Jaký tlak by měl být v expanzní nádobě pro vodní systémy?

Vážení přátelé. V naší domácnosti existuje něco jako membránová nádrž. On je uzavřená expanzní nádrž. On je aqua baterie. Navíc je velmi pravděpodobné, že nemáme jeden takový tank, ale dva, nebo dokonce více. S největší pravděpodobností je jedno takové zařízení ve vodovodu a mnozí ho mají v topném systému. Taková nádrž musí být pod tlakem, nebo jednodušeji musí být nafouknutá. Pro huštění se používá pumpa na pneumatiky.

Jak obvykle čerpáme nádrž? Nejprve ze systému vypustíme vodu. Poté sejmeme uzávěr zakrývající vzduchovou vsuvku, připojíme hadici pumpy k vsuvce a začneme pumpovat. Tlak vzduchu kontrolujeme manometrem, který je nejčastěji připojen přímo k čerpadlu.

Jaký tlak vzduchu by měl být v nádrži bez vody? Na dobrém tanku by to mělo být napsáno. Můj říká (mám dobrý tank). Tlak vzduchu by měl být o 2 desetiny atmosféry nižší než spínací tlak vodního čerpadla. Znáte aktivační tlak vodního čerpadla? Pokud to nevíte, plýtvali jste vodou nadarmo. To se mělo vědět předem.

Ale jsem vždy příliš líný vypouštět vodu z vodovodu a zejména z topení. A někdy je potřeba nádrž načerpat. co dělat? Je možné načerpat nádrž, pokud je pod tlakem vody? Myslím, že je to možné, ale velmi opatrně! Abychom pochopili, na jaký tlak vzduchu bychom měli pumpovat naši nádrž, musíme důkladně porozumět tomu, jak to funguje z fyzikálního hlediska. Naštěstí jsou zde banální zákony a nejsou potřeba žádné vzorce. Vystačíme si se slovy.

Tlak vody a tlak vzduchu

V tomto článku nejprve zkoumám problém z teoretického hlediska. Neberu ani samotnou nádrž, ale ideální model a uvidím, jaké procesy v ní probíhají. A teprve ke konci článku upozorňuji, jak se náš ideální model liší od skutečného tanku

To jsou, jak říkají v Oděse, dva velké rozdíly. Voda je nestlačitelná, takže je v podstatě nemožné vytvořit tlak ve vodovodu stlačováním vody. A díky čemu je to možné? Jen kvůli dvěma věcem. Kvůli vodě se natahuje vše, co se natáhnout dá. Například trubky nebo hadice.

Myslím, že jako nádrž nám může dobře posloužit ohebná zahradní hadice o délce 25 a více metrů, kterou mimochodem není třeba pumpovat. Ale ani to neuchová vodu. Chrání pouze před nárazy vody. Takže nápad je vhodný pouze pro zalévání zahrady, ale ne pro zásobování vodou.

Schůdnější nápad je vytvořit tlak vody pomocí vzduchu. Vzduch se ve skutečnosti velmi dobře stlačuje a může jednoduše fungovat jako pružina. Proto se používá v uzavřených expanzních nádržích. Podívejme se na následující schéma. Na něm jsem zobrazil expanzní nádrž. Ale podmíněně, abyste pochopili, jak to funguje z hlediska principu, a ne ze skutečného zařízení. Vše je zde velmi zjednodušené. Máme válec, ve kterém se pohybuje píst. Na jedné straně pístu je voda, na druhé vzduch. Hlavní fyzikální zákon, který nás bude zajímat, je ten, že když se objem plynu zmenšuje při konstantní hmotnosti a teplotě plynu, zvyšuje se tlak. Závislost je lineární. Snížil objem 2krát – tlak se zvýšil 2krát.

Ideální expanzní nádoba

Vytvořili jsme tlak vzduchu, ale voda není připojena

Ideální expanzní nádoba
Je tam tlak vzduchu, ale žádná voda.

Předpokládejme, že jsme napumpovali naši nádrž vpravo vzduchem na tlak 1 bar na tlakoměru. V tomto případě je zcela zřejmé, že píst pod tlakem vzduchu bude přitlačen k levému konci našeho válce. Předpokládejme, že jsme nalevo umístili zanedbatelné množství vody. No, 1 gram nebo 1 náprstek nebo 1 kubický cm. na tom nezáleží. Otázka. Pod jakým tlakem bude tato kapka vody? Pod tlakem 1 atmosféra. Ve skutečnosti trochu víc, protože tato kapka posunula náš píst o nějaký mikron, objem plynu se zmenšil a tlak vzrostl. Ale protože množství vody je zanedbatelné, nebudeme uvažovat ani o zvýšení tlaku. Co je zde ještě důležité? Faktem je, že tuto kapku jsme mohli umístit pouze na levou stranu nádrže pomocí zařízení (čerpadla), které vytváří tlak větší než tlak vzduchu, protože působíme vodou proti vzduchu. V našem případě se jedná o více než jeden pruh.

Začneme plnit nádrž vodou

Ideální expanzní nádoba

Vlevo voda, vpravo vzduch. Tlak vody je vyvážen tlakem vzduchu. Tlak obou látek je dvojnásobek tlaku vzduchu v nádrži bez vody

Co se stane, když nádrž naplníme vodou na polovinu jejího objemu? Objem vzduchu se sníží 2krát. Tlak v prázdné nádrži byl 1 bar. Z poloviny naplněné vodou byly 2 bary. Tlak v přívodu vody se také stal 2 bary. Vše je velmi logické. Můžeme dát další čtvrtinovou nádrž vody nalevo? Předpokládejme, že ano. Může. V tomto případě se objem obsazený vzduchem sníží o další faktor 2 a získáme tlak vzduchu 4 atmosféry. Tlak vody v systému bude také 4 atmosféry.

Na jaký objem můžeme stlačit vzduch vpravo? V ideálním schématu, myslím, velmi. Dokud se vzduch nestane tekutým, předpokládám. V reálných podmínkách stále nemáme píst, ale gumovou baňku a nikde jsem v charakteristice skutečných nádrží neviděl údaj o maximálním objemu vody v nich (doplňující informace níže). Věřím, že vše se řídí zdravým rozumem, a to rozumnými limity pro zapínání a vypínání čerpadla. A pojďme konečně od ideálních schémat k reálným otázkám.

Ideální expanzní nádoba
Vzduch je stlačen vodou. Tlak vzduchu je 4krát větší než tlak stejného vzduchu ve stejné nádrži bez vody

Jak se výše uvedený ideální diagram liší od skutečné expanzní nádrže?

Mnohým. Nemáme píst. Místo pístu máme gumový vak, který se pod tlakem zhroutí. Neexistují žádné prostředky pro úhledné složení tašky. Taška se krčí jak chce. Je zřejmé, že tvoří nejrůznější záhyby. Když se voda vrhne do vaku, narovná tyto záhyby. Tato taška má opět šev.

Guma samotná se také natahuje, což vnáší do popsaného procesu některé nelinearity.

A vůbec, všechny zákony o vztahu mezi tlakem a objemem (Boyle-Mariotte) byly napsány pro ideální plyn a ideální podmínky. V praxi byly uvažovány pouze molekuly a to bylo vše. U skutečného plynu, zejména u vzduchu, který je směsí plynů, je vše samozřejmě složitější.

V reálném systému existují faktory, které k tomu přispívají. Jako je kvalita gumy, kvalita nádrže, nastavení zařízení, na kterém byla nádrž vyrobena, tým pracovníků, kteří tyto nádrže vyrobili. Jsem si jistý, že tanky vyrobené dělníky z Albánie se budou lišit od tanků vyrobených dělníky ze Srbska. Neříkám, kdo to udělá lépe – nevím. Je ale naprosto jisté, že se budou lišit.

Tlak pro zapnutí/vypnutí čerpadla

Co se stane, když veškerá voda opustí nádrž a čerpadlo se nezapne? V naší nádrži čerpané až na 1 bar, když je prázdná, je minimální tlak vody 1 bar. To znamená, že nám vyteče voda, tlak se sníží a po 1. baru by měl jednoduše klesnout na nulu. Jednoduše proto, že tam není voda. je konec. Motor se rozběhne a celý systém zažije neočekávané zatížení. Voda je vystřelena z čerpadla, dopadá na potrubí a je uhašena membránou nádrže, která přebírá celý dopad. To není příliš pohodlné a docela nebezpečné. Je mnohem lepší, když se čerpadlo zapne, když je v nádrži ještě voda! Ale ne příliš. V našem případě by se čerpadlo mělo zapnout, když je tlak vody větší než 1 bar. O kolik víc? Pokud je to mnohem více, tak snížíme množství naakumulované vody a zvýšíme frekvenci spouštění čerpadla (bude se zapínat častěji a na kratší dobu), což není dobré. Nyní začínáme chápat, proč nám bylo doporučeno pumpovat nádrž o 2 desetiny baru méně, než je aktivační tlak čerpadla. V tomto případě, když je čerpadlo zapnuté, bude v nádrži přiměřená hladina vody. Přiměřené prostředky odůvodněné výrobcem.

Kdy máme čerpadlo vypnout? Evidentně mi tady řeknou, že to musím zapnout na 1 bar, vypnout na 4. Pak naše nádrž nashromáždí fenomenální tři čtvrtiny objemu vody. Ale to je nepohodlné a nepohodlné z hlediska „jít se prát“. Pohodlné je zapnout ve tři a vypnout ve čtyřech. Jako poslední možnost zapnout ve dvě a vypnout ve čtyři. Takže počítáme. Pokud je rozdíl tlaků pouze 2krát, pak naše nádrž může využít maximálně polovinu objemu.

Výrobci dobrých nádrží tvrdí, že byste v nádrži neměli pouštět více než polovinu vody. Výrobci se tak pojišťují proti záručním případům. Já osobně mám dobrou nádrž od známého výrobce zakoupenou u zástupce a mnohokrát jsem výše popsaným způsobem zkoušel svou nádrž na pevnost a nic se mu nestalo.

Jaké jsou výhody velmi velkých expanzních nádrží?

Uvedu abstraktní příklad. Máme nádrž na 100 litrů celkového objemu. Napumpujeme to jedním barem. Čerpadlo nastavíme tak, aby se zapínalo při 3 barech a vypínalo na 4. V tomto případě bude minimální zbývající voda v nádrži více než polovina nádrže (více než 50 litrů). Naše nádrž bude fungovat v rozsahu asi 12 litrů. To znamená, že čerpadlo se zapíná každou minutu a půl. Myslím, že čerpadlo takový rytmus vydrží, ale získáme super pohodlný systém zásobování vodou, ve kterém horká voda ve sprše „nechodí“ kolem nás kvůli změnám tlaku. Mám na mysli docela běžný případ, kdy se horká voda ochlazuje, když se tlak ve vodovodu snižuje, a pak se zase zahřívá, když čerpadlo pracuje na zvýšení tlaku.

A pokud předpokládáme, že stojíme ve sprše s namydlenou hlavou a světlo zhasne. co si myslíme? U nádrže, která je seřízená až téměř do úplného vyschnutí, nepoznáme, kolik vody nám v nádrži zbývá, i když je nádrž sto litrů. Je dost možné, že nás výpadek proudu zastihl, když byla nádrž úplně prázdná! A v mém schématu navrženém výše je nevypuštěný zbytek až 50 litrů. Rozhodně mám dost vody na to, abych si umyl hlavu a tělo. Není ani o čem přemýšlet! Stačí zakřičet na manželku, aby přinesla svíčku.

Ale jak nakonec nádrž na vodu načerpat?

Výrobci nádrží zakazují nafukování nádrží na vodu. Tvrdí, že takové akce mohou poškodit membránu. Možná je fakt, že gumový vak vůbec nevypadá jako píst. Může být nerovnoměrně umístěn v nádrži. Může tvořit nějaké záhyby, může se nějakým nečekaným způsobem natáhnout a tak dále. Takže vše popsané níže je velmi nebezpečné opakovat. Pokud chcete, udělejte to na vlastní nebezpečí. Osobně jsem to se svými tanky udělal více než jednou (ale dvakrát nebo třikrát).

Můžeme mít pouze dvě chyby nádrže, které souvisejí s tlakem vzduchu. Pokud je tlak příliš vysoký (nádrž je přefouknutá) nebo příliš nízký (nádrž je vypuštěná).

Pokud je nádrž čerpána, pak zažíváme, že ručička tlakoměru vody klesne na nulu a teprve potom se čerpadlo zapne. Například spínací tlak je 2 bar, tlak vzduchu je 3. Šipka klesne na tři bary, pak prudce klesne na nulu, čerpadlo se zapne.

Nádrž je nedočerpaná. Víte, v tomto případě by to muselo nějak fungovat, dokud se úplně nevyfoukne. Pokud se naše nádrž vyfoukne, pak se nám zvýší zbývající voda v nádrži. V tomto případě čerpadlo běží stále kratší dobu. Vždyť potřebuje pumpovat čím dál méně! A mimochodem se zkracuje doba do zapnutí. V důsledku toho zmizí tlak vzduchu v nádrži. Je zcela naplněn vodou a začíná „blikat“, to znamená, že se zběsile zapíná a vypíná.

V tlakovém systému tedy není vůbec snadné určit, zda je problém!

Pokud je nádrž přefouknutá, musí se tlak uvolnit přes vsuvku. Pokud je nádrž nedostatečně čerpána, musíte změřit, kolik vody akumuluje. Poté, když znáte spínací a vypínací tlak čerpadla, můžete alespoň přibližně určit, kolik vody by mělo čerpat během jedné relace.

Bez znalosti množství vody v nádrži nebudeme schopni přesně určit tlak vzduchu. Můžeme jednat pouze přibližně.

Pokud čerpadlo přívodu vody začne selhávat a je obtížné vypustit systém, není kam jít, není touha atd.

• Vypneme jej ze sítě.
• Vzduchové čerpadlo připojíme k expanzní nádobě. Elektrický je lepší. Ale ne potrubí od výkonného kompresoru!
• Jaký je vypínací tlak našeho vodního čerpadla (maximální tlak vody)? Předpokládejme 4 atmosféry.

Když známe aktivační tlak čerpadla, objem nádrže a znalosti získané výše v tomto stejném článku, můžeme odhadnout, kolik vody čerpadlo přečerpá v jednom cyklu zvyšování tlaku z minima na maximum. Máme například 60 litrovou nádrž. Zapínací tlak 1.5 bar, vypnutý tlak 3.6 bar. Předpokládejme, že tlak v nádrži bez vody by měl být 1.3 baru. Nevypuštěný zbytek v nádrži (v okamžiku zapnutí čerpadla) bude přibližně 9 litrů. Když je čerpadlo vypnuté, v nádrži by mělo být asi 46 litrů vody. Najednou čerpadlo načerpá do nádrže 37 litrů. Při výpočtu jsem myslel, že 1.5 baru se liší od 1.3 baru o 0.2 baru, což je 13%(. ). A 3.6 baru se liší od 1.3 baru o 2.3 baru, což je téměř 1,3 % od 77

Pokud se čerpadlo často zapíná a dlouho nepracuje (podle subjektivních pocitů)

Bohužel zde není co nabídnout, protože nevíme, kolik vody je v nádrži. A to se nikdy nedozvíme, dokud vodu úplně nevypustíme. Mohu nabídnout jen jedno. Napumpuj to a uvidíš, jestli se to zlepší. Pokud ano, nechte to na lepší časy. Pokud je nádrž malá nebo malinká, pak je nebezpečné odhadovat, protože můžete velmi snadno přečerpat. Zde je potřeba vypustit vodu a zkontrolovat tlak na prázdné nádrži.

Co dělat s ohřívací nádrží?

Ale abych byl upřímný, proto jsem ten článek napsal. Vypouštění vody je snadné a příjemné. Vypouštění topení je problém. Zvláště pokud si uvědomíte, že venku mrzne, a po naplnění budou jako vždy problémy se vzduchem v potrubí.

Jaké jsou vlastnosti expanzní nádoby instalované v topném systému? Existují funkce! Ohřívací nádrž nemusí mít gumovou žárovku. Topné nádrže jsou dodávány bez přírub. Pak je v nádrži místo gumové žárovky vlastně membrána. A ona je uprostřed. A protahuje se. Existuje analogie s hruškou? Těžko říct, ale předpokládáme, že ano.

Maximální tlak v topném systému je malý. Jen jedna a půl atmosféry. V nádrži by mělo být co nejvíce vody. Minimální tlak vzduchu by tedy měl být také minimální. Podle mě jde hlavně o to, aby to bylo jednoduché. Navíc musíme mít na paměti, že v topném systému s vodou je vždy tlak! Jednoduše proto, že existuje přirozený rozdíl ve výškách, a to výrazný.

Tlak vzduchu v prázdné expanzní nádobě topení by tedy měl být, zdá se, někde kolem 0.5 baru. Pak při maximálním tlaku vody bude nádrž obsahovat tři čtvrtiny objemu vody. S 25litrovou nádrží – 18 litrů. A to se zdá být super-maximum.

S nádrží můžete jednat stejným způsobem, jak je popsáno pro zcela vypuštěnou nádrž z vodovodního systému.

Zkontrolovali jste, zda je v nádrži vzduch? Chcete-li to provést, stiskněte tlačítko bradavky nehtem nebo něčím vhodným. Pokud nezasyčí, připojte čerpadlo a načerpejte vzduch, zatímco vypouštíte vodu. Čtvrtina objemu nádrže byla uvolněna a ponechána pod tlakem 1.5 atmosféry. Zkontroloval bradavku. Pak pustili trochu vody, aby tlak nebyl maximální a to bylo vše. Myslíme si, že je to připraveno.

Pro ty, kteří čtou až do konce a stále nerozumí, zda je možné načerpat expanzní nádoby pod tlakem vody, odpovídám – teoreticky ne. V praxi to možné je, ale jen velmi opatrně a jen v některých případech. A bezpečnost nádrže není zaručena.

Fanoušek řešení problémů, které nemají řešení
Dmitrij Belkin.