Конструкция мембранного гидроаккумулятора
Работа мембранного расширительного бака основана на способности воздуха сжиматься под давлением. В отличии от воды, объем которой фактически не изменяется с ростом давления, изменение объема воздуха прямо пропорционально изменению внешнего давления. Поэтому главным функциональным элементом расширительного бака всегда есть воздух, заключенный в корпусе бака и динамически ограниченный поверхностью мембраны. Именно воздух, сжимаясь под давлением (пропорционально уменьшая объем с ростом внешнего давления воды), отдает часть занимаемого пространства аккумулированной воде, отбирает его обратно и выталкивает воду при понижении давления в системе, создавая для воды эффект «пружины». Отсутствие в баке воздуха исключает бак из работы и превращает его в бесполезный «аппендикс» в системе, что чревато не только нарушением работы системы отопления или водоснабжения, но и выходом из строя других компонентов системы.
В большинстве случаев применения гидроаккумулятора в системе водоснабжения предварительное давление воздуха должно быть установлено на 10% ниже, чем давление включения насоса. Это означает, что если включение насоса происходит при давлении в 3 бара (минимальное давление в системе равно 3 бара), в баке должен предварительно установить давление воздуха, равное 2,7 бар. Исключение из правила относится к насосам с плавным пуском, частотным регулированием и к специфике использования баков в системах, в которых минимальное значение давления в системе водоснабжения оказывается периодически ниже, чем давление включения насоса. Избыточное начальное давление воздуха в гидроаккумуляторе сокращает его полезный объем, приводит к некорректным деформациям мембраны и эффекту кратковременного разрыва струи. Низкое давление (недостаточный «подпор воздуха») вызывает дополнительную механическую нагрузку на мембрану, микробиологическое ухудшение качества воды, связанное с образованием нециркулируемых объемов воды (зон застоя) внутри мембраны, засорением и развитием микроорганизмов.
A – Резьбовой патрубок для соединения с системой
B – Фланец/контрфланец
C – Корпус
D – Эластичная мембрана
I – Воздушный клапан
F – Верхний держатель мембраны
G – Платформа для установки насоса или крепления пульта управления насосом
H – Опоры
А) Для соединения с системой водоснабжения, отопления или другой гидро-, термо-системой расширительный бак содержит соединительный патрубок с наружной или внутренней резьбой. Баки больших размеров могут комплектоваться фланцевым соединением с системой.
В) Фланец изготавливают чаще всего из углеродистой или нержавеющей стали. Фланец из углеродистой стали покрывают протекторным слоем цинка гальваническим способом или погружением в расплавленный металл. В отдельных случаях слой цинка заменяют защитным лакокрасочным покрытием.
С) Самые распространенные конструктивные материалы для изготовления корпуса расширительного бака - листовая углеродистая стали, нержавеющая сталь или армированный композит. Материал, толщина, качество сварных швов, характеристика наружного и внутреннего покрытия определяют механическую прочность бака, максимальное рабочее давление, скорость сквозной коррозии.
D) Форма, размеры, компонентный состав синтетического каучука мембраны определяются спецификой и условиями применения расширительного бака.
I) Воздушный клапан служит для периодического контроля или изменения уровня начального давления воздуха в расширительном баке.
F) Верхним держателем мембраны обычно комплектуются гидроаккумуляторы объемом 100 литров и больше (некоторые производители устанавливают держатели мембраны в баки объемом от 60 литров). Держатель обеспечивает сохранение корректной формы мембраны, правильность линейного удлинения/сжатия и распределения механических нагрузок. Держатель мембраны также содержит технологическое отверстие и резьбовой патрубок для подключения воздухоотводчиков (сброс растворенного в воде воздуха, который может периодически накапливаться в тупиковом пространстве мембраны и сокращать полезный объем бака) и/или контрольно-измерительных устройств.
