличении предполагаемой толщины. Этот общий фактор выбирается и применяется на начальном этапе проектирования.

Перед поставкой по большинству стандартов требуется испытание под давлением в присутствии контролирующего органа. Поскольку ее нельзя сжимать, предпочтительной жидкостью для испытаний является вода.Если воздух является единственной возможной испытательной жидкостью, необходимо принять особые меры предосторожности и провести консультации с контролирующим органом и другими соответствующими правоохранительными органами. Испытательное давление обычно в 1,2–1,5 раза превышает расчетное давление, которое прикладывают постепенно и удерживают в течение заданного периода времени, чтобы продемонстрировать соответствие емкости.

При поставке и вводе в эксплуатацию заказчик принимает на себя ответственность за безопасное обслуживание. Законодательство может также требовать периодических проверок в течение всего срока службы судна и может потребовать вмешательства регулирующего органа в отношении определенного существенного содержимого.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что многие критерии важны для выбора бойлера высокого давления, который лучше всего подходит для вашего собственного процесса. Прежде всего, необходимо хорошо знать все условия процесса. Таким образом, можно создать наиболее подходящий дизайн в соответствии с технологическим процессом и выбрать наиболее подходящий материал. Однако, даже если все эти этапы выполняются правильно, может потребоваться проверка всех этапов производства с помощью неразрушающего контроля после этапа производства.Не следует забывать о проведении технического обслуживания в течение определенного периода времени после начала использования сосуда высокого давления. Следует отметить, что напорный котел, изготовленный по нормам, более безопасен. Стандарты, признанные во многих странах в этом отношении, были установлены ASME.

Высококачественный инжиниринг и материально-техническое обеспечение

YENA Engineering поставляет сосуды высокого давления из материалов различных марок и толщин. Наши предприятия являются производителями сопутствующих товаров, сертифицированными по стандартам ASME U и S.
YENA Engineering может предоставить кожухотрубные теплообменники. Мы рады предложить индивидуальный дизайн и изготовление теплообменников.

Для получения дополнительной информации посетите https://yenaengineering.nl/pressure-vessels/

или свяжитесь с нами https://yenaengineering.nl/contact/

Ссылки

  1. https: // www.springer.com/gp/book/9780412054815
  2. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=15034
  3. https: // www.pressure-vessels.net
  4. https://www.wattco.com/2015/02/what-is-a-pressure-vessel/
  5. http://www.allweld.ca/blog/pressure-vessel-fabrication -a-short-overview /
  6. https://www.asme.org/certification-accreditation
  7. https://nigen.com/asme-pressure-vessel-welding-code-rules/
  8. http: // thermopedia.com/content/1058/
  9. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/pressure-vessel-market
  10. https://www.cimtas.com/CompanyPresentation/downfiles/brochures/pvg.pdf
  11. https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/pressure-vessel-market-116301805.html
  12. https://www.nproxx.com/different-types-of-pressure-vessel/

Тепловое расширение — Обучение подрядчиков

Тепловое расширение

от Rich Grimes

В предыдущих статьях мы рассмотрели несколько тем, связанных с нагревом воды, и продолжим тему теплового расширения. Тепловое расширение будет происходить всякий раз, когда есть источник тепла и трубопроводная петля «замкнута».Это означает, что трубопровод работает как замкнутый контур, отделенный от поступающей пресной воды обратным клапаном устройства обратного потока. Системы с замкнутым контуром обычно работают при более низком давлении в системе, чем давление поступающей холодной воды. Отопительный котел с замкнутым контуром — хороший пример такой системы. Вода в замкнутом контуре трубопровода непригодна для питья и не должна попадать обратно в систему холодного водоснабжения. После установки устройства обратного слива и нагрева петли произойдет тепловое расширение, которое необходимо контролировать.Это также проблема для бытовых водонагревателей, установленных на трубопроводе «разомкнутого контура» из-за требований кода устройств BFP.

ИСТОРИЯ

Для водогрейных котлов всегда требовался расширительный бак, и его размеры рассчитывались с учетом теплового расширения системы. Водонагреватели традиционно устанавливались без обратного клапана на подаче холодной воды, поэтому трубопровод холодной воды поглощал расширяющуюся нагретую воду. В более крупных коммерческих системах будет использоваться поворотный обратный клапан, чтобы предотвратить перегрев подачи холодной воды.Простые стальные расширительные баки нельзя было использовать в системах пресной воды, поэтому обычной практикой было просверлить отверстие диаметром ¼ дюйма в заслонке обратного клапана, чтобы позволить горячей воде уйти в систему подачи холодной воды. Это звучит безумно, но это было задокументировано в литературе различных производителей и действительно помогло решить проблему. Но это не устранило проблему.

Но появилась система предотвращения обратного потока, и это вызвало немедленную потребность в управлении внутренним тепловым расширением. Основа BFP — предотвращение перекрестного загрязнения, но в результате получился «замкнутый» контур трубопровода, который испытывал тепловое расширение, как в бойлере! Это похоже на закон Ньютона, потому что для каждого действия существует равное и противоположное противодействие.Внезапно возникли проблемы с расширением, которых раньше не было!

Производители расширительных баков снабдили баки внутренними баллонами, которые могут находиться под давлением, и отделить стальной бак от пресной воды. Такая же конструкция резервуаров использовалась в системах колодцев с пресной водой.

Сегодня предотвращение обратного потока является стандартной практикой при установке в бытовых системах холодного водоснабжения. Существуют различные устройства BFP и теплового расширения, которые можно использовать в зависимости от требований местного законодательства.

ПРИНЦИП

Воду нельзя сжимать как воздух, поэтому она расширяется, создавая больший объем. Это расширение создает повышение давления, которое может быть задержано обратным клапаном или BFP. Вода будет расширяться со скоростью 0,000023 процента на каждый градус повышения температуры. Это может показаться не таким уж большим, но если водонагреватель на 30 галлонов нагреть с 60ºF до 140ºF (подъем 80ºF), его объем увеличится на 0,55 галлона. Дополнительные ½ галлона воды должны расширяться по мере увеличения объема.Если нет средств контроля расширения, расширяющаяся вода поднимет предохранительный клапан, чтобы выпустить дополнительный объем и повысить давление. Клапаны сброса температуры и давления будут работать при температуре 210ºF или 150 фунтов на квадратный дюйм. Расширяющаяся вода может легко превысить номинальное значение клапана T&P 150 фунтов на квадратный дюйм при нагревании «закрытого» водонагревателя. Обычно это наблюдается в конце цикла нагрева, когда предохранительный клапан поднимается на несколько секунд. Это также часто ошибочно диагностируется как неисправный предохранительный клапан, и запасной предохранительный клапан функционирует так же, как «неисправный» клапан, слива воды.

Расширение — это преимущественно проблема давления, но температура ускоряет расширение. Тепловое расширение, расширение, вызванное нагреванием. Новые водонагреватели имеют чистую поверхность нагрева и могут подвергаться тепловому расширению там, где у старого водонагревателя таких признаков не было. Я также видел, что дома с ½-дюймовым трубопроводом испытывают больше проблем с расширением, чем дома с ¾-дюймовым трубопроводом. Это связано с той же скоростью увеличения объема с меньшим количеством трубопроводов для поглощения расширения. Старые обогреватели, заполненные накипью, имеют удлиненный, более медленный цикл нагрева, который помогает постепенно добавлять расширение.

Это также позволит вам понять, насколько масштабное расширение может быть достигнуто за счет больших коммерческих систем с высокими потребляемыми значениями BTU.

БАКИ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

Бытовые расширительные баки обычно изготавливаются из стального кожуха с эпоксидным покрытием. У них есть внутренний пузырь из бутилкаучука, который отделяет голую сталь от пресной воды. У них есть штуцер для подключения к источнику холодной воды и штуцер для подачи воздуха для предварительного нагнетания давления в баллоне.Давление в баллоне ДОЛЖНО быть установлено равным или немного превышающим давление поступающей холодной воды. Это очень важно при установке расширительного бачка. Рекомендуется установить на 10 фунтов / кв. Дюйм больше измеренного давления холодной воды, чтобы компенсировать колебания давления. Например, в районе обычно утром (время интенсивного использования) немного меньше давление, чем в 14:00, когда потребление воды меньше. Давление холодной воды следует измерять с помощью манометра со шланговой головкой или аналогичного индикатора с круговой шкалой.Почти каждый расширительный бачок поставляется с заводской заправкой до 40 фунтов на квадратный дюйм. В то время как для скважинной системы можно ожидать 40 фунтов на квадратный дюйм, во Флориде распространены давления от 60 до 80 фунтов на квадратный дюйм. Резервуар, предварительно заряженный до 40 фунтов на квадратный дюйм и установленный на системе 60 фунтов на квадратный дюйм, будет неэффективным. Воздух из мочевого пузыря полностью выталкивается в резервуар и не может поглотить никакого расширения. Расширительный бак должен быть предварительно заправлен без давления воды для правильной настройки.

Также критично подключение расширительного бачка к холодному водопроводу.Расширительный бак ДОЛЖЕН быть установлен между водонагревателем и обратным клапаном холодной воды или BFP. Горячая вода будет пытаться расширяться от нагревателя к источнику холода, где она поглощается расширительным баком.

Расширительные баки мочевого типа могут быть установлены в наиболее удобном месте и подключены к системе по трубопроводу, в отличие от баков гравитационного типа, которые должны быть расположены в самой высокой точке системы. Баки-дозаторы также меньше по размеру, чем открытый гравитационный бак, из-за их способности поглощать расширение в большем объеме.

Размеры расширительных баков зависят от объема воды, температуры и давления поступающей воды, температуры хранимой воды и, возможно, некоторых факторов давления и расширения. Существуют различные программы калибровки, доступные в печати и в Интернете. Есть, наверное, от десяти до двадцати производителей отечественных расширительных баков. Существуют также баки баллонного типа большего размера для коммерческого использования.

РЕЗЮМЕ

Бытовые расширительные баки

требуются сегодня в большинстве систем из-за устройств предотвращения обратного потока.Эти устройства обеспечивают надежное отключение, которое не допускает теплового расширения. Существуют также другие средства ограничения расширения, но большинство из них включает самозакрывающийся клапан, который поднимает и позволяет сбросить дополнительный объем до подъема T&P клапана нагревателя. Баки типа Bladder обеспечивают надлежащую защиту от расширения, а также небольшую защиту от гидроудара и термического удара. Системы, которые подвергаются сильному удару или термическому удару, должны быть снабжены дополнительной защитой, такой как амортизаторы гидроудара или амортизаторы.

Важно предварительно заправить расширительный бак и убедиться, что подключение к системе находится между водонагревателем и обратным клапаном / BFP. Если резервуар существует и имеет неправильное давление воздуха предварительной зарядки, необходимо сбросить давление холодной воды, чтобы можно было правильно установить давление воздуха в резервуаре. Баки теплового расширения продлят срок службы водонагревателей, поскольку они поглощают избыточный объем, созданный тепловым расширением. Предотвращение обратного потока является основным условием защиты наших систем водоснабжения от загрязнения перекрестными соединениями.Эта технология создала потребность во внутренних устройствах теплового расширения, которые никуда не денутся.

Спасибо, до встречи в следующей статье!

С уважением,

Рич Граймс

Сосуды под давлением — Определение, типы и использование сосудов под давлением

Введение:

Сосуды под давлением используются для хранения и передачи жидкостей, паров и газов под давлением в целом. Эти находки будут оказывать одинаковое давление во всех направлениях на стенки и концы сосудов под давлением.Из-за внутренней нагрузки на определенные участки стенки цилиндра (сосуда высокого давления) возникают напряжения.

Сосуды под давлением (цилиндрические или сферические резервуары) обычно используются в технике для хранения жидкости под давлением.

Типы сосудов под давлением:

Ниже приведены основные типы сосудов под давлением :

  • По окончанию строительства
  • По габаритам

Сосуд под давлением в зависимости от конструкции конца:

В зависимости от конструкции конца, сосуды под давлением могут быть открытыми или закрытыми.Простой цилиндр с поршнем является примером сосуда с открытым концом, тогда как резервуар является примером сосуда с закрытым концом. Из-за давления жидкости окружные или кольцевые напряжения включаются в случае сосудов с открытым концом, тогда как продольные напряжения в дополнение к окружным напряжениям индуцируются в случае сосудов с закрытым концом.

Сосуды под давлением в соответствии с размерами:

По габаритам сосуды под давлением могут быть тонкими или толстыми. Решающим фактором среди тонких и толстых корпусов является толщина его стенок и диаметр корпуса, если отношение t / d меньше 1/10, сосуд называют тонким корпусом, а если соотношение больше 1/10, то говорят, что он толстая оболочка.Тонкие оболочки используются в котлах, резервуарах и трубах, тогда как толстые оболочки используются в цилиндрах высокого давления, цистернах, стволах пушек.

Использование сосудов под давлением:

Сосуды под давлением используются для хранения жидких паров и газов под давлением.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *