Provoz expanzní nádrže – Diagnostika potrubí – detekce netěsností, lokalizace potrubí, měření tloušťky

Majitelé soukromých domů, venkovských chalup nebo rekreačních domů, jakož i malých chovů hospodářských zvířat a drůbežáren, které nejsou napojeny na centralizovaný systém zásobování vodou, jsou nuceni používat k zásobování domácího vodovodního potrubí studny nebo vrty důlního typu. Sání kapaliny se provádí pomocí čerpadel a protože její spotřeba je nerovnoměrná, čerpací zařízení pracuje v „roztrhaném“ (opakovaně krátkodobém) režimu.

Takové provozní podmínky mohou vést nejen k poruše motoru pohonu čerpadla, ale také negativně ovlivnit stav celého hydraulického systému.

Navíc ani připojení k centrálnímu vodovodnímu potrubí nezaručuje přítomnost stabilního tlaku v nich, a tedy pohodlí pro uživatele. Instalace tlakového spínače a hydraulické nádrže v domácím vodovodním potrubí pomůže vyřešit tyto problémy.

Úloha hydraulických akumulátorů v hydraulických systémech

Hlavním účelem takového zařízení je akumulovat a uchovat určitý objem kapaliny obsažené pod tlakem a ve správný čas ji vrátit do systému. Instalace hydraulické nádrže navíc umožňuje:

• kompenzovat úniky vody;
• vytvořit zásobu kapaliny pro případ nouze nebo jiných nouzových situací;
• prodloužit životnost hnacího motoru čerpadla;
• snížit spotřebu energie;
• potlačit pulsaci čerpaného média;
• minimalizovat sílu vodního rázu, ke kterému dochází při spouštění a vypínání čerpadla;
• zvýšit celkovou účinnost systému.

Typy hydraulických nádrží

Pro použití ve vodovodních systémech je nejvhodnější možností membránový hydraulický akumulátor. Jeho hlavní součásti jsou:

• pouzdro (pouzdro) vyrobené z korozivzdorné oceli;
• kulovitá nebo hruškovitá membrána ze speciální pryžové směsi vhodná pro styk s pitnou vodou;
• příruba a protipříruba, pomocí které je membrána připevněna uvnitř pouzdra;
• spojka pro připojení k čerpadlu a potrubí;
• cívka (vsuvka) pro ovládání tlaku vzduchu.

Podle vzhledu a způsobu instalace se hydraulické nádrže dělí na horizontální a vertikální. První typ se používá pouze pro povrchová čerpadla. Za tímto účelem je na tělese pohonu speciální plošina, která vám umožňuje upevnit čerpadlo na něj.

Vertikální zařízení jsou vhodná pro kompletaci jak povrchových, tak vrtných nebo jiných typů ponorných čerpadel. Jejich instalace může být provedena v rozích nebo malých volných plochách prostor, a ne nutně v blízkosti samotného čerpadla.

Rozdíl mezi hydraulickým akumulátorem a expanzní nádrží

Výběr typu hydraulického akumulátoru pro vodovodní systém musí být proveden nejen s ohledem na dostupnost prostoru pro jeho instalaci a typ čerpadla. Někdy dochází k nejasnostem ohledně pojmů „expanzní nádrž“ a „hydraulický akumulátor“. Tato dvě zařízení jsou si vizuálně podobná a liší se vzhledem pouze barvou Skříň hydraulické nádrže je natřena modrou barvou a expanzní nádrž je natřena červenou barvou.

Rozdíl mezi nimi však spočívá v provedení a rozsahu použití. Tělo nádrže je vyrobeno z běžné oceli a membrána je vyrobena z tepelně odolného pryžového materiálu. Během provozu přichází kapalina do přímého kontaktu s vnitřním povrchem stěn skříně.

Expanzní nádrž je instalována v topných systémech a používá se k akumulaci přebytečného objemu kapaliny, ke kterému dochází při zvýšení teploty chladicí kapaliny, která pod vlivem tlaku napíná membránu. Snížení teploty vede k poklesu tlaku a chladicí kapalina se vrací do topného systému.

Princip činnosti

První spuštění čerpadla se provádí se zavřenými kohouty, to znamená bez spotřeby vody. Kapalina pod tlakem vstupuje do zásobní nádrže, přesněji řečeno do vnitřní části membrány, která se díky své elasticitě začne postupně natahovat. Z toho důvodu se zmenšuje objem vzduchové komory na zadní straně membrány, čímž se zvyšuje tlak jak vody v membráně, tak i vzduchu za ní. Limit zvýšení je omezen nastavením tlakového spínače, který odpojí čerpadlo od napájecí sítě. Kvůli těsnosti vodovodního systému v něm zůstává voda nashromážděná v akumulátoru pod tlakem.

Otevřením kohoutku v kuchyni nebo koupelně se naruší hydraulická rovnováha a voda nahromaděná uvnitř membrány začne vlivem stlačeného vzduchu proudit do vodovodu. Dochází k postupnému poklesu tlaku vody a vzduchu na limity nastavené v relé, po kterém se čerpadlo zapne a přímo z něj probíhá přívod vody. Zavřením kohoutků začíná nový cyklus plnění akumulátoru, dokud se čerpadlo automaticky nevypne.

Výpočet požadovaného tlaku v akumulátoru

Nesprávné nastavení relé nebo instalace vysokovýkonného čerpadla může způsobit situaci, kdy je voda současně odebírána a čerpána do akumulační nádrže, dokud se čerpadlo při dosažení tlakového limitu nevypne. Kromě toho může nesprávný poměr tlaku vzduchu v hydraulické nádrži a minimálního tlaku relé, při kterém je čerpadlo zapnuto, vést k úplnému vyčerpání zásoby kapaliny. Abyste se vyhnuli takovým případům, musíte správně vypočítat tlak a objem akumulátoru.

Optimální hodnota tlaku vzduchu se vypočítá pomocí vzorce:

• Popt – optimální doporučený tlak vzduchu v hydraulickém akumulátoru, atm;
• Hmax – největší vzdálenost od dna hydraulické nádrže k hornímu bodu odběru vody, m.

U dvoupatrové budovy se sprchovým koutem instalovaným ve druhém patře je parametr Hmax roven sedmi metrům, což znamená, že tlak vzduchu v nádrži by neměl být nižší než 1,3 atmosféry. V opačném případě nebude hydraulický akumulátor schopen vytlačit vodu do takové výšky.

U většiny výrobců je tlak vzduchu v hydraulickém akumulátoru 1,5 atmosféry. Při dlouhodobém skladování může být toto standardní nastavení ovlivněno. Před instalací zařízení do vodovodního systému byste proto měli zkontrolovat tlak pomocí manometru a v případě potřeby jej uvést na optimální úroveň. Je také nutné kontrolovat tlak na již nainstalovaném hydraulickém akumulátoru.

Kromě toho je třeba připomenout, že pro normální provoz systému je nutné správně nastavit parametry minimálního a maximálního tlaku, při kterém se čerpadlo zapíná a vypíná.

Tovární nastavení relé má obvykle následující parametry:

• minimální tlak (zapnutí) – 1,5-1,8 atmosféry;
• maximální tlak (vypnutí) – 2,5-3 atmosfér.

Standardní nastavení akumulátoru a relé však nemusí vždy vyhovovat konkrétním podmínkám a vyžadovat úpravu. V tomto případě je hlavní podmínkou pravidlo: tlak vzduchu v hydraulické nádrži musí být o deset až dvanáct procent nižší než minimální úroveň aktivace čerpadla. A rozdíl mezi tlakem zapnutí a vypnutí není větší než 1,5-2 atmosfér.

Výpočet objemu nádrže

Výpočet minimálního objemu hydraulického akumulátoru lze provést několika způsoby:

• podle počtu odběrných míst vody;
• podle výkonu motoru pohonu čerpadla;
• podle vzorce.

První dvě metody poskytují pouze přibližné výsledky. Přesnější údaje lze získat pomocí matematických výpočtů. Proveďte výpočet na příkladu požadovaného objemu hydraulického akumulátoru instalovaného ve vodovodním systému dvoupatrového domu na základě čerpadla Aquarius BTsPE 1.2-50 U. Vzorec pro výpočet je následující:

• Vmin – minimální objem hydraulického akumulátoru v litrech;
• k je empirický koeficient související s výkonem hnacího motoru čerpadla;
• Qmax – maximální návrhový průtok vody, litr/min;
• Pmax – nastavení relé pro vypnutí čerpadla, bar;
• Pmin — nastavení relé pro zapnutí čerpadla, bar;
• Pga – tlak vzduchu v hydraulickém akumulátoru, bar.

Koeficient „k“ je určen z této tabulky:

Parametr Qmax závisí na počtu vodních bodů v domě (n) a také na faktoru jejich využití (q). Nejprve vypočítejme celkový koeficient spotřeby vody pomocí vzorce:

Náš ukázkový dům bude mít dvě sprchy a po jednom umyvadle v koupelnách, dvě toalety v koupelnách, baterii v kuchyni, jednu myčku a jednu pračku, stejně jako zalévací baterii pro zavlažování trávníků.

Náš vypočítaný koeficient se bude rovnat:

Nyní pomocí spodní tabulky určíme maximální průtok vody pro náš příklad – Qmax = 78 l/min.

Po všech počátečních datech vypočítáme optimální objem poskytnutého akumulátoru:

• Pga = 1,3;
• Pmin= 1,5;
• Pmax=3,0.

Nyní pomocí tabulky s objemem nádrže (objemová gradace v litrech) vybereme nejlepší nejbližší možnost, což bude v tomto případě sto litrů.

Z této tabulky můžete také zjistit rezervu vody uvnitř membrány. Na naše poměry to bude rovných 34,5 litru.

Chcete ušetřit čas?

Svěřte výběr produktů profesionálům

Specialisté Kabel.RF® vědí o tomto produktu vše a kompetentně vám poradí s výběrem s ohledem na technické požadavky a pomohou zajistit včasnou dodávku

Odeslat poptávku na výběr produktu

Pošlete žádost emailem

Odpovězte do 15 minut

Jak funguje expanzní nádoba topného systému? Jaké procesy v něm probíhají?

Pokusme se toto téma obsáhnout formou nákresů s vysvětlivkami.

1. Co je to expanzní nádrž? Jedná se o nádobu rozdělenou elastickou membránou na 2 komory, vzduch a vodu. Ve vzduchové komoře je vzduch čerpán z výroby pod určitým tlakem a všechny akce probíhají přes běžnou vsuvku auto-moto. Všechny problémy s touto částí, a zejména s uvolňováním vzduchu z ní, jsou spojeny právě s bradavkou. Snadno se opravuje, jako běžná bradavka. Když si tedy koupíte novou expanzní nádobu nebo ji budete mít na svém kotli (když ještě nemáte napuštěný topný systém chladicí kapalinou), bude schematický řez vaší nádrží vypadat takto:

V této podobě (když je tlak ve vodní části 0) byste měli kontrolovat tlak ve vzduchové části nádrže. Také přes bradavku, s běžným tlakoměrem. Pokud je tlak pod 0,7 -0,8 atm, je třeba jej načerpat (běžnou pumpou na auto, motocykl, kolo). Jak vidíte, „suchá“ membrána (zobrazená červeně) se ohýbá směrem k nižšímu tlaku.

2. Když plníte nebo čerpáte chladicí kapalinu do vašeho topného systému, plní také vodní část expanzní nádoby. Při zvýšení tlaku v systému při plnění voda (chladivo) ohne membránu směrem ke vzduchové části nádrže. V tomto případě se tlak ve vzduchové části zvyšuje, protože objem vzduchové části klesá. V určitém okamžiku se tlaky vyrovnají. V ideálním případě k tomu dochází, když je systém naplněn vodou na jmenovitý tlak 1,2-1,4 atm. K tomu obvykle dochází, když je chladicí kapalina studená. Jak to vypadá v průřezu:

Takto vypadá váš zásobník, než zapnete kotel, aby se zahřál.

3. Po zapnutí topení se chladicí kapalina začne roztahovat. Protože všechny ostatní části systému jsou tužší než membrána, tato expanze způsobí, že se pružná membrána ještě více prohne do vzduchové části nádrže.

Tímto způsobem je kompenzována expanze chladicí kapaliny v důsledku zahřívání, aniž by došlo k rychlému a kritickému zvýšení tlaku v systému. Čím více se chladicí kapalina zahřívá, tím více stlačuje vzduchovou část přes membránu. Vidíte, jak moc se zvýšil objem vody ve vodní části (červená tečkovaná čára označuje dřívější polohu membrány). Z toho je vidět, že čím více chladicí kapaliny v systému, tím větší musí být objem expanzní nádoby, aby se kompenzovala expanze chladicí kapaliny. Během provozu kotel pracuje za různých tepelných podmínek a více či méně dochází k expanzi. Takže ohnutím membrána v expanzní nádrži tlakově vyrovnává systém.

4. Co může způsobit, že expanzní nádrž neplní své funkce?

a) tlak ve vzduchové části nádrže je nižší, než je nutné (méně než 0,7-0,8 „suchý“)

b) objem expanzní nádoby je menší než objem požadovaný pro tento systém

c) příliš se zahřívá, příliš rozpíná

V tuto chvíli se ukazuje:

Se všemi těmito okamžiky se stane jedna věc – chladicí kapalina se nemá kam roztahovat, protože membrána stlačila vzduch na limit a prakticky spočívala na stěnách nádrže. Zároveň se zákonitě začne zvyšovat tlak v systému. Nekontrolovatelné a možná kritické. V tomto případě se aktivuje nouzový ventil, který uvolní tlak nad 3 atm.

Při poklesu teploty chladicí kapaliny může být tlak v systému nízký (protože část vody unikla nouzovým ventilem). A při zahřátí se tlak opět rychle zvýší a kotel se může vypnout. Na základě těchto příznaků můžete přesně určit problémy s expanzní nádrží.

Nezapomeňte, že musíte vybrat nádrž na základě skutečnosti, že její objem musí být alespoň 10% objemu topného systému, „suchý“ tlak měřený přes vsuvku expanzní nádrže musí být 0,7-0,8 atm. Pokud zapnete „chamtivost“ a pokusíte se napumpovat větší tlak do vzduchové části nádrže, abyste si nekoupili větší nádrž, je vysoká pravděpodobnost, že membrána může prasknout, protože při stlačení vodní částí se tlak ve vzduchové části kriticky vzroste. Udržujte svůj systém na úrovni a bude vám bez problémů sloužit dlouhou dobu.