Autonomní instalatérství, které nezávisle dodává vodu do míst analýzy jako v městském bytě, již dávno přestalo být kuriozitou. To je norma předměstského života, kterou je třeba jen správně navrhnout, sestavit a vybavit zařízením, které dokáže spustit a zastavit systém při používání jeřábů.
Expanzní nádrž pro zásobování vodou zajistí stabilní provoz nezávislé sítě. Chrání před vodními rázy, výrazně prodlužuje životnost čerpacího zařízení, zaručuje pravidelné plnění systému vodou a eliminuje nutnost jeho nošení v kbelících.
Jsme rádi, že vám můžeme představit vlastnosti zařízení a princip fungování hydraulického akumulátoru. Pečlivě jsme popsali pravidla pro výběr membránové nádrže, specifika instalace a připojení. Informace navržené ke zvážení jsme doplnili užitečnými ilustracemi, diagramy a video tutoriály.
Charakteristika uzavřených expanzních nádrží
Hydraulická nádrž (nebo hydraulický akumulátor, expanzní nádrž) je kovová hermetická nádoba, která slouží k udržování stabilního tlaku ve vodovodním systému a vytváření zásob vody různých objemů.
Na první pohled by výběr a instalace tohoto zařízení neměly způsobovat potíže – v každém internetovém obchodě můžete vidět mnoho modelů, které se jen mírně liší tvarem a objemem, ale neliší se výrazně ve své funkčnosti.
Vůbec to tak není. V zařízení expanzní nádrže a principu její činnosti je mnoho nuancí.
Hydraulický akumulátor je povinnou součástí automatizovaného nezávislého vodovodního systému, který plní řadu významných funkcí
Hydraulická nádrž v tandemu s tlakovým spínačem poskytuje příležitost k automatizaci provozu zařízení pro příjem vody a prodloužení jeho životnosti
Hydraulická nádrž ve schématu s čerpadlem do vrtu má větší objem, je instalována odděleně od jednotky pro příjem vody
Ve složitých vodovodních systémech, ve kterých může klesnout tlak buď z větvení nebo z dlouhé trasy, se jako další záložní body používají hydraulické nádrže.
Pokud během nasávání vody existuje možnost pracovat s „suchým chodem“, akumulátor pracuje v tandemu s automatizační jednotkou, nikoli s tlakovým spínačem
Vlastnosti zařízení a design
Různé modely expanzních nádrží mohou mít omezení ohledně způsobu jejich použití – některé jsou určeny pouze pro práci s průmyslovou vodou, jiné lze použít pro pitnou vodu.
Podle konstrukce se akumulátory rozlišují:
- nádrže s vyměnitelnou hruškou;
- nádrže s pevnou membránou;
- hydraulické nádrže bez membrány.
Na jedné straně nádrže s odnímatelnou membránou (nádrž se spodním připojením je dole) je speciální závitová příruba, ke které je hruška připevněna. Na zadní straně je vsuvka pro čerpání nebo odvzdušňování vzduchu, plynu. Je určeno pro připojení ke konvenční automobilové pumpě.
V nádrži s vyměnitelnou hruškou je voda čerpána do membrány, aniž by se dotýkala kovového povrchu. Výměna membrány se provádí odšroubováním příruby, kterou drží šrouby. U velkých nádob je pro stabilizaci náplně zadní stěna membrány dodatečně připevněna k bradavce.
Životnost vyjímatelné žárovky závisí na nastavení tlaku vzduchu v prostoru akumulátoru plynu. Někdy, za účelem vytvoření větší zásoby vody, uživatel sníží množství vzduchu a zvýší množství vody v baňce. To způsobí, že se membrána dotkne stěny nádrže a dojde k rychlému oděru.
Vnitřní prostor nádrže s pevnou membránou je jím rozdělen na dvě komory. Jedna obsahuje plyn (vzduch), druhá přijímá vodu. Vnitřní povrch takové nádrže je pokrytý barvou odolnou proti vlhkosti.
Nejčastěji se pro topné systémy používají nádrže s pevnou membránou. Protože membrána je prvek, který selhává mnohem rychleji, životnost takové nádrže je kratší než u zařízení s odnímatelnou hruškou
Existují také hydraulické nádrže bez membrány. V nich nejsou přihrádky na vodu a vzduch ničím odděleny. Princip jejich fungování je také založen na vzájemném tlaku vody a vzduchu, ale při takto otevřené interakci dochází ke smíchání dvou látek.
Výhodou takových zařízení je absence membrány nebo hrušky, která je u běžných akumulátorů slabým článkem.
Expanzní nádoby lze externě rozdělit pouze na horizontální a vertikální modely, ale jejich provozní parametry mohou být velmi odlišné.
Difúze vody a vzduchu vyžaduje poměrně častou údržbu nádrží. Zhruba jednou za sezónu je potřeba načerpat vzduch, který se postupně mísí s vodou. Výrazné snížení objemu vzduchu i při normálním tlaku v nádrži způsobuje časté zapínání čerpadla.
Hydraulické akumulátory ve vodovodních systémech snižují pravděpodobnost vodních rázů, chrání čerpadla před příliš častým zapínáním, umožňují vytvářet zásobu vody a udržovat tlak v okruhu
Princip činnosti akumulátoru
Uzavřené hydraulické nádrže pro zásobování vodou fungují podle následujícího schématu: čerpadlo dodává vodu do hrušky, postupně ji plní, membrána se zvyšuje a vzduch je stlačen, který se nachází mezi hruškou a kovovým pouzdrem.
Čím více vody vnikne do hrušky, tím více tlačí na vzduch a on má zase tendenci vytlačovat ji z nádoby. V důsledku toho se tlak v nádrži zvyšuje, což vede k vypnutí čerpadla.
Po určitou dobu, když v systému proudí voda, stlačený vzduch udržuje tlak. Tlačí vodu do vodovodního potrubí. Když jeho množství v membráně klesne natolik, že tlak klesne na spodní mez, sepne se relé a čerpadlo se opět zapne.
V hydraulické nádrži dochází k neustálé interakci vody a plynu, které jsou navzájem odděleny pryžovou membránou. Objem kapaliny uvnitř zařízení je regulován množstvím plynu (jeho tlakem) (+)
Klasifikace podle oblasti použití
Nádrže pro zásobování vodou a pro topný systém by se neměly zaměňovat, takže při výběru musíte zjistit jejich účel. Pro jasnou identifikaci výrobci barví akumulátory pro vytápění v červené barvě, pro zásobování vodou – v modré barvě.
Některé však toto označení nedodržují, takže následující údaje mohou sloužit jako rozlišovací znak zařízení:
- pro přívod vody bude maximální teplota pro použití akumulátoru až 70 ° C, přípustný tlak může dosáhnout 10 barů;
- zařízení určená pro topný systém snesou teploty až +120 ° C, provozní tlak expanzní nádoby často není vyšší než 1,5 bar.
Všechny nejdůležitější parametry jsou uvedeny na ozdobném uzávěru (typovém štítku), který uzavírá vsuvku.
Zařízení určené pro topný systém slouží jako přídavná nádrž, která umožňuje, aby se chladicí kapalina při zahřátí volně roztahovala. Bez něj je systém odsouzen k záhubě.
Seznam funkcí, které hydraulická nádrž provádí v systému studené vody (zásobování studenou vodou), je mnohem širší:
- Udržování rovnoměrného a konstantního tlaku v přívodu vody. Vlivem tlaku vzduchu se tlak po určitou dobu udržuje i při vypnutém čerpadle, dokud neklesne na nastavené minimum a čerpadlo se znovu nerozběhne. Tlak v systému je tak udržován i při současném použití několika vodovodních armatur.
- Ochrana proti opotřebení čerpacího zařízení. Zásoby vody obsažené v nádrži umožňují používat zásobu vody po určitou dobu bez zapnutí čerpadla. To snižuje počet operací čerpadla za jednotku času a prodlužuje jeho provoz.
- Ochrana proti vodním rázům. Prudký skok v tlaku v přívodu vody při zapnutí čerpadla může dosáhnout 10 nebo více atmosfér, což negativně ovlivňuje všechny prvky systému. Membránová nádrž absorbuje náraz a vyrovnává tlak.
- Tvorba zásob vody. Když je elektřina vypnutá, vodovodní systém bude vydávat vodu alespoň krátkou dobu, ale po určitou dobu.
Pro potrubí ohřívače vody se používají expanzní nádoby, které odolají vysokým teplotám.
Materiály pro hydropneumatická zařízení
Membrána expanzní nádrže je vyrobena z různých materiálů, které během provozu odolávají různým teplotním rozsahům.
V hydroakumulátorech se používají:
- Přírodní kaučuk – NATURAL. Materiál může přijít do styku s pitnou vodou, slouží k akumulaci studené vody. Časem z něj může začít unikat voda. Odolává teplotám od -10 do 50 °C nad nulou.
- Syntetický butylový kaučuk – BUTYL. Nejuniverzálnější, voděodolný, používaný pro vodárenské stanice, vhodný pro pitnou vodu. Provozní teplota se může pohybovat od -10 do 100 °C.
- Syntetická pryž z etylen-propylenu – EPDM. Propustnější než předchozí, může přijít do styku s pitnou vodou. Rozsah přípustných teplot je od -10 do 100 °C.
- SBR pryž se používá pouze pro technologickou vodu. Teplota použití je stejná jako u předchozích značek.
Pro organizaci zásobování studenou vodou je nutné zvolit nádrže s hruškou z potravinářské pryže se zlepšenými elastickými vlastnostmi, které lépe tlumí hydraulické rázy a udržují stabilní tlak vody v systému.
Těleso nádrže je nejčastěji vyrobeno z legované oceli, odolné vůči korozi, z vnější strany opatřené nátěrem a lakováním. V prodeji najdete i nerezové nádoby, velmi odolné, ale zároveň drahé.
Výpočet objemu nádrže před výběrem
V prodeji jsou nádrže o objemu 24 až 1000 litrů. Který z nich si vybrat, budou vyzvány výpočty, jejichž výsledek by měl být zaokrouhlen nahoru. Při výběru nádrže s odnímatelnou membránou je třeba mít na paměti, že objem vody zabírá 30 % celkového objemu nádrže, to znamená, že ve 100litrové nádrži bude zásoba vody přibližně 30 litrů.
Tabulka ukazuje vztah mezi parametry tlaku vzduchu v plynovém prostoru akumulátoru s nastavením relé a velikostí nádrže (+)
Charakteristickým rysem malých nádrží je, že často nemají ventil na vypouštění vzduchu z gumové žárovky. To může způsobit nepříjemnosti během provozu. Velké nádrže mají takový ventil a kromě toho, že vytvoří větší zásobu vody, lépe udrží stabilní tlak v systému.
Pro autonomní systém s jedním nebo dvěma kohoutky si obvykle kupují malou nádrž o objemu do 10 litrů
Akumulátory o objemu 14 – 35 litrů dobře fungují v tandemu s povrchovými čerpadly, která nejsou příliš citlivá na častou aktivaci startů / vypínání
Spádová čerpadla jsou citlivější na časté spouštění s odstávkami, as jejich konstrukce má více rotačních částí
Pro minimalizaci startů ponorných čerpadel jsou do schématu zásobování vodou zahrnuty nádrže o objemu 50 litrů nebo více. Totéž platí pro regiony s výpadky elektřiny.
Publikováno: Jevgenij Afanasjev
Aktualizováno: 09.02.2021
Jedním z hlavních prvků čerpací stanice, která pracuje v automatickém režimu a je řízena tlakem vody v systému, je hydraulický akumulátor. Často se také nazývá uzavřená expanzní nádrž, ačkoli tato definice, upřímně řečeno, při aplikaci na systém zásobování studenou vodou není zcela správná. Toto zařízení plní řadu důležitých funkcí, bez kterých je čerpací stanice jako taková v zásadě nemožná.
Kalkulačky pro výpočet objemu hydraulického akumulátoru
Šéfredaktor projektu Stroyday.ru. Inženýr.
Jedním z hlavních parametrů hydraulického akumulátoru je jeho kapacita. Přesněji celý objem nádrže, který je rozdělen membránou („hruška“) na vzduchovou a vodní komoru. Důležité je vybrat takovou, která nezabere místo navíc, tedy pokud možno skladnější a zároveň provoz domácí vodárny maximálně zkomfortní a hospodárný. Musíme najít „zlatý průměr“ a s tím nám pomohou kalkulačky pro výpočet objemu hydraulického akumulátoru.
Budete muset vyřešit dva problémy postupně, to znamená, že vám budou nabídnuty dvě kalkulačky. Každý z nich přichází s krátkým vysvětlením.
Stanovení optimálního objemu hydraulického akumulátoru
Existuje několik přístupů k výběru optimálního objemu této nádrže. Doporučují například tabulky, ve kterých je spotřebitel vyzván k využití rezervy vody vytvořené v baterii.
V našem případě používáme recepturu, která byla vyvinuta jedním z předních výrobců takového zařízení a je ideální pro případ čerpací stanice.
Samotný vzorec nebudeme uvádět – jednoduše vypíšeme veličiny, které potřebujeme pro výpočet.
- Přibližný maximální průtok vody, vyjádřený v litrech za minutu. Určení tohoto průtoku bude prvním krokem v naší sérii výpočtů.
Kalkulačka maximálního průtoku vody
Vysvětlivky pro výpočet spotřeby
Všechno je docela jednoduché. Vodovodní armatury a domácí spotřebiče připojené „přes vodu“ se vyznačují určitým průměrným průtokem. Pokud zadáte ta zařízení a příslušenství, která jsou k dispozici nebo se plánuje instalace v domě, program shrne jejich indikátory.
Je jasné, že všechna zařízení se současně používají extrémně zřídka, ne-li nikdy. Ale pro tento účel má algoritmus kalkulačky speciální „plovoucí“ hodnotu, která bere v úvahu pravděpodobnostní složku konečného výsledku.
Získaný výsledek bude vyžadován pro další výpočty.
Vraťme se k veličinám pro základní vzorec.
- Budou vyžadovány tři hodnoty tlaku – předběžné čerpání vzduchové komory hydraulického akumulátoru, jakož i spodní a horní práh čerpadla. To znamená, že minimální tlak v systému, při kterém se čerpadlo spustí a doplňuje nádrž vodou, a maximální tlak, při kterém se vypne napájení instalace.
Ani tyto hodnoty samozřejmě nejsou vytažené ze vzduchu. Existují určitá doporučení pro výběr optimálních ukazatelů. Informace o tom jsou dobře prezentovány na našem portálu.
Jaké indikátory tlaku se používají při seřizování čerpací stanice?
Čerpací stanice je ovládána tlakovým spínačem. A při jeho nastavování by měly být použity hodnoty tlaku, které zajistí nejpohodlnější provoz, který je bezpečný pro samotný systém. Jak a podle jakých parametrů se provádí úprava čerpací stanice – čtěte ve speciální publikaci našeho portálu.
- Nakonec budete muset určit maximální počet spuštění čerpadla za hodinu. Takové doporučení je velmi často obsaženo v pasových údajích čerpacích zařízení. Pokud ne, můžete se řídit následujícím doporučením:
Je vhodné, aby čerpadlo i při téměř nepřetržitém provozu vodovodního systému při maximálním průtoku vody bylo zapnuto maximálně jednou za 1-4 minut. To znamená, že to dopadne 5÷12krát za hodinu.
Jsou uvedeny všechny potřebné počáteční údaje – můžete přistoupit k výpočtu.
