Гаряча побутова вода. Багатофункціональний бак.

Головна > Бак для ГВП

Середньостатистична частота відмов мембранних баків в системах ГВС на порядок випереджає кількість відмов баків, що застосовуються в системах опалення та водопостачання. Аналіз відмов дозволив зробити певні висновки і виробити ряд рекомендацій, що дозволяють уникнути передчасної втрати працездатності бака і забезпечити йому повноцінне виконання функцій компенсатора в системі ГВП.

Ми зупинимо увагу на дві особливості, необхідних для тривалого функціонування бака - початковому тиску повітря в баку і специфіці навантаження на мембрану бака в системах ГВС.

Часто інсталятори і споживачі користуються спрощеними методами вибору бака для ГВП. Визначилися з призначенням, розрахували загальний об'єм бака, перевірили відповідність максимальної температури і тиску заданих умов експлуатації, вибрали фланцевий бак зі змінною харчової мембраною для того, що б можна було б швидко замінити пошкоджену мембрану, і придбали бак, якщо ціна прийнятна і не перевищує бюджетні обмеження. Здається, ніде не помилилися. Так чому ж настільки часто виникає повторювана ситуація - заміна пошкодженої мембрани, яка відпрацювала неприйнятно короткий термін, або повна заміна бака на іншу модель іншого виробника за вищою ціною в спробі знайти більш надійне і довговічне рішення?

Почнемо, мабуть, спочатку. Багатофункціональний бак конструктивно схожий з традиційним гідроакумулятором для холодної води, але в системі ГВП виконує функцію традиційного експансомата, компенсуючого теплової зростання тиску при нагріванні води. Клапан скидання тиску також здатний захистити систему від неприпустимого тиску, але його робота супроводжується скиданням нагрітої рідини в дренаж і зайвими тепловими втратами. Експансомат покликаний захистити систему без критичного зростання тиску в контурі ГВС і без втрат теплової енергії. Багатофункціональний мембранний бак встановлюють на виході бойлера.

Тиск на вході повітря в багатофункціональному баку встановлюють на основі принципів звичайного гідроакумулятора, але з деякими застереженнями. На відміну від звичайного гідроакумулятора водопостачання початковий тиск в багатофункціональному баку встановлюють на основі компромісу між максимальною ефективністю використання обсягу бака і терміном служби бака в системі ГВП.

Для досягнення максимальної ефективності роботи бака варто було б брати до уваги тільки фактор ефективного використання його корисного об'єму, спрямованого тільки на компенсацію теплового розширення води, що нагрівається в замкнутому контурі ГВП. Такий результат можна було б отримати встановивши тиск підпору повітря в баку на рівні верхньої межі гідростатичного тиску холодної води в системі. З точки зору тривалого терміну служби мембрани варто було б обмежити межі механічної і теплової навантаження на мембрану, збільшити терміни досягнення межі витривалості. Щоб уникнути передчасного виходу з ладу мембрани лінійне розтягнення обмежують вибором достатнього обсягу бака, а початковий тиск повітряної подушки встановлюють так, що б максимально обмежити можливості деформацій стисненням, вигином, зрушенням мембрани при повному спустошенні бака. Багаторазова деформація такого роду активує підвищення жорсткості і утомлююча руйнування мембрани.

Термін служби експансомата в системі гарячого водопостачання визначається переважно швидкістю механічного зносу мембрани. У багатофункціональних фланцевих баках зі змінною мембраною розподіл навантаження на мембрану не рівномірно і концентрується в точках закріплення мембрани. Велике натяжіння змінної мембрани в баку ГВС через недостатнього підпору повітря створює додаткову надлишкове навантаження в зоні фланцевого кріплення мембрани. При подовженні на горловину мембрани, прилеглу до фланцевому вузлу, діють деформують зусилля, які в 4 рази перевищують зусилля, прикладені до периферійних ділянках. Як наслідок спільної дії теплового навантаження і критичної деформації локальних ділянок мембрани відбувається швидке накопичення втоми матеріалу і руйнування за принципом «де тонко там і рветься». Діагностика виходу з ладу багатофункціональних фланцевих баків часто визначає розрив змінною мембрани бака ГВП в районі фланцевого кріплення горловини.

З іншого боку повне спорожнення бака діє на змінну мембрану не менше негативно - схлопування, вигин, стиснення, скручування мембрани. В результаті накопичення втоми матеріалу при багаторазових критичних деформаціях закінчується руйнуванням в місцях вигину або в місцях дії надлишкової лінійної деформації.

Протитиск повітря в баку встановлюють на 0,2 бару нижче стабільного тиску в системі. Експансомат компенсує зростання тиску в закритій системі, поглинаючи обсяг розширення, а у відкритій системі (при відборі води) зберігає невеликий залишковий обсяг рідини. Але досить часто тиск не стабільно і змінюється в межах досить широкого діапазону. Тоді тиск підпору в багатофункціональному гидроаккумуляторе прирівнюють до значення середньозваженого робочого тиску в системі, зберігаючи баланс між ефективністю роботи і довговічністю мембрани.
 
Кращим варіантом в умовах нестабільного тиску буде застосування багатофункціонального бака з фіксованою діафрагмою. На відміну від камерних мембран діафрагма зберігає рівномірність розподілу деформирующих зусиль у всіх фазах навантаження в системі. При повному швидкоплинному спустошенні бака фіксована діафрагма не згиналася, не стискується, не утворює складки і зберігає лінійність і рівномірність деформації.

Мембранні багатофункціональні баки зі змінною мембраною рекомендується експлуатувати з збереженням остаточного обсягу води, що не завжди повноцінно реалізувати. Виконання цієї умови також дозволить уникнути характерного неприємного шуму і вібрацій в баку зі змінною мембраною, пов'язаних із закінченням води через деформовану мембрану в кінцевій фазі спустошення бака.

При значному діапазоні коливання тиску в системі початковий тиск повітря в баку встановлюють на рівні середньозваженого тиску в системі, а конструктивне перевагу в застосуванні отримують баки з фіксованою мембраною.

<< Назад