Отопление закрытого типа с мембранным баком и группой безопасности: Отопление закрытого типа с мембранным баком и группой безопасности

Содержание

Для чего нужен мембранный расширительные бак в системе отопления?

Главная > Статьи > Для чего нужен мембранный расширительные бак в системе отопления? 03.02.2014

 

Расширительный бак – это один из важных элементов системы отопления. Он необходим для приёма избытка воды, который образуется при тепловом расширение воды в результате нагревания.

Назначение:
Вся система отопления внутри заполнена теплоносителем (водой). А у воды есть особенность, при повышении температуры она увеличивается, а при понижении - уменьшается. Однако эти свойства воды не должны отражаться на работоспособности системы отопления и, прежде всего, не должны приводить к превышению предела прочности любых её элементов. Во избежании проблем и устанавливают расширительный бак, что бы в нём поместить образовавшиеся объём воды.

Мембранный расширительный бак состоит из герметично закрытого металлического корпуса. С нижней стороны бака находится отверстие для присоединения к системе отопления. С верхней стороны находится ниппель, через который закачивается воздух.

Внутри бака находится мембрана.

Работа расширительного бака:
Когда бак пустой, мембрана занимает меньшую часть объёма. Остальной объём занимает воздух.
При нагреве воды, она начинает поступать в полость между корпусом и мембраной.
При остывании воды, при уменьшении её объёма, сжатый воздух начинает выдавливать воду обратно в систему.

Установка расширительного бака:
Расширительный бак можно устанавливать в любом месте системы отопления, где будет удобно, но чтобы он был доступен. Но предпочтительней подключить его к обратному контуру, так как там самая низкая температура и нагрузка на мембрану будет минимальной.
В начале эксплуатации необходимо проверить давление воздуха в расширительном баке. При необходимости его можно понизить путем открытия ниппеля либо повысить, подкачав воздух насосом.
Расширительный бак подсоединяется к системе отопления через запорную арматуру, защищает от отключения бака от системы отопления.

Уход за расширительным баком: 
Ежегодно следует проводить профилактический осмотр бака с проверкой начального давления в его воздушной камере и давления воды в системе.

При подборе расширительного бака необходимо знать:
Какой теплоноситель будет использоваться в системе отопления. Так как вода и антифриз имеют разные коэффициенты расширения.
Вычислить объём расширения теплоносителя можно по формуле:
V = (E x C / 1 – Рmin / Pmax.) / Кзап.

С – Общий объем теплоносителя в системе.
Е – коэффициент расширения теплоносителя.
Рmin – начальное давление в расширительном баке (в атм.). Рmin. не должно быть меньше, чем гидростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака.
Pmax – максимально допустимое значение давления (в атм.). Pmax. соответствует давлению настройки предохранительного клапана с учетом возможного дополнительного давления, возникающего от перепада высоты расположения предохранительного клапана и мембранного расширительного бака.

Кзап - Коэффициент заполнения расширительного бака при заданных условиях работы, который показывает максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема расширительного бака), который может вместить бак. Рассчитывается по таблице:

Пример:
Теплоноситель: вода
Объем теплоносителя в системе = 600 литров
Коэффициент температурного расширения воды при температуре 85 С = 0,034
Начальное давление = 1,5 атм.
Максимально давление = 4 атм.
Коэффициент заполнении бака, берем значения Pmax и Pmin и смотрим по таблице = 0,5
V = (0,034 х 600 / 1 – 1,5 / 4) / 0,5 = 65,2 литра
Далее берем коэффициент запаса равный 1,25 (или 25%) и рассчитаем полный необходимый объем расширительного бака для нашей системы отопления.
Vполный 65,2 х 1,25 = 81,5 литра.
Теперь выбираем ближайший по объему бак и покупаем. В нашем случае подойдет бак объемом 80 литров.

Можно так же пользоваться таблицей (теплоноситель вода):

 Если нет совпадения, то берётся бак большим объёмом: В системе отпления 120 литров, то бак нужен 24 литра.

Особенности применения расширительных баков. Практические советы:
Как влияет антифриз на мембранный бак в системах отопления?
 Стоит помнить, что выбирая расширительный бак необходимо учитывать некоторое отличие коэффициента объемного расширения (на 20-25% в сторону увеличения) такой жидкости, как антифриз. Следовательно, размер расширительного бака должен составлять 15% от всего объема отопительной системы.

Какой расширительный бак купить?
Лучше покупать расширительный бак, в котором в случае поломки мембраны, её можно заменить.
 

Как определить, нужен ли дополнительный расширительный бак к настенному газовому котлу?
При монтаже системы отопления необходимо рассчитать объём воды и сравнить с баком, который находиться в котле. Если он меньше по объёму, то установите дополнительный расширительный бак.
Если Вы не правильно рассчитали, то это можно будет увидеть на манометре (установлен на котле). Если при нагревании системы отопления стрелка поднимается, а при остывании опускается. То вам надо дополнительный расширительный бак.


 

 

Расширительный бак в системе отопления – установка и подключение

В процессе нагрева котла вода расширяется, избыток теплоносителя заполняет специальную емкость, расположенную в определенной точке отопительной сети. Отсюда наша задача – пояснить, как установить расширительный бак в системе отопления частного дома. Также уточним место подключения, способ опорожнения и настройки расширительного бачка.

Где устанавливается расширительный бак на отопление

Итак, установка бачка зависит от типа системы отопления и назначения самого резервуара. Вопрос не в том, для чего нужен расширительный бак, а в каком месте он должен скомпенсировать расширение воды. То есть, в тепловой сети частного дома может стоять не один такой сосуд, а несколько. Вот перечень функций, возлагаемых на различные расширительные емкости:

  • компенсация теплового расширения воды в закрытых системах отопления;
  • в открытых сетях резервуар выполняет 2 функции – воспринимает лишний объем теплоносителя и удаляет воздух из системы в атмосферу;
  • в определенных условиях мембранный бак служит дополнением к штатному расширительному бачку газового котла;
  • поглощать излишки нагретой воды в сети горячего водоснабжения.
Находясь в наивысшей точке системы открытого типа, бачок работает как воздухоотводчик

В открытых тепловых сетях вода в резервуаре контактирует с атмосферным воздухом. Поэтому установка расширительного бака предусматривается в наивысшей точке – на стояке, идущем от котла. Зачастую эти системы делаются самотечными, с увеличенными диаметрами трубопроводов и большим количеством теплоносителя. Вместительность бака должна быть соответствующей и составлять около 10% от общего объема воды. Куда, как не на чердак, ставить такой габаритный резервуар.

Справка. В одноэтажных домах старой постройки встречаются небольшие расширительные бачки для открытой системы отопления, установленные на кухне рядом с напольным газовым котлом. Так тоже правильно, находящуюся под потолком емкость проще контролировать. Правда, это не слишком хорошо выглядит в интерьере. Мягко говоря.

Альтернативные самодельные баки открытого типа из пластиковой канистры (фото слева) и воздушного ресивера

Отопительные системы закрытого типа отличаются тем, что мембранный расширительный бак для воды полностью герметичен. Оптимальный вариант монтажа – в помещении котельной, рядом с остальным оборудованием. Другое место, где иногда приходится устанавливать закрытый расширительный бачок для отопления – это кухня в небольшом доме, поскольку там размещен котел.

В системах закрытого типа, работающих на незамерзающем теплоносителе, объем резервуара следует увеличить до 15% от общего количества жидкости. Причина — повышенный коэффициент теплового расширения гликолевых антифризов.

О дополнительных емкостях

Производители комплектуют настенные теплогенераторы встроенными бачками, воспринимающими избыток нагретого теплоносителя. Размеры бака не всегда соответствуют домовой отопительной разводке, иногда вместительности не хватает. Чтобы давление теплоносителя при нагревании находилось в пределах нормы, производится расчет литража и ставится дополнительный расширительный бак для настенного котла.

К примеру, вы переделали открытую самотечную систему в закрытую без замены магистралей. Новый отопительный агрегат подобрали по тепловой нагрузке. Встроенной котловой емкости не хватит на расширение такого количества воды.

Другой пример: отопление теплыми полами всех помещений двух– или трехэтажного дома плюс радиаторная сеть. Здесь объем теплоносителя тоже выйдет внушительный, маленький бачок не справится с его увеличением, давление внутри системы вырастет. Нужен второй расширительный бак для котла.

Примечание. Второй резервуар в помощь котловому – это тоже закрытая мембранная емкость, размещается в помещении топочной.

Когда горячее водоснабжение дома обеспечивает бойлер косвенного нагрева, возникает аналогичная проблема – куда девать избыток санитарной воды из накопителя? Простое решение – поставить сбросной клапан, как это делается на электрических водонагревателях. Но бойлер косвенного нагрева объемом 200…300 л  станет терять через клапан слишком много горячей воды. Правильное решение – подобрать и установить расширительный бак для бойлера.

Справка. В буферных емкостях (теплоаккумуляторах) некоторых производителей также предусмотрена возможность подключения компенсирующего бачка. Более того, специалисты рекомендуют ставить его даже на электрические бойлеры большой вместительности, что и показано на видео:

Как правильно поставить бак

При монтаже открытого резервуара в чердачном помещении следует соблюдать ряд правил:

  1. Емкость должна стоять прямо над котлом и соединяться с ним вертикальным стояком подающей магистрали.
  2. Корпус сосуда надо тщательно утеплить, дабы впустую не терять тепло на обогрев холодного чердака.
  3. Обязательно организовать аварийный перелив, чтобы в нештатной ситуации горячая вода не залила потолок.
  4. Чтобы упростить контроль уровня и подпитку, рекомендуется вывести в котельную 2 дополнительных трубопровода, как это показано на схеме подключения бака:

Примечание. Трубу аварийного перелива принято направлять в канализационную сеть. Но некоторые домовладельцы с целью упростить задачу выводят ее под кровлей прямиком на улицу.

Установка расширительного бака мембранного типа выполняется вертикально либо горизонтально в любом положении. Малые емкости принято крепить к стене хомутом или подвешивать к специальному кронштейну, большие – просто ставить на пол. Тут есть один момент: работоспособность мембранного бачка не зависит от его ориентации в пространстве, чего нельзя сказать о сроке службы.

Сосуд с закрытого типа прослужит дольше, если его смонтировать вертикально воздушной камерой кверху. Рано или поздно мембрана исчерпает свой ресурс, появятся трещины. При горизонтальном расположении бачка воздух из камеры станет быстро проникать в теплоноситель, а тот – занимать его место. Ставить новый расширительный бак на отопление придется в срочном порядке.  Если емкость висит на кронштейне «вниз головой», эффект проявится быстрее.

В нормальном вертикальном положении воздух из верхней камеры будет медленно проникать через трещины в нижнюю, как и теплоноситель неохотно пойдет вверх. Пока размеры и количество трещин не возрастет до критичного уровня, отопление будет исправно работать. Процесс занимает длительное время, неполадку вы заметите далеко не сразу.

Верный признак критического износа и растрескивания мембраны в расширительном закрытом бачке – падение давления в домашней отопительной сети. Периодически отслеживайте показания манометра на группе безопасности.

Но как бы вы ни размещали сосуд, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Изделие надо располагать в котельной таким образом, чтобы его было удобно обслуживать. Не устанавливайте напольные аппараты вплотную к стене.
  2. При настенном монтаже расширительного бака системы отопления не ставьте его слишком высоко, чтобы при обслуживании не пришлось дотягиваться до отсекающего крана или воздушного золотника.
  3. Нагрузка от подводящих трубопроводов и отсекающей арматуры не должна ложиться на патрубок бачка. Крепите трубы вместе с кранами отдельно, это облегчит замену резервуара в случае поломки.
  4. Не допускается прокладывать подводящую трубу по полу через проход или подвешивать на высоте головы.
Вариант размещения оборудования в котельной – бачок больших размеров ставится прямо на пол

Способы подключения

Гидравлически правильно подключать бак в точке, находящейся на обратной магистрали перед котлом и циркуляционным насосом (если смотреть по направлению течения воды). Бак можно врезать и на подаче, но при 1 условии: насос должен располагаться на подающей линии и все так же стоять впереди компенсирующей емкости.

Лучшее место подключения мембранного бачка – обратка отопления в котельной, но обязательно перед насосом, а не после него

Момент второй: при перегреве твердотопливного котла бачок, подключенный к подаче, начнет заполняться паром. Воздух и пар – это сжимаемые среды, в этом случае резиновая «груша» перестанет компенсировать расширение воды.

Правильное подключение расширительного бака к системе отопления всегда осуществляется через отсекающий шаровой кран с американкой. Тогда резервуар можно в любой момент вывести из эксплуатации и быстро поменять, не дожидаясь остывания теплоносителя. Если же установить на подводке тройник и второй кран, как изображено на схеме подключения, то емкость можно предварительно опорожнить:

Рекомендация. При обвязке бойлера косвенного нагрева с котлом и ГВС подключайте расширительный бак к линии холодного водоснабжения на входе в накопитель. Здесь применяется специальный бак, выдерживающий давление водопроводной сети. Емкость для отопления или гидроаккумулятор не годится. Как их различить, смотрите на видео:

Как проверить и накачать расширительный бак

Перед тем, как подключить и заполнить резервуар теплоносителем, необходимо проверить давление в воздушной камере бачка на соответствие давлению в отопительной сети. Для этого со стороны воздушного отсека откручивается или снимается пластмассовая заглушка, а под ней находится обычный золотник, знакомый вам по автомобильным камерам. Манометром измеряете давление и подгоняете его под свою систему, подкачивая насосом или спуская нажатием на шток золотника.

Бачок накачивается через штуцер обычным ручным насосом

К примеру, расчетное давление в сети после заполнения должно составлять 1.3 Бар. Тогда в воздушном отсеке расширительного бака надо сделать 1.1 Бар, то бишь, на 0.2 Бар меньше. Фокус в том, чтобы резиновая «груша» бачка была поджата со стороны воды. Иначе при остывании сжавшийся теплоноситель станет затягивать воздух через автоматические воздухоотводчики, что недопустимо. После настройки открываете кран, производите заполнение всей системы теплоносителем и спокойно запускаете котел.

Примечание. Некоторые производители указывают на упаковке своих изделий заводское давление в отсеке с воздухом. По нему можно подобрать подходящий бачок и не возиться с накачиванием.

Заключение

Все работы, связанные с монтажом, подключением и настройкой расширительного бака, не относятся к высококвалифицированным и могут быть выполнены своими руками. Более того, вам лучше знать, как проверять и корректировать давление в бачке при эксплуатации. Его снижение или скачки – одна из причин, по которой автоматика газового котла отключает горелку. Если нет серьезных протечек теплоносителя, то первым делом следует измерить манометром давление воздуха в камере резервуара.

Установка расширительного бака в системе отопления: подключение и монтаж

Вы успешно подобрали и приобрели бак мембранного типа на свою систему отопления. Пришло время его установить, и тут возникает масса вопросов: куда ставить, как подключать и так далее. На просторах интернета на эту тему советов – множество и все противоречивые. Чтобы прояснить все спорные моменты и подробно рассмотреть, как правильно производится установка расширительного бака, предлагаем вашему вниманию данную статью.

Где ставить расширительный бак в закрытой системе отопления?

К слову сказать, в частных домах не бывает открытых и закрытых систем, бывают гравитационные и напорные (насосные). В первых вода движется за счет разности удельного веса (естественная циркуляция), а во вторых – принудительно побуждается насосом.

Для справки. Открытая система работает одновременно на отопление и ГВС, применяется только в крупных централизованных сетях. Вот почему все индивидуальные системы – закрытые.

Чтобы правильно установить расширительный бак в системе отопления, надо выполнить следующие требования:

  • расположение бачка – помещение топочной, недалеко от котла;
  • аппарат должен стоять в таком месте, где к нему будет свободный доступ для настройки и обслуживания;
  • в случае крепления бачка к стене на кронштейне рекомендуется выдержать высоту, удобную для доступа к его воздушному клапану и запорной арматуре;
  • труба подводки вместе с кранами не должна нагружать своим весом расширительный бачок. То есть, подводку следует крепить к стене отдельно;
  • подводку к напольному расширительному баку для отопления не допускается прокладывать по полу поперек прохода;
  • емкость не ставить вплотную к стене, оставить достаточный просвет для осмотра.

Резервуары небольшой вместительности допускается подвешивать к стене при условии, что ее несущей способности будет достаточно. Что же касается ориентации бачка в пространстве, то тут много противоречивых советов. Одни рекомендуют способ установки, при котором труба присоединяется к емкости сверху, а воздушная камера, соответственно, находится снизу. Обоснование – легче удалить воздух из-под мембраны при заполнении, вода его вытеснит.

На самом деле в первоначальном состоянии резиновая «груша», поджимаемая с одной стороны давлением воздуха, не оставляет места для него с другой стороны, как показано на фото выше. Специалисты по монтажу как раз советуют устанавливать расширительный бак присоединительным патрубком вниз, и только так. В некоторых моделях штуцер изначально находится на боковой стенке, в ее нижней части, и сосуд по-другому поставить невозможно (см. фото ниже).

Пояснить это просто. Аппарат будет функционировать в любом положении, хоть и лежа на боку. Другое дело, что рано или поздно в мембране появятся трещины. Когда установка мембранного расширительного бака выполнена воздушной камерой вверх, а патрубком вниз, то воздух будет проникать сквозь трещины в теплоноситель очень медленно и резервуар еще прослужит какое-то время. Если же он будет стоять вверх ногами, то воздух, будучи легче воды, быстро перетечет в камеру с теплоносителем и бачок придется срочно менять.

Примечание. Некоторые производители предлагают осуществлять монтаж расширительного бака системы отопления, как раз подвешивая его «головой» вниз, на кронштейне. Это не запрещается, все будет работать, только в случае неисправности мембраны узел выйдет из строя сразу же.

Как подключить расширительный бак

После того как емкость надежно закреплена на стене или зафиксирована на полу, необходимо правильно подключить расширительный бак к трубопроводам отопления. Для этого нужно наметить трассу для трубы, проходящую кратчайшим путем к месту присоединения. Считается, что наилучшее место подключения для закрытых мембранных бачков находится на обратном трубопроводе. Только не перед самым входом в котел, а до циркуляционного насоса (если он не установлен на подаче) и сопровождающей его запорной арматуры. Ниже показана схема установки расширительного бака:

Обоснований такой врезке несколько:

  • в обратке температура теплоносителя значительно ниже, что продлит срок службы мембраны;
  • если место установки и врезки находится на обратном трубопроводе, то циркуляционный насос работает в комфортном режиме;

в подающем трубопроводе твердотопливного котла может возникать критическое давление и пароводяная смесь вследствие перегрева по разным причинам. Попадание этой смеси в резиновую «грушу» емкости приведет к тому, что она прекратит выполнять свои функции.

На самом деле практика показывает, что большой разницы для присоединения между подачей и обраткой нет. Просто принято подключение расширительного бака к системе отопления через обратный трубопровод, так надежнее. А вот что точно не помешает, так это отсекающий шаровой кран на подводке, а еще лучше – штуцер для опорожнения и второй кран. Тогда в любой момент бак можно отсечь от системы, слить из него воду и снять для ремонта или замены.

Совет. Для тех, у кого газовый котел не снабжен манометром или группой безопасности, нелишним будет встроить ее в контур расширительной емкости, используя такую схему монтажа:

Указания по настройке

После монтажа и врезки аппарата в тепловую сеть требуется произвести его настройку. Она заключается в том, чтобы обеспечить необходимое давление в воздушной камере, соответствующее вашей системе. Это нужно для избегания гидроударов в сети, их может создавать мембрана бачка во время остывания теплоносителя и выталкивания его излишков из камеры. Операция выполняется в такой последовательности:

  • когда монтаж бака закрытого типа завершен, система заполняется холодной водой;
  • с помощью клапанов и кранов Маевского из труб и радиаторов удаляются воздушные пробки;
  • манометром измеряется давление в системе, а потом в воздушной камере бачка;
  • стравливанием или подкачиванием давление в камере устанавливается на 0.2 Бар ниже, чем давление в системе.

Теперь, когда произведена правильная установка расширительного бачка с последующей настройкой, можно запускать котел. Давление в емкости будет расти одинаково плавно при нагреве и остывании теплоносителя.

Заключение

В принципе, монтаж компенсирующей емкости не является слишком уж сложной процедурой. Какие-то специальные инструменты или приспособления тоже не требуются, достаточно обычного набора, что есть у каждого рачительного хозяина. Но чтобы установить бак в системе отопления и настроить его, надо быть внимательнее и не пропускать никаких мелочей. Тогда аппарат прослужит долго и без проблем.

Закрытая автономная система отопления - схема и принцип работы

Что называют закрытой отопительной системой?

Автономная система отопления, в которой теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом, называется закрытой или системой отопления закрытого типа. Ее характерной особенностью является абсолютная герметичность и отсутствие контакта теплоносителя с окружающей средой.

Расширительный бак в ней также закрытый, мембранного типа, исключающий контакт теплоносителя с атмосферным воздухом. Бак получил свое название благодаря наличию мембраны, разделяющей его на две части, одна из которых предназначена для теплоносителя, а вторая наполнена азотом, давление которого выравнивает давление отопительной системы.

Основные принципы работы

Отопительная система закрытого типа состоит из следующих элементов:

  • Котла отопления
  • Расширительного бака мембранного типа
  • Циркуляционного насоса
  • Группы безопасности
  • Манометра
  • Сбросного клапана
  • Отопительных приборов
  • Труб

При запуске системы отопления в расширительном баке устанавливается давление, равное статическому давлению всей отопительной системы. При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме и создает избыточное давление в системе, открывающее клапан в расширительном баке и выталкивающее в него часть жидкости, что приводит к выравниванию уровня давления в системе в целом и в расширительном баке в частности. Обратно жидкость уходит благодаря циркуляционному насосу.

Следует отметить, что в отопительной системе закрытого типа нет возможности для сброса «лишней» жидкости в атмосферу, как это происходит в открытых самотечных системах. В случае перегрева или чрезмерного увеличения объема теплоносителя давление в системе может превысить критическое значение (обычно 2-2,5 атм), что может стать причиной разгерметизации системы и выхода ее из строя.

Для исключения аварийных ситуаций закрытые системы отопления в обязательном порядке комплектуются группами безопасности и манометрами, а объем расширительных баков подбирается из расчета не менее 60% общего объема отопительной системы, что не совсем удобно при обогреве объектов большой площади

Преимущества закрытой отопительной системы

Закрытые системы отопления по сравнению с открытыми системами имеют ряд неоспоримых преимуществ:

  • Скорость движения теплоносителя намного выше, чем в открытой отопительной системе, благодаря чему выше теплоотдача отопительных приборов и ниже разница температур теплоносителя в обратном и подающем трубопроводе (теплоноситель просто не успевает остыть). В закрытых системах она составляет 18-22 градуса, что более приемлемо для котла. В результате теплотехническое оборудование, эксплуатируемое в более щадящем режиме, работает дольше.
  • Скорость движения теплоносителя обусловлена лишь техническими характеристиками циркуляционного насоса и уровнем гидравлического сопротивления системы, что позволяет использовать при монтаже трубы меньшего диаметра и устанавливать отопительные приборы меньшего внутреннего объема. Это значит, что закрытая система имеет меньшую инерцию и позволяет регулировать уровень температуры в помещении
  • Могут работать на любом теплоносителе: воде или антифризе, что особенно важно для дач и загородных домов, где высок риск перебоев в работе котла или отопительные системы работают периодически.  При этом следует помнить, что антифриз обладает большей текучестью и способен «уйти» из системы там, где вода течи не образует. Его выбор возможен только в том случае, если обеспечена качественная герметизация системы.
  • Закрытые отопительные системы монтируются без углов наклона и работают даже при наличии небольших «погрешностей» в системе, что делает доступной их самостоятельную установку.
  • Закрытые системы исключают контакт теплоносителя с воздухом, благодаря чему внутри системы нет кислорода, а, значит, нет и коррозии. Правда, полностью исключить кислород из теплоносителя не удается и процессы окисления оборудования и труб изнутри все же идут, но они незначительны и несопоставимы с процессами коррозии в открытых отопительных системах.
  • В закрытых отопительных системах нет воздушных пробок
  • В них нет необходимости выносить расширительный бак за пределы отапливаемого помещения и устанавливать его на чердаке.  Бак может быть смонтирован практически в любом месте, но обычно его устанавливают на обратке вместе с циркуляционным насосом.  Ранее выбор места для монтажа был продиктован ограничением уровня температуры жидкости, перекачиваемой насосом. Нагретая вода для этого была слишком горячей. Современные циркуляционные насосы не столь чувствительны к температуре теплоносителя и могут устанавливаться непосредственно на подающем трубопроводе. Это значит, что монтаж расширительного бака и циркуляционного насоса на обратка всего лишь дань традиции, а не необходимость.
  • Отопительные системы закрытого типа подходят для объектов любой площади и этажности

Недостатки закрытой системы отопления

  • Система зависит от электрической энергии и в случае его аварийного отключения также выходит из строя. В этом случае необходимо предусматривать наличие резервного источника электроэнергии
  • Система должна иметь правильно смонтированную группу безопасности
  • Расширительный бак должен иметь достаточный объем для вмещения не менее 30% теплоносителя, а лучше 60% теплоносителя.

Читают также: Наиболее популярные схемы отопления дома

Особенности монтажа

Монтаж закрытой системы отопления выполняется так, чтобы имелась возможность отключения любого ее элемента без остановки работы оставшейся части системы и слива воды из нее. Для этого используются отсекающие краны, лучше шаровые. Они устанавливаются на  входе и выходе в приборы отопления. При этом предусматривается запасная (байпасная) линия.  С помощью кранов можно регулировать уровень температуры в помещении и отсекать радиаторы в случае их течи или при необходимости замены.
Запорная арматура также устанавливается до и после циркуляционного насоса и расширительного бака.
 

  • группа безопасности
  • отопительный котел
  • запорная арматура
  • приборы отопления
  • циркуляционный насос
  • расширительный бак
  • обратка
  • подача

Еще одной особенностью монтажа закрытой системы отопления является установка группы безопасности, монтировать которую необходимо на выходе из котла. Основной задачей группы безопасности является сброс давления в случае его чрезмерного повышения.

Группа безопасности состоит из следующих элементов:

  • манометра, предназначенного для контроля над уровнем давления в системе
  • предохранительного клапана, сбрасывающего давление при достижении его максимального значения
  • воздухоотводчика, предназначенного для сбрасывания воздуха при завоздушивании системы отопления

Между котлом и группой безопасности запорная арматура никогда не устанавливается!
 

Открытая система отопления частного дома. Отличия от закрытой

Система отопления открытого типа довольно широко применяется для создания комфортных условий проживания в частных домовладениях. Простой для самостоятельного монтажа и обладающий достойной эффективностью вариант теплоснабжения зданий обладает большим количеством достоинств, среди которых не только приемлемая стоимость обустройства, но и простота монтажа.

Что это такое?

Благодаря искусственному обогреву помещений разного назначения удаётся возмещать тепловые потери и поддерживать заданные температурные показатели. Условия теплового комфорта для проживания предполагают эксплуатацию открытой или закрытой отопительной системы. Любой тип сети теплового снабжения обладает неоспоримыми преимуществами и определёнными минусами, которые нужно учитывать при выборе схемы.  

Достоинства и недостатки

Открытая система основана на термодинамических законах. К её основным достоинствам можно отнести:

  • энергонезависимость;
  • естественную циркуляцию теплового носителя;
  • простоту обслуживания;
  • бесшумную работу;
  • минимум оборудования;
  • высокий уровень надёжности;
  • лёгкость самостоятельного монтажа.

Значимые недостатки представлены громоздкостью, риском появления кавитации, разрушающей элементы системы и низким КПД. Кроме прочего, эксплуатация открытой теплосети предполагает строгий контроль уровня теплоносителя, а также невозможность применения антифриза.

Отличия от закрытой системы

Автономные отопительные системы имеют ряд существенных отличий от теплосети закрытого типа. Особенности и основные различия в обязательном порядке учитываются при выборе оптимального варианта теплоснабжения помещения.

Параметры

Открытая

Закрытая

Соединение с атмосферой

Постоянное

Отсутствует

Резервуар

Вместительный круглый или прямоугольный бак со сливной трубой

Двухкамерный с мембраной, рассчитанный на максимальное давление

Место монтажа

В самой высокой точке монтируемой системы

Не имеет принципиального значения

В условиях централизованного отопления (квартиры) открытая система основана на подведении непосредственно к кранам горячего водоснабжения. Носитель тепла предварительно проходит дополнительное обезвоздушивание и обязательную очистку, а после использования сливается в канализационный коллектор.

Схемы открытой системы

На практике применяется несколько схем обустройства: естественный тип циркуляции воды, а также с принудительным побуждением движения посредством насосного оборудования.

Принципиальные отличия

Естественная циркуляция

Принудительная циркуляция

– нет механизма для передвижения теплового носителя

– есть «разгонный» стояк высотой 330 см или более

– возможно дополнение конструкции бойлером

– максимальная протяжённость контура не более 30 м.

– наличие в схеме организации насосного оборудования

– максимально высокий уровень тепловой отдачи

– равномерный прогрев всех магистральных ветвей

– наличие в схеме специальных отсекающих кранов

Оптимальный вариант для малогабаритных помещений с высокими потолками

Лучший вариант для обогрева больших площадей при наличии электропитания

Выбор схем напрямую зависит от количества отапливаемых этажей и общей площади строения. Немаловажное значение имеет желаемый тепловой режим, а также возможность обеспечить бесперебойное электроснабжение системы.

Однотрубная

Однотрубная открытая система характеризуется подачей теплоносителя посредством одной магистрали, собранной из больших по диаметру труб, проходящих через все радиаторные батареи. Благодаря такой особенности обеспечивается:

  • минимальное количество расходных материалов;
  • лёгкость самостоятельного монтажа;
  • незначительное количество труб в жилом пространстве.

Недостатком такой схемы является не слишком равномерный прогрев радиаторов. Менее интенсивно нагреваются и отдают тепло батареи, значительно удалённые от водогрейного оборудования.

Двухтрубная

Популярную двухтрубную схему подключения отличает соединение отопительных батарей трубопроводом подающего типа и «обраткой». Наличие локальных колец обогрева между радиаторами и котлом обуславливает достоинства системы:

  • равномерный разогрев всех радиаторных батарей;
  • индивидуальная регулировка всех радиаторов;
  • долговечность и удобство эксплуатации.

При этом система двухтрубного открытого типа является более дорогостоящей и довольно трудозатратной в плане монтажа. Две коммуникационные ветки должны располагаться правильно, в соответствии с проектной документацией.

«Ленинградка»

Современное обогревательное оборудование и новые технологии способствовали заметному усовершенствованию «Ленинградки». Такая система приобрела улучшенную управляемость и увеличенную функциональность. Основные отличия «Ленинградки»:

  • свободная циркуляция теплоносителя;
  • наличие источника нагрева;
  • монтаж радиаторов по периметру.

Трубопровод может быть горизонтальным или вертикальным, с верхним или нижним типом подключения. Первый вариант принято считать более эффективным с точки зрения тепловой отдачи, а систему нижнего подключения отличает простота монтажа.

«Паук»

Конструктивная особенность открытой системы отопления «паук» представлена не только самотёчным подъёмом нагретой при помощи котла воды внутрь утеплённого расширительного резервуара. Важно отметить, что бак располагается в чердачном помещении, строго по центру дома. Достоинства системы:

  • оптимальный способ гидравлического распределения теплового носителя;
  • сбор остывшей воды из радиаторных батарей в горизонтальный трубопровод;
  • отсутствие необходимости выполнять верхнюю разводку горизонтального типа.

Данный способ теплоснабжения востребован как в одноэтажных, так и в двухэтажных строениях. На подачу носителя устанавливается один довольно большой стояк, от которого протягивается необходимое количество ответвлений.

Расширительный бак для открытой системы

Незаменимый элемент, обеспечивающий перемещение теплового носителя, отвечающий за предупреждение его утечек и разрыва трубной системы в результате быстрого роста давления, представлен расширительным баком. В открытой системе отопления отсутствует герметичность, а основными требованиями, предъявляемыми к таким резервуарам, является их достаточный объём и наличие патрубка-подводки.

Самая главная функция — это конечно компенсация теплового расширения теплоносителя вашей системы отопления открытого типа. Тепловое расширение происходит при нагреве теплоносителя. Объем увеличивается и его надо куда-то девать.  Вот в расширительном баке есть для этого место.

Если даже бак оказался полный, то в него врезают сливную трубку для того, чтобы теплоноситель при расширении не полился через верх и не залил ваш потолок. В этом случае излишки теплоносителя сливаются через аварийную сливную трубку.

Так же расширительный бак в открытой системе отопления дома служит для отвода воздуха при заполнении и работе системы отопления.

Для защиты воды от попадания мусора устанавливается специальная решётка. К форме такого расширительного бака не предъявляются какие-либо повышенные требования, но чаще всего используются круглые, цилиндрические и прямоугольные резервуары. В качестве материала изготовления целесообразно отдавать предпочтение максимально устойчивым к коррозийным изменениям металлам (нержавейка и листовая сталь) или термостойким прочным пластикам.

Монтировать расширительный бачок нужно в самой высокой точке отопительной системы. При выборе способа установки выбирается оптимальный вариант:

  • на подаче – резервуар располагается над котлом;
  • на «обратке» – предупреждает закипание воды;
  • комбинированный способ – установка пары резервуаров (на подаче и «обратке»).

В процессе монтажа следует врезать аварийную сливную трубу, утеплять корпус резервуара и патрубки, что позволит предотвратить замерзание системы отопления и выход её из строя.

Применение насоса в открытой системе

Установка насосного оборудования обеспечивает равномерное распределение тепла по всем радиаторам, минимизирует проблемы при недостаточном диаметре труб и несоблюдении уклонов. Особенно востребовано дополнение насосом в условиях чрезмерной протяжённости трубопроводов. Монтировать циркуляционный насос желательно между водонагревательным котлом и расширительным резервуаром.

Можно ли делать открытые системы из полипропилена?

Самотёчная отопительная система отопления из полипропиленовых труб – один из доступных по цене и простых для самостоятельного монтажа вариантов. Армированные трубы из полипропилена имеют рабочую температуру в пределах 70оС и пиковые показатели на уровне 95оС. Аналог стальных и чугунных конструкций отличается возможностью выдерживать давление 20 Бар и выше, а также обладает высокой термоизоляцией, антикоррозийной стойкостью и гигиеничностью. При соблюдении правил монтажа система способна прослужить 50 лет.

Как вы поняли, ппр трубами можно делать открытые системы отопления, но с эстетической точки зрения стальные трубы будут смотреться в доме лучше. Их всегда можно привести в цивильный вид, в то время как полипропиленовые трубы с годами будут становиться менее презентабельными.

Открытая система с теплоаккумулятором

Схема многоконтурного отопления с теплоаккумуляторами включает в себя специальные ёмкости квадратной или цилиндрической формы, которые оснащены разными по уровню расположения патрубками. Объём такого резервуара чаще всего варьирует в пределах 0,3-2,0 м³. Монтировать любой аккумулятор тепла нужно с учётом гидростатического давления теплоносителя на стенки. При расчётах следует прибавлять высоту водяного столба от резервуара до расширительного бака, установленного в самой высокой точке схемы.

Открытая или закрытая система. Что лучше?

Закрытый и открытый тип обогрева отличаются параметрами и функционалом, а также другими характеристиками. В каждом конкретном случае схема выбирается строго индивидуально. Открытый вариант системы больше подходит для организации отопления в небольших зданиях, включая загородные дачи или частные домовладения. При простоте схемы такая система имеет высокий уровень надёжности и не требует постоянного использования дорогостоящей электроэнергии.

Схему системы обогрева закрытого типа характеризует сложность монтажа, а также особенности эксплуатации, включая необходимость обеспечить электрическое питание. Тем не менее, именно этот вариант становится самым оптимальным для организации круглогодичного и максимально надёжного отопления в многоэтажных зданиях или загородных коттеджах большой площади с высокомощной выделенной линией электропитания.

Важно видеть следующее: открытые системы отопления не способны грамотно регулировать температуру в помещениях в виду своей ограниченности. С закрытыми насосными системами все это можно реализовать.

Как сделать из открытой закрытую систему

Открытая расширительная ёмкость способствует естественному испарению теплоносителя и насыщению его кислородом из воздушных масс. Чтобы избавиться от этих проблем и продлить срок эксплуатации системы достаточно выполнить несложную переделку открытой схемы отопления в закрытую. При этом принцип циркуляции вполне можно сохранить, и вода будет перемещаться благодаря своим физическим свойствам, но оптимальным вариантом станет приобретение и монтаж циркуляционного насоса.

Основные этапы модернизации следующие:                                      

  • демонтаж и замена открытого расширительного бака;
  • установка группы безопасности;
  • монтаж экспанзомата.

Стандартная группа безопасности представлена манометром, предохранительной арматурой, а также автоматическим воздухоотводчиком. После переделки появляется возможность увеличить протяжённость магистрали и изменить схему подключения, повысить теплоотдачу и регулировать уровень нагрева радиаторных батарей в индивидуальном режиме. 

Как можно модернизировать открытую систему отопления?

Мы с коллегами часто модернизируем открытые системы отопления. И первое, что мы делаем — это срезаем расширительный бак на крыше. Вместо него на кусочке трубы нарезаем резьбу и монтируем автомат воздухосброса и хорошенько его утепляем.

Возле котла в обратный трубопровод врезаем циркуляционный насос через байпас и мембранный расширительный бак закрытого типа с группой безопасности.

Таким образом, мы убираем лишний объем теплоносителя. А это от 50-ти до 200-от литров.  Мы исключаем теплопотери из-за бака и мы исключаем замерзание соединительных трубок бака, и исключаем разрыв системы и выход ее из строя.

Здесь надо понимать, что если система у вас старая, то она может не выдержать давление. Вот почему предохранительный клапан на группе безопасности должен быть на 1,5 бара. Иначе при поднятии давления в системе она может дать течь. И чтобы подлатать, ее надо будет сливать, вызывать сварщика и так далее.

Открытая система отопления дома часто монтируется, как самотечная система, для того, чтобы не зависеть от электричества для работы насоса. В открытую систему отопления можно врезать энергонезависимые напольные газовые котлы. Есть так же специальные электрические котлы с увеличенными выводами подачи и обратки.

Если у вас смонтирована такая система отопления  и нет перебоя с подачей электричества, то можно врезать любые энергозависимые котлы. При этом необходимо помнить, что часто открытые системы отопления сделаны стальными трубами. Поэтому при врезке в них новых котлов пред котлами необходимо врезать сетчатые фильтры. Дабы исключить попадание в них окалины и ржавчины.

Читайте так же:

Расширительный бак, клапан, манометр для системы отопления, их подбор

Разрыв трубопровода, радиатора или котла давлением горячей воды– опасная и дорого обходящаяся авария. В системе отопления должны присутствовать устройства, которые устраняют вероятность такого происшествия. Рассмотрим подробнее, как правильно сделать самое главное, создать безопасность системы отопления, предотвратить превращение в бомбу.

Почему возникают поломки

Жидкость при нагревании увеличивается в объеме. Если она замкнута в системе труб, то просто разорвет их. Поэтому системы отопления снабжаются расширительным баком. При нагреве, объем воды, который оказывается лишним, перетекает в эту емкость.

Но в домашнем отоплении случается следующее, чего нужно не допустить:

  • Работа системы отопление без дополнительного расширительного бака вообще.
  • Бак маленького объема.
  • Повышение давления свыше норм с помощью накачки.
  • Отсутствие предохранительного клапана, или беспрепятственного слива с него.
  • Не проверка работоспособности клапана, его засорение.
  • Отсутствие манометра и визуального контроля.

Любая система отопления должна быть снабжена указанными устройствами. Они обязательны, и не являются возможностью сэкономить.

Автоматизированные котлы снабжаются манометром и предохранительным клапаном снаружи на штуцере подачи, а зачастую в них имеется и аварийный расширительный бак, помимо устанавливаемого рядом.

Предохранительный клапан

Небольшое устройство, сбрасывающее воду из системы отопления при превышении давления в ней. Обычно рабочее давление в системе отопления с автоматизированными котлами составляет 1,5 атм (в холодном состоянии) – 2,0 атм (в разогретом). Предохранительный клапан подбирается на давление срабатывания 3,0 атм.

Но ряд простых котлов твердотопливных от малоизвестных производителей предназначены для работы с меньшим давлением – 1,1 – 1,5 атм. Тогда требуется клапан на 1,8 атм, например, что указывается в инструкции от производителя.

Клапан обязательно врезается в подающую магистраль на выходе из теплообменника (из котла).
Его работоспособность проверяется при техническом обслуживании не реже раз в год, открытием с помощью рычага. Не допускаются частые срабатывания, устройство для этого не предназначено, и выйдет со строя, будет течь.

Обеспечение слива с предохранительного клапана

Обязательным условием безопасности является также и организация слива с клапана определенным образом. Здесь нормами являются:

  • Отвод струи в емкость или канализацию с помощи трубы.
  • Возможность визуального контроля за струей жидкости, возможно с помощью прозрачной колбы.
  • Сливная труба не должна иметь запорной арматуры, более одного уголка, и длины более 2,0 метра.

На практике чаще канализация в месте нахождения клапана отсутствует. Поэтому организация слива ограничивается трубкой надетой на штуцер клапана и ведущей к полу, так как и емкость тоже со временем убирают, но это не будет чем-то недопустимым…

Манометр

Применяется специальный манометр для бытовых систем отопления с максимальными показателями обычно в 4 атм.

С твердотопливным котлом манометр, вместе с предохранительным клапаном, а также и с автоматическим воздухоотводчиком устанавливается на едином отводе от подачи, в самой верхней точке системы – в группе безопасности.

В автоматизированных котлах манометры встроенные.

Все пользователи систем отопления должны следить за показаниями давления, принимать меры, в случае отклонений от нормы в большую или меньшую стороны.

Требования к установке – должен быть хорошо виден, не заслонятся ни с какого направления осмотра.
Перед включением манометра, клапана не допускается ни каких кранов.

Группа безопасности, где и как устанавливается

  • Некоторые модели твердотопливных котлов имеют специальный разъем для установки группы безопасности — манометра, воздушного клапана, аварийного клапана давления на одном тройнике. Тогда приборы должны быть установлены в соответствии с инструкцией к котлу.
  • Если разъема нет, значит группа безопасности устанавливается на подаче, на выходе из котла, до установки шарового отключающего крана. Недопустимо между аварийными приборами и твердотопливным котлом устанавливать шаровый кран.
  • Обычно выход подачи из котла является и самой верхней точкой системы. Здесь должен быть установлен воздушный клапан.
  • Давление срабатывания аварийного клапана обычно 3 атм. Манометр должен быть хорошо виден. Подтекание воздухоотводчика допустимы для отдельных маделей, устраняется разборкой и очисткой игольчатого клапана.

Типы расширительных баков

Расширительные баки могут быть открытыми (атмосферными) или закрытыми, работающими под давлением. Первый применяются в самотечных системах отопления, давление в которых не повышенное, а жидкость просто вытесняется при нагревании в открытую емкость.

Некоторые доисторические котлы, могут работать только при атмосферном давлении с открытыми расширительными баками, тогда предохранительный клапана и манометр в системе не устанавливаются.

Сейчас рекомендуется создавать только замкнутые системы отопления с принудительной циркуляцией. Для них выбираются мембранные, работающие под давлением.

Как устроен мембранный бак

Устройство для предупреждения сверхнормативного повышения давления в системе отопления разделяется мембраной из прочной технической резины на две половины. Одна предварительно накачивается воздухом. В другой находится теплоноситель, который может сжимать воздух при расширении жидкости.

Со стороны системы отопления находится штуцер для подключения, со стороны воздушной половины – воздушный ниппель под обычный автомобильный насос.

Расширительные баки внешне похожи гидроаккумуляторы для водопроводной сети, у которых вода попадает только в грушу из пищевой резины и не контактирует с другим частями.

Чаще окрас устройств для технических нужд и отопления – красный. Для пищевой воды – синий. Но это не обязательно, и отличить устройства точно можно разве что по характеристикам.

  • Для воды – давление до 12 атм, для отопления – только до 4 атм.
  • Для воды – температура до 80 град, для отопления – уже до 120 град.

Какой бак для отопления выбрать

Важно отличить бак для отопления от гидроаккумуляторов. Мало проконсультироваться с продавцом, желательно и самостоятельно разобраться в вопросе.

Второй нюанс выбора – какой объем нужен? Это важно, малый объем (более дешевое устройство) не справится с поддержанием давления в норме и оно будет опасно повышаться.

Рекомендуется, в том числе и производителями котлов, не озадачиваться какими-то сложными расчетами и подобрать бак исходя из объема залитого теплоносителя.

Паспортный объема расширительного бака должен быть не меньше 1/10 от системы отопления. Но здесь могут быть некоторые проблемы с определением этого значения – вычислить его не просто. Тогда лучше слить систему и померять в грубом приближении просто ведрами.
Чаще выбираются устройства объемом 6 – 15 литров.

Особенности установки

Есть определенные требования к установке расширительного бака.

  • Устройство устанавливается всегда так, чтобы воздушная камера была сверху. Если произойдет растрескивание резины, что обычное явление, то устройство останется работоспособным – воздух будет вверху заполнять свой объем.
  • Подключается обычно к обратной магистрали, отводом подальше от насоса. Нормирования по этому вопросу нет, но специалисты не рекомендуют устанавливать на подаче, где пульсация давления от нагрева и насоса выведет мембрану из строя скорейшим образом.

Какое давление в баке, как эксплуатируется

После установки производится накачивание бака воздухом до давления на 0,2 меньше, чем в холодной системе отопления, — обычно до 1,3 атм. После чего система заливается теплоносителем до давления 1,5 атм. Но как указывалось, для некоторых котлов могут быть меньшие ограничения, установленные производителем.

Во время эксплуатации, при уменьшении давления в системе отопления, прежде всего проверяют давление в воздушной камере расширительного бака и накачивают его при необходимости, приводя таким образом систему отопления в норму.

Но часто падение давление будет слишком ощутимым, и возобновить его с помощью накачки невозможно. Это происходит скорее не потому что есть течь, а вследствие выхода растворенного в теплоносителе воздуха через воздухоотоводчик. Систему просто нужно долить до нормы.

Таким образом подобранные и установленные бак, манометр и клапан обеспечат нормальную эксплуатацию системы отопления.

особенности закрытой системы, устройство и принцип работы бачка

Отопительная система - это сложная инженерная конструкция. Расширительный бачок является важным элементом системы. Рассмотрим подробно, для чего его используют в системе отопления, а также разберемся, как произвести расчет. 

 Содержание:

  1. Особенности закрытой системы
  2. Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему
  3. Устройство и принцип работы бачка
  4. Расчет расширительных бачков
  5. Устройство бачка самостоятельно

Особенности закрытой системы

В открытых контурах обогрева, которые контактируют с атмосферой, имеется проблема по расширению теплоносителя. Решить ее можно следующим образом:

  1. В самой высокой точке доме производится устройство емкости.
  2. При избыточном давлении лишняя жидкость будет перетекать в предварительно установленную емкость.
  3. После остывания жидкости она будет перетекать обратно в систему под действием атмосферного давления. 

Главным минусом является необходимость завоздушивания системы, так как происходит испарение воды. Такой недостаток можно избежать при герметично-замкнутой системе обогрева. 

Расширительный бачок применяется для отопления закрытого типа, чтобы компенсировать расширение теплоносителя. В таком случае не будет прямого контакта с атмосферой.

Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему

В системе отопления повышается давление при нагревании теплоносителя. Вследствие этого может произойти разрушение трубопроводов и котла. Даже установка простого клапана, который может отводить избыточный объем теплоносителя в атмосферу не поможет решить проблему. Так как при охлаждении жидкость будет сжиматься, и на свободное место будет поступать воздух. А, следовательно, образовываться воздушные пробки, из-за которых будет нарушена циркуляция отопительной системы.

Единственным способом решения данной проблемы является установка расширительного бачка. Благодаря своему объему бачок может обеспечить качественную работу контура.

Расширительные бачки для отопления закрытого типа отличаются по размеру и форме. Они могут быть как цилиндрические, так и в форме таблетки.

Устройство и принцип работы бачка

В сравнении с открытыми сосудами наиболее удобными являются мембранные баки, которые полностью герметичные. Для стабилизации давления внутри системы ХВС выпускаются гидроаккумуляторы синего цвета. Для исключения завоздушивания контура в системе отопления закрытого типа в обогревательных контурах устанавливают расширительный бачок красного цвета. А также его устанавливают для вывода лишней воды при нагревании.

Мембранные баки сходи по строению, но имеют некоторые отличия:

  • Расширительный бачок для отопления закрытого типа. Его разделяют резиновой перегородкой посередине. Обычно он имеет форму цилиндра. Но также выпускают бачки, которые имеют форму таблетки. Такие расширительные бачки применяют для небольших объемов теплоносителя. При нагреве воды происходит расширение теплоносителя, поэтому лишняя жидкость с легкостью перетекает в бак. 
  • В гидроаккумуляторе устанавливают резиновую грушу, которая с легкостью повторяет контуры внутренней камеры. 

Следует знать о запрете устройства красного мембранного герметичного бака после циркуляционного насоса.

Материалы, из которых изготавливают мембранные бачки:

В расширительном бачке для изготовления мембраны применяют техническую резину, а внутреннюю поверхность покрывают антикорром. В гидроаккумуляторе мембраны изготавливают из пищевой резины, а форма должна не пропускать воды. Таким образом, контакт металлического корпуса с водой исключается.

Если установить красный мембранный бачок для системы ХВС, то вода не будет соответствовать санитарным нормам. А если устроить синий бачок, который не походит для горячей воды, то снизится работа системы.

Расчет расширительных бачков

Для того чтобы рассчитать расширительный бак необходимо посчитать общий объем всей системы. Он равняется сумме объемов: отопительного котла, трубопроводов и приборов отопления. Для того чтобы определить объем радиатора и котла не нужно производить никаких расчетов, так как значение указывается на паспорте оборудования. Чтобы рассчитать объем трубопроводов нужно узнать площадь внутреннего сечения труб, а затем умножить ее на длину. Если же в отопительной системе установлены трубопроводы с разным диаметром, то следует каждую трубу рассчитать по-отдельности, а полученные объемы сложить.

Расширительный бачок должен обеспечивать увеличение объема жидкости примерно на 10%. Если объем теплоносителя составляет 400 литров, то объем вместе с расширительным баком должен составить 440л. Следовательно, объем бачка должен быть 40 литров. Но такой расчет является приблизительным и может сильно отличаться от реального, поэтому лучше произвести точный расчет. В интернете есть много калькуляторов, которые в онлайн режиме произведут расчет расширительного бачка. Для более точного результата лучше использовать несколько калькуляторов. 

Устройство бачка самостоятельно

Для предотвращения гидроударов внутри отопительной системы необходимо придерживаться следующим правилам при установке расширительного бачка:

  1. Нельзя производить врезку после устройства циркуляционного насоса.
  2. Для возможности регулирования давления необходимо обеспечить доступ к запорной арматуре. 
  3. В трубопроводах контура должно отсутствовать статическое давление.

Выгодным вариантом считается расширительные бачки на обратке впереди котла. Для установки напольного типа продаются специальные подставки, а для настенного следует применять кронштейны. Бывают кронштейны, которые заранее приварены к корпусу, а также бывают отдельные, которые входят в комплект и их нужно собрать самостоятельно. 

Если понадобится заменить мембраны, то необходимо будет полностью разобрать всю систему. Чтобы этого избежать, можно накрутить шаровой кран на патрубок расширительного бачка. Таким образом, можно будет снять бачок без разборки. 

Общая схема устройства выглядит следующим образом:

  • В первую очередь распаковывается расширительный бак;
  • Производится установка резьбового фитинга;
  • Устройство шарового крана;
  • Если кронштейн заранее не установлен, то необходимо собрать его и прикрепить ленточным хомутом;
  • Установка бачка в зависимости от типа;
  • Далее необходимо слить теплоноситель, а затем сбросить давление из отопительной системы;
  • Обвязать композитной стальной или полимерной трубой;
  • Произвести опрессовку рабочим давлением;
  • Отрегулировать давление в воздушной камере при необходимости. Сделать это можно при помощи автомобильного насоса.

Для более точного положения расширительного бака изготавливают кронштейны с группой безопасности, которые облегчают монтаж.

Для качественной герметизации резьбовых соединений не рекомендуется использовать ленту ФУМ. Более качественным вариантом будет подмотка Унипак.

Расширительный бачок является незаменимой частью отопления закрытого типа.

Читайте также:

Группа безопасности

УТЕЧКА в ГРУППЕ БЕЗОПАСНОСТИ НЕ ОЗНАЧАЕТ, ЧТО ОНА НЕ РАБОТАЕТ. НАСТОЯЩИМ, ЭТО ОДНА ИЗ ЕГО ОСНОВНЫХ ФУНКЦИЙ.

Частые случаи и объяснения для определения того, что нормально, а что нет:

A - Каждый вечер в одно и то же время , группа безопасности, установленная на баке горячей воды, протекает. Это нормально?

Да, если поток возникает во время нагрева бака и примерно через 30 минут после окончания цикла нагрева.Это нормальная и ожидаемая функция этого компонента безопасности, который является группой безопасности. Эта утечка происходит из-за увеличения объема за счет расширения воды, которая нагревается электрическим погружным резистором в резервуаре. Когда вода нагревается, ее объем увеличивается, как и ее давление.

Группа безопасности закрывает свой обратный клапан и, таким образом, препятствует возврату горячей воды в контур подачи холодной воды. Это невозвратная функция группы безопасности. Чтобы компенсировать расширение воды на 7 бар, группа безопасности открывается, позволяя вытечь небольшому количеству воды и тем самым компенсируя расширение воды.Поэтому нормальным явлением является наличие струйки воды в виде обычных капель (что соответствует в среднем 3% от объема резервуара).

B - Каждый вечер в одно и то же время группа безопасности, установленная на баке горячей воды , протекает, но в больших размерах. Это нормально?

№. Как объяснялось выше, для компенсации расширения воды при давлении 7 бар группа безопасности открывается, позволяя вытечь небольшому количеству воды и, таким образом, компенсируя расширение воды.Мы должны найти струйку воды в виде обычных капель, соответствующих в среднем 3% от объема резервуара. Если имеется значительный и постоянный поток, давление подачи в сети ночью слишком велико (часто из-за меньшего потребления воды ночью). Затем необходимо установить редуктор давления воды (типа РЕДУФИКС) рядом с группой безопасности. Также можно установить расширительный бак, который поглотит расширение воды и предотвратит слишком большое открытие группы безопасности (см. Расширительные баки WATTS и комплект подключения WATTS, арт.2292504N).

C - Каждый вечер, , но также и днем ​​в разное время , группа безопасности, установленная на резервуаре горячей воды, протекает: это нормально?

Группа безопасности открывается и протекает, как только давление достигает 7 бар.
Следовательно, может быть две причины:
- Давление подачи более 7 бар, так как редуктора на подаче холодной воды нет,
- Редуктор давления негерметичен.

Если у вас есть редуктор давления в вашей установке (где вода поступает в дом или рядом с резервуаром для горячей воды), он обычно устанавливается на 3 бара. Таким образом, каждый раз, когда вы открываете кран с горячей водой, вы уменьшаете давление в баке и снова увеличиваете давление в водопроводной воде до 3 бар.
Проверьте это, когда группа безопасности течет, открыв кран горячей воды и обнаружив, что вентиль течет меньше, а затем совсем.

Если у вас есть редуктор давления, и поток не замедляется, когда вы открываете кран горячей воды, вероятная причина - негерметичность редуктора.
Требуется замена.

D - Что делать, если группа безопасности работает все время?

Эта неисправность возникает из-за наличия инородного тела, препятствующего закрытию клапана, или из-за того, что вода слишком агрессивна или агрессивна, что повредило группу безопасности, не подлежащую ремонту.

Обычно это песчинка, окалина или медная / латунная стружка при проведении работ на водопроводе или установке.
Эти частицы прилипают к эластомерной мембране клапана и предотвращают уплотнение мембраны относительно поверхности клапана.
Если частица не проникла глубоко, вы можете попытаться удалить ее, полностью открыв ручку группы безопасности. В противном случае вызовите профессионального сантехника и попросите его демонтировать клапан с помощью специального инструмента и очистить мембрану.
Если эластомерная мембрана повреждена или имеет слишком глубокую маркировку, следует заменить клапанный модуль или даже всю группу безопасности.
Эти частицы не всегда поступают из водопроводной воды и могут образовываться в результате отложений или накипи, которые со временем образуются в резервуаре для горячей воды.
К сожалению, установка осадочного фильтра не решает полностью эту проблему.

Если при демонтаже клапана сантехник обнаружит, что облицовка клапана подверглась коррозии из-за плохого качества воды (см. Например, 60.1), необходимо изменить группу безопасности. Затем вам настоятельно рекомендуется установить группу безопасности типа SFR из НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ.

E - Возможно ли открытие группы безопасности до при давлении 3 или 4 бара?

Нет, группы безопасности, соответствующие французским стандартам, и, в частности, клапаны SFR, разработаны в соответствии со строгими требованиями. При их изготовлении клапан не может открываться при значении всего 3 или 4 бара.
Каждая группа безопасности SFR изготавливается, настраивается и проверяется индивидуально на нашем заводе, сертифицированном BVQI (Bureau Veritas Quality International) ISO9001.
Клапан установлен на 7 бар в соответствии со стандартом NF. Допуск, требуемый этим стандартом, не может быть ниже 6,65 бар.

F - Группа безопасности , установленная на 2-х баках горячей воды последовательно или параллельно (часто используется в солнечных установках), очень сильно нагревается. Это нормально?

Мы не разрешаем использовать наши группы безопасности при установке резервуаров горячей воды последовательно или параллельно.
Наши группы безопасности имеют преимущество французского стандартного права использования (NF EN 1487 NF-D 36401) и, таким образом, предназначены, как и все группы безопасности NF, для подключения к домашнему холодному водоснабжению.
Для установок с последовательной установкой резервуаров для горячей воды мы рекомендуем установку бытовых предохранительных клапанов с уставкой, соответствующей рекомендациям производителей резервуаров для воды. Для солнечных установок существуют клапаны, специально адаптированные для высоких температур (модель WATTS SV / E).

G - Гидравлический удар (стук, который вы слышите) возникает , когда я закрываю кран своей установки. Что мне делать?

В существующих установках используется все большее количество устройств с быстрым закрытием (однорычажный смеситель, смесители с нажимной ручкой, электромагнитный клапан стиральной машины, краны на 1/4 оборота и т. Д.) усугубляют это явление. Они являются причиной значительного увеличения гидравлических ударов, приводящих к:
• Быстрый износ оборудования, иногда даже его внезапный выход из строя.
• Шумы, не соответствующие настоящим акустическим стандартам.
• Повреждение труб и опасность протечек на стыках.

Когда происходит гидравлический удар, группа безопасности может открыться, чтобы выпустить немного воды. Когда это происходит, одновременно несколько частиц воды могут попасть между лицевой стороной клапана и эластомерной мембраной, что приведет к утечке.

Необходимо установить одно или несколько устройств защиты от молота как можно ближе к устройству, вызывающему гидравлический удар (однорычажный смеситель, смесители с нажимной ручкой, электромагнитный клапан стиральной машины, краны на 1/4 оборота и т. Д. ). Мы рекомендуем выбирать пневматические устройства защиты от молота, которые более эффективны, чем модели с пружинами.

H - В чем разница между стандартной группой безопасности и нержавеющей сталью SFR?

Группа безопасности SFR НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ - высококлассный прибор, результат многих встреч с профессиональными сантехниками.Он встречается с проблемами на рабочем месте, которые обнаруживают водопроводчики и частные лица, особенно вызванные проблемами качества воды, все более агрессивной и жесткой водой.

• Седло из нержавеющей стали исключает риск коррозии и любых проблем с клапаном.
• Корпус клапана SFR из НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ снабжен плоской секцией над сливом, что облегчает его установку и направление монтажа.
• Клапан в виде съемного модуля можно заменить с помощью специального ключа (инструмент, предназначенный только для профессиональных сантехников), без необходимости демонтажа всего клапанного блока.
• Седло клапана из НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ практически непобедимо для воды любого качества. После демонтажа клапана можно легко очистить облицовку и снова прикрутить модуль клапана. Группа безопасности немедленно снова работает.

Группы безопасности SFR, НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ SFR, НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ SFR и НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ GSM 1 "соответствуют стандарту NF-EN 1487 и имеют право использовать знак NF (NF EN1487 NF-D 36401).

I - Какую группу безопасности выбрать для какой воды качества ?

Жесткость воды во Франции выражается в концентрации по весовой степени жесткости.Один TH 1F (французская степень) эквивалентен 10 граммам известняка на кубический метр. Мягкая вода более агрессивна и, следовательно, более агрессивна, чем жесткая вода. Жесткая вода оставляет более твердые накипи, которые забивают приборы и ухудшают водонепроницаемость оборудования. По этой причине съемный и сменный клапан является преимуществом.

Типы водонагревателей

Качество воды

малых емкостей на
или под раковиной макс.мощность 4 кВт

на вертикальной стойке
макс. мощность 10 кВт

вертикально на стене
макс. мощность
10 кВт

горизонтально на стене
макс. мощность
10 кВт

на горизонтальной стойке
макс. мощность
10 кВт

горизонтальный большой объем
макс.мощность
18 кВт

обычная
вода

SFR NA53M2
1/2 "
исх. 54310

SFR NA53M2 Угловой корпус 1/2 "
Изобразительное искусство. 2254311M2

SFR 3/4 "Стандартный
Изобразительное искусство.2252550

Угловой корпус SFR, седло из нержавеющей стали 3/4 "
Изобразительное искусство. 2252571

GSM 1 "угловой корпус
сиденье из нержавеющей стали арт. 2254555M2

жесткая
вода

SFR NA53M2
Седло из нержавеющей стали
1/2 "
Изобразительное искусство.2254312

SFR NA53M2 Седло из нержавеющей стали с угловым корпусом 1/2 "
Изобразительное искусство. 2254313M2

SFR PTFE 3/4 "
Изобразительное искусство. 2252560

Седло из нержавеющей стали SFR 3/4 "
Изобразительное искусство. 2252570

SFR Multi group 3/4 "седло из нержавеющей стали прямое / угловое, корпус
Изобразительное искусство.2252573M2

Угловой корпус SFR, седло из нержавеющей стали 3/4 "
Изобразительное искусство. 2252571

агрессивный
вода

Седло из нержавеющей стали SFR 3/4 "
Изобразительное искусство.2252570

SFR Multi group 3/4 "седло из нержавеющей стали прямое / угловое, корпус
Изобразительное искусство. 2252573M2

SFR Мультигруппа 3/4 "
сиденье из нержавеющей стали прямое / угловой корпус
Изобразительное искусство. 2252573M2


Как выбрать группу безопасности для отопления.Группа безопасности отопительного котла

В последние годы все более популярными становятся закрытые системы отопления. Отопительное оборудование становится все дороже, и мы хотим, чтобы оно прослужило дольше. В закрытых системах практически исключена возможность попадания внутрь свободного кислорода, что продлевает срок эксплуатации оборудования.

Закрытая система теплоснабжения - что это такое

Как известно, в любой системе отопления частного дома есть расширительный бак... Это емкость, в которой содержится некоторое количество охлаждающей жидкости. Этот бак требуется для компенсации теплового расширения в различных условиях эксплуатации. По конструкции расширительные баки бывают соответственно открытыми и закрытыми, а системы отопления называют открытыми и закрытыми.

IN в последние годы все более популярными становятся замкнутые отопительные контуры. Во-первых, он автоматизирован и долгое время работает без вмешательства человека. Во-вторых, в нем можно использовать любой тип охлаждающей жидкости, в том числе и антифриз (он испаряется из открытых баков).В-третьих, давление поддерживается постоянным, что дает возможность использовать любую бытовую технику ... Еще несколько плюсов, которые касаются проводки и эксплуатации:

  • Прямого контакта теплоносителя с воздухом нет, следовательно, нет (или почти нет) некогерентного кислорода, который является мощным окислителем. Это означает, что нагревательные элементы не будут окисляться, что увеличит их срок службы.
  • Расширительный бак закрытого типа ставится где угодно, обычно недалеко от котла (настенные газовые котлы идут сразу с расширительными баками).Бак открытого типа должен стоять на чердаке, а это дополнительные трубы, а также меры по утеплению, чтобы тепло не «просачивалось» через крышу.
  • В закрытой системе есть автоматические дефлекторы, поэтому проветривания нет.

В целом закрытая система отопления считается более удобной. Главный его недостаток - волатильность. Движение теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом (принудительная циркуляция), но он не работает без электричества. Естественная циркуляция в закрытых системах может быть организована, но это сложно - требуется регулировка расхода по толщине труб.Это довольно сложный расчет, ведь часто считается, что закрытая система отопления работает только с насосом.

Для снижения непостоянства и повышения надежности нагрева ставят блоки бесперебойного питания с аккумуляторами и / или небольшие генераторы, которые будут обеспечивать аварийное питание.

Компоненты и их назначение

В целом закрытая система отопления состоит из определенного набора элементов:

  • Котел с группой безопасности.Здесь есть два варианта. Во-первых, в котел встраивается группа безопасности (газовые настенные котлы, пеллетные и некоторые твердотопливные газогенераторы). Второй - в котле отсутствует группа безопасности, тогда она устанавливается на выходе в подающем трубопроводе.
  • Трубы, радиаторы, конвекторы.
  • Циркуляционный насос. Обеспечивает движение теплоносителя. Устанавливается в основном на обратном трубопроводе (здесь температура ниже и меньше вероятность перегрева).
  • Расширительный бак.Компенсирует изменение объема теплоносителя, поддерживая стабильное давление.

А теперь подробнее о каждом элементе.

Котел - какой выбрать

Поскольку закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В этом случае, настроив параметры, возвращаться к этому не нужно. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы.Есть возможность подключения комнатного термостата ... Заданная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Она упала на градус, включился котел, обогрев дом. Как только срабатывает термостат (достигается температура), работа прекращается. Комфортно, удобно, экономично.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики - это внешние датчики. По их показаниям котел регулирует мощность конфорок. Газовые котлы в закрытых системах отопления - хорошее оборудование, способное обеспечить комфорт.Жалко только, что газ есть не везде.

Не меньшую автоматизацию могут дать электрические котлы ... В последнее время, помимо традиционных агрегатов, на ТЭНах появились индукционные и электродные агрегаты. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они экономичнее котлов на ТЭНах. Но даже такой вид отопительных агрегатов нельзя использовать везде, так как перебои в подаче электроэнергии в зимнее время - частое явление во многих регионах нашей страны.И обеспечить питание котла. 8-12 кВт от генератора - дело очень сложное.

Котлы на твердом или жидком топливе более универсальны и независимы в этом отношении. Важный момент: для установки жидкотопливного котла в обязательном порядке отдельное помещение - это требование пожарной части. Твердотопливные котлы могут стоять в доме, но это неудобно, так как при отоплении из топлива выпадает много мусора.

Современные твердотопливные котлы хоть и остаются аппаратурой прерывистого действия (нагреваются при пожаре, остывают при выгорании закладки), но также имеют автоматику, позволяющую поддерживать заданную температуру в системе за счет регулировки интенсивности горения. .Хотя степень автоматизации не такая высокая, как у газовых или электрических котлов, она есть.

Пеллетные котлы в нашем лагере не очень распространены. По сути, это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. Пеллеты автоматически подаются в топку (пока не закончится бульон в котле). При хорошем качестве топлива очистка от золы требуется раз в несколько недель, а все рабочие параметры контролируются автоматикой. Распространение данного оборудования сдерживается только его высокой ценой: производители в основном европейские, и цены у них соответствующие.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Он определяется по общему принципу: на 10 квадратных метров площади с нормальной изоляцией уходит 1 кВт мощности котла. Только брать «спина к спине» не рекомендуется. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в течение которых у вас может не хватить проектной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности приводит к быстрому износу оборудования. Поэтому мощность котла для системы желательно брать с запасом 30-50%.

Группа безопасности

Группа безопасности устанавливается на подводящем трубопроводе на выходе из котла.Она должна контролировать его работу и параметры системы. Состоит из манометра, автоматического сброса воздуха и предохранительного клапана.

Манометр позволяет контролировать давление в системе. По рекомендациям она должна быть в пределах 1,5-3 бар (в одноэтажных домах - 1,5-2 бар, в двухэтажных - до 3 бар). В случае отклонения от этих параметров необходимо принять соответствующие меры. Если давление упало ниже нормы, необходимо проверить, нет ли утечки, а затем добавить в систему определенное количество охлаждающей жидкости.С повышенным давлением все несколько сложнее: необходимо проверить, в каком режиме работает котел, не перегрел ли теплоноситель. Также проверяется работа циркуляционного насоса, правильность работы манометра и предохранительного клапана. Именно он должен слить лишний теплоноситель при превышении порога давления. К свободному патрубку предохранительного клапана подключается труба / шланг, который отводится в канализацию или дренажную систему.. Здесь лучше сделать так, чтобы можно было контролировать, срабатывает ли клапан - при частом сливе воды необходимо искать причины и устранять их.

Третий элемент группы - автоматический воздухоотводчик. Через него удаляется воздух, попавший в систему. Очень удобное устройство, которое устраняет проблему скопления воздуха в системе.

Группы безопасности

продаются в собранном виде (на фото выше), либо вы можете купить все устройства по отдельности и соединить их с помощью тех же труб, по которым проводилась системная разводка.

Расширительный бак для закрытой системы отопления

Расширительный бачок предназначен для компенсации изменения объема теплоносителя в зависимости от температуры. В закрытых системах отопления этот герметичный контейнер разделен на две части эластичной мембраной. В верхней части находится воздух или инертный газ (в дорогих моделях). Пока температура теплоносителя низкая, бак остается пустым, мембрана расправляется (на рисунке рисунок справа).

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его избыток поднимается в бак, толкая мембрану и выдавливая закачанный газ в верхнюю часть (на картинке слева).Это отображается на манометре как повышение давления и может служить сигналом для уменьшения интенсивности горения. Некоторые модели имеют предохранительный клапан, который при достижении порога давления выпускает избыточный воздух / газ.

По мере остывания охлаждающей жидкости давление в верхней части бака выдавливает охлаждающую жидкость из бака в систему, показания манометра возвращаются в норму. В этом весь принцип работы расширительного бачка мембранного типа. Кстати, мембраны бывают двух видов - дискообразные и грушевидные.Форма мембраны не влияет на принцип работы.

Расчет объема

По общепринятым нормам объем расширительного бачка должен составлять 10% от общего объема теплоносителя. Это означает, что вы должны рассчитать, сколько воды поместится в трубы и радиаторы вашей системы (это указано в технических характеристиках радиаторов, но объем труб можно рассчитать). 1/10 этой цифры будет объемом необходимого расширительного бачка.Но этот показатель действителен только в том случае, если теплоноситель - вода. Если используется незамерзающая жидкость, размер бака увеличивается на 50% от расчетного.

Вот пример расчета объема мембранного бака для закрытой системы отопления:

  • объем системы отопления 28 литров;
  • размер расширительного бачка для системы, наполненной водой, составляет 2,8 литра;
  • размер мембранного бака для системы с незамерзающей жидкостью 2.8 + 0,5 * 2,8 = 4,2 л.

При покупке выбирайте ближайший больший объем. Не берите меньшую - лучше иметь небольшой запас.

На что обращать внимание при покупке

В магазинах есть цистерны красного и синего цвета ... Красные цистерны подходят для отопления. Синие конструктивно одинаковы, только предназначены для холодной воды и не переносят высоких температур.

Что еще искать? Баки бывают двух типов - со сменной мембраной (их еще называют фланцевыми) и со сменной.Второй вариант дешевле и значительно, но при повреждении мембраны придется покупать все целиком. Во фланцевых моделях покупается только мембрана.

Место для установки расширительного бачка мембранного типа

Обычно расширительный бачок ставится на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть в сторону теплоносителя). В трубопровод устанавливается тройник, к одной его части присоединяется небольшой отрезок трубы, а к нему через штуцеры присоединяется расширитель.Лучше разместить его на некотором расстоянии от насоса, чтобы не создавалось перепадов давления. Важным моментом является то, что участок трубопроводов мембранного бака должен быть прямым.

После тройника поставить шаровой кран ... Надо иметь возможность снимать бачок без слива охлаждающей жидкости. Саму емкость удобнее соединять с помощью американки (накидной гайки). Это снова облегчает сборку / разборку.

Обратите внимание, что некоторые котлы имеют расширительный бак.Если его объем достаточен, установка второго не требуется.

Пустой прибор не много весит, но наполненный водой имеет твердую массу. Поэтому необходимо предусмотреть способ крепления к стене или дополнительные опоры.


Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность замкнутой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материала и диаметра труб, количества и типа радиаторов, наличия запорной и термостатической арматуры, длины труб, режима работы оборудования и т. Д.Чтобы не вдаваться в тонкости расчета мощности, циркуляционный насос можно выбрать из таблицы. Выберите ближайшее большее значение для отапливаемой площади или планируемой тепловой мощности системы, в соответствующей строке в первых столбцах найдите требуемые характеристики.

Во втором столбце находим мощность (какой объем теплоносителя он способен перекачать за час), в третьем - давление (сопротивление системы), которое он способен преодолеть.

Выбирая циркуляционный насос в магазине, желательно не экономить.Вся система зависит от ее производительности. Поэтому лучше не экономить и выбрать проверенного производителя. Если вы решили купить неизвестную технику, нужно как-то проверить ее на уровень шума. Этот показатель особенно критичен, если отопительный агрегат установлен в жилом районе.

Схема обвязки

Как было сказано ранее, циркуляционные насосы устанавливаются в основном в обратном трубопроводе. Раньше это требование было обязательным, сегодня это только желание.Используемые при производстве материалы выдерживают нагрев до 90 ° C, но все же лучше не рисковать.

В системах, которые могут работать с естественной циркуляцией, при установке необходимо предусмотреть возможность снятия или замены насоса без необходимости слива теплоносителя, а также возможность работы без насоса. Для этого устанавливается байпас - байпасный тракт, по которому при необходимости может протекать теплоноситель. Схема установки циркуляционного насоса в этом случае представлена ​​на фото ниже.

В закрытых системах с принудительной циркуляцией байпас не нужен - без насоса он не работает. Но нужны два шаровых крана с двух сторон и входной фильтр. Шаровые краны позволяют при необходимости снять устройство для обслуживания, ремонта или замены. Фильтр грязи предотвращает засорение. Иногда вроде дополнительного элемента надежности, между фильтром и шаровым краном ставят еще один обратный клапан, который предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении.

Схема подключения (обвязки) циркуляционного насоса к замкнутой системе отопления

Как залить закрытую систему отопления

В самой нижней точке системы, как правило, на обратном трубопроводе устанавливается дополнительный клапан для подпитки / слива системы. В простейшем случае это устанавливаемый в трубопровод тройник, к которому через небольшой участок трубы подключается шаровой кран.

В этом случае при сливе системы необходимо будет заменить емкость или подсоединить шланг.При заливке охлаждающей жидкости к шаровому крану подключают шланг ручного насоса. Это простое устройство можно взять напрокат в магазинах сантехники.

Есть второй вариант - когда теплоносителем является простая водопроводная вода ... В этом случае подвод воды подключается либо к специальному котловому вводу (в настенных газовых котлах), либо к шаровому крану, установленному аналогично на котле. обратная линия. Но в этом случае нужна еще одна точка для слива системы. В двухтрубной системе он может быть одним из последних в патрубке радиатора, на нижнем свободном входе которого установлен сливной шаровой кран.Другой вариант показан на следующей диаграмме. Здесь представлена ​​однотрубная система отопления закрытого типа.

Схема замкнутой однотрубной системы отопления с блоком питания для системы

Еще одно важное устройство - по-другому называемое «блоком безопасности».

Из чего состоит группа тепловой безопасности?

Группа безопасности для системы отопления состоит из корпуса, на котором установлены три прибора: манометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик:

Группа безопасности для обогрева: слева направо - предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр

Рассмотрим каждое из этих устройств по отдельности.

Клапан предохранительный

Предохранительный клапан предназначен для защиты системы отопления от слишком высокого давления.

Предохранительный клапан рассчитан на определенное давление, и при превышении этого давления он срабатывает, то есть сбрасывает избыточное давление.

Фактически, на компенсацию избыточного давления в системе отопления отвечает расширительный бак: вода при нагревании расширяется - ее избыток вытесняется в расширительный бак, который поддерживает постоянное давление в системе, и система цела.При этом общее количество теплоносителя во всей системе отопления остается прежним.

Но бывает, что расширительный бачок почему-то не заработал. Для такой неприятности устанавливается предохранительный клапан, через который из системы будет сбрасываться лишняя вода. Чтобы вода не вытекала на пол, прикрепляем трубку к резьбе сбоку и выводим эту трубку в канализацию.

Вывод: канализация в котельной очень желательна.

Где установить группу безопасности?

Если котел настенный, то производители постарались для нас: там уже есть предохранительный блок внутри или с обратной стороны котла.

А вот для напольного котла нужно отдельно покупать группу безопасности и своими руками врезать в систему. Где? На подающей трубе как можно ближе к котлу, но не дальше 1 ... 1,5 м от котла.

Манометр следует располагать так, чтобы его показания были видны без напряжения при любом посещении котельной. Вытекающая через предохранительный клапан охлаждающая жидкость также должна быть легко заметна, потому что вы должны знать о таком явлении!

Важно! Между котлом и группой безопасности НЕТ клапанов!

Какие группы безопасности отопления?

Блоки безопасности бывают разных конфигураций, например:

Группа безопасности отопления

Или заключенных в одном здании:

Охранная группа, заключенная в одно здание

Ну, в продаже можно найти много разных других, но внешний вид не важен, так как все блоки безопасности работают одинаково, но вам нужно выбирать, как указано выше, в соответствии с давлением, для которого предохранительный клапан и манометр разработаны.

Как самому составить группу безопасности?

Можете ли вы сделать предохранительный блок самостоятельно? Да. Купите отдельно манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик и соедините их между собой тройниками, переходниками, скребками и т. Д.

Корпус группы безопасности можно спаять даже из обрезков полипропиленовых труб и фитингов, что намного дешевле заводского изделия, в котором много латуни.

Просто нужно понимать, что группу безопасности из полипропилена можно устанавливать только в низкотемпературных системах отопления (теплые полы, а не радиаторы!).Почему? Если теплоноситель по каким-то причинам нагреется выше 95 градусов, то полипропилен разрушится со всеми вытекающими (не только последствиями, но и кипятком!)

Это сделает вашу жизнь спокойной в отопительный сезон.

группа безопасности для отопления, блок безопасности

Группа безопасности для отопления: как она работает и как ее установить

5 (100%) голосов: 2

Группа безопасности для отопления - это специальный набор специальных элементов, которые используются для обеспечения комплексной защиты системы отопления.Он защищает от несчастных случаев в случае сильного повышения давления или выхода воздуха из системы.

Группа безопасности для системы отопления

Из чего он состоит?

Группа безопасности системы отопления состоит из предохранителей. В состав оборудования входят следующие комплектующие:

Узнать цену и купить отопительное оборудование и сопутствующие товары Вы можете у нас. Пишите, звоните и приходите в один из магазинов вашего города. Доставка по всей территории РФ и стран СНГ.

  • предохранительный клапан;
  • манометр;
  • На одну базу установлено
  • приставок;
  • вентиляционное отверстие.

Клапан, консоли, выполненные на одинарной стойке, корпус устройства выпуска воздуха, штуцер для присоединения манометра изготовлены методом горячей штамповки, а затем подвергаются токарной обработке. Эти элементы изготовлены из латуни.

Крышка предохранительного клапана одновременно изготовлена ​​из прочного нейлона, который в обязательном порядке должен быть устойчивым к высоким температурам.Устройство для измерения давления изготовлено из АБС-пластика, а его шкала из легкого и прочного алюминиевого сплава защищена акриловым стеклом.

Стоит сказать, как работает группа безопасности в системе отопления.

Группы безопасности компонентов

Назначение группы безопасности можно резюмировать в три этапа. Рассмотрим их подробнее.

Манометр необходим для того, чтобы можно было легко определять давление жидкости в баке котла и во всей системе.Также он пригодится при заполнении трубопроводной сети и регулировке давления в закрытой системе отопления.

Вентиляционное отверстие служит для обслуживания. Внутри него находится камера с поплавком, механически соединенная с клапаном. Клапан открывается, если нет воды. Функция устройства - удалять воздух во время работы, а также при заполнении радиатора и системы жидкостью. Вторичная функция вентиляционного отверстия заключается в выпуске первых паров, которые образуются в баке котла при чрезмерном нагреве.

Предохранительный клапан - это аварийное устройство, которое выпускает воду и пары, если заданный порог давления превышает норму.

Таким образом, назначение группы безопасности - регулирование и предотвращение аварийных ситуаций, которые могут быть связаны с закипанием теплоносителя в водяной рубашке теплогенератора. Принцип работы следующий: сначала манометр реагирует на повышение давления, затем появляющийся пар уходит через вентиляционное отверстие, а затем вода (или смесь пара и воды) сбрасывается из системы предохранительным клапаном. .

Группа безопасности с расширительным баком выполняет важную функцию в системе отопления, при отсутствии которой оболочка котла неминуемо взорвется.

Итак, если ничего не делать, предохранительный клапан будет сливать жидкость до тех пор, пока давление не войдет в допустимый диапазон. Во многих котельных установках верхний порог давления составляет 3 бара. Есть модели с максимальным рабочим давлением 1,6-2 бар.

Всегда ли нужно устанавливать группу безопасности?

Группа безопасности системы отопления нужна не всегда, однако, если вы хотите обезопасить себя, вы можете ее установить.Например, устройства, которые работают от сжигания природного газа или дизельного топлива, от потребления электроэнергии, не требуют дополнительной защиты ... Такие агрегаты уже имеют высокий уровень безопасности и могут немедленно останавливать и выключать нагрев при повышении температуры или давления. поднимается.

Установка группы безопасности в котельной закрытого типа, работающей на газе или от источника питания, часто выполняется просто для удобства обслуживания и комфортного управления.

Схема установки группы безопасности для системы отопления с расширительным баком

В то же время источники тепла в виде твердотопливного котла обладают большой инерционностью, поэтому сразу не могут остановиться.Даже пеллетным котлам с автоматизированной системой требуется немного времени, чтобы сжечь попавшее в зону горения топливо. А что происходит с печью, полной горящих дров?

Термостат мгновенно отключит подачу воздуха при повышении температуры в рубашке, но со временем этот процесс только закончится. Дрова не перестанут гореть, а будут тлеть, в результате чего температура жидкости повысится еще на пару градусов. Исключить закипание и последующий взрыв поможет только группа безопасности.Поэтому в твердотопливном котле это обязательное условие.

Практически все компании-производители включают группу безопасности в стандартный набор твердотопливного котельного оборудования.

Монтаж и подключение группы безопасности к системе отопления

Тогда, когда твердотопливный котел не укомплектован группой, его можно приобрести отдельно или собрать своими руками. Будет важно только правильно подобрать устройства для вашего котла.

Технические характеристики автоматического воздухоотводчика значения не имеют, но вот параметры манометра и аварийного клапана приобретаются по значению максимального рабочего давления, которое прописано в техническом паспорте устройства.

Схема расположения группы безопасности при обвязке твердотопливного котла

Установка группы безопасности в систему отопления несложная. Сделать это самостоятельно можно с помощью обычного набора инструментов и двух вариантов:

  1. Первый способ - установить его на первоначально установленное соединение, выходящее из котла отопления.
  2. Второй способ - врезка в подающий трубопровод на выходе из агрегата.

Теперь о том, как правильно установить группу безопасности для отопления.

При установке устройства важно помнить, что нельзя устанавливать различную арматуру посередине выхода котла и группой. Также нельзя подключать другие устройства с помощью тройника. Чем короче этот отрезок, тем лучше. Самый лучший вариант - установить устройства на самом агрегате.

В случае монтажа группы на подающей магистрали стоит выбрать такое сечение, чтобы показания манометра были хорошо видны с входа в котел.Бывает, что для этого необходимо смонтировать группу безопасности на отрезке трубы в вертикальном положении. Или специальный кронштейн, который крепится к стене. Шланг (желательно бесцветный) необходимо подсоединить к выходу предохранительного клапана и опустить в канализацию или пластиковую канистру ... Преимущество первого метода в том, что всегда можно будет отследить критическую работу котла по уровень жидкости в резервуаре, пока вы были вдали от дома.

Группа безопасности отопления - важная часть всей системы отопления.Ее необходимо установить в твердотопливный котел в обязательном порядке, однако в других агрегатах (от сети, газовой) группа станет дополнительным источником защиты. Команда безопасности стоит недорого, но в то же время может обеспечить хорошие условия для работы и создаст дополнительную защиту.

Группа безопасности или блок системы отопления является основным элементом, обеспечивающим исправную работу автономных систем теплоснабжения. Особенно актуальна установка такого защитного механизма для систем отопления закрытого типа.Некоторые модели котлов комплектуются им изначально. Остальные требуют дополнительной установки ... Рассмотрим подробнее, что такое группа тепловой безопасности, ее основные элементы и особенности монтажа.

Для снижения избыточного давления воды в системе отопления дома ранее устанавливались дроссельные шайбы. Это устройство имело форму диска с отверстием посередине. В яму поместили трубу. Таким образом было достигнуто увеличение гидравлического сопротивления. Сегодня все современные модели систем отопления оснащены автоматическими регуляторами температуры и давления - предохранительными блоками.

В случае аварии (например, при поломке расширительной бочки) давление в системе отопления может начать расти. Что влечет за собой серьезные негативные последствия, вплоть до выхода из строя всего оборудования системы отопления. Они плохо сказываются на работе системы подачи тепла и проветривания магистрали. Наличие в системе отопления системы безопасности помогает предотвратить такие ситуации: защитный блок предотвращает образование воздушных пробок, а при аварийной ситуации снижает давление до нормативных значений.

Предохранительные механизмы активно применяются в частных домах, где для обогрева помещения используется газовый котел. Ведь с такой системой отопления часто возникают следующие ситуации:

  • недостаточная тяга в дымоходе, есть опасность выгорания;
  • в подающем трубопроводе давление газа либо очень высокое, либо слишком низкое;
  • пламя погасло на запальнике.

Все это может привести к тому, что основная горелка погаснет и в помещении будет загазованность.

В котельных старой модели автоматика безопасности газовых котлов является необходимостью.

Некоторые газовые котлы оснащены циркуляционным насосом. Обеспечивает равномерное движение теплоносителя по системе теплоснабжения. Более подробную информацию о системе отопления с насосной циркуляцией можно найти.

Компоненты предохранительного блока

Чтобы понять суть работы защитного механизма, нужно рассмотреть конструкцию группы безопасности.Это система, состоящая из нескольких элементов. Каждое из ключевых звеньев выполняет свою конкретную задачу.

Система тепловой безопасности включает в себя следующие модули:

Все элементы защиты и управления, включая манометры и термометры, закреплены на верхнем металлическом корпусе. Элементы защитного механизма отдельно не устанавливаются. Потому что без одного из них весь комплекс не сможет полноценно функционировать. Например, есть манометры и термометры для систем отопления, но нет предохранительного клапана.В этом случае пользователь увидит, что давление увеличивается, но не сможет исправить проблему.

Или, например, есть воздухоотводчик, но нет предохранительного клапана. В этом случае лишний воздух уйдет, а перегретая жидкость останется в корпусе. Что может привести к выходу из строя всей системы отопления. Для управления системой теплоснабжения предназначен регулятор отопления и ГВС, который гарантирует поддержание оптимальной температуры в квартире в зависимости от колебаний уровня температуры наружного воздуха.

Особенности установки

Многие заводские модели отопительных котлов уже оснащены предохранительным блоком. Как правило, это котлы настенного типа ... Но что касается напольных котлов, то в них не предусмотрен защитный механизм. Следовательно, вам необходимо установить его дополнительно.

Установка защитного механизма может производиться отдельно.

В этом случае предохранительный клапан необходимо разместить над котлом. Хотя чаще всего группа тепловой безопасности монтируется в одном месте: так удобнее, надежнее и дешевле по стоимости.Следует отметить, что группа безопасности по отоплению, цена на которую зависит от производителя и модели, устанавливается довольно просто. Главное - соблюдать ряд правил.

Перед установкой системы безопасности следует подумать о том, как ее будут ремонтировать и проверять, что следует проводить регулярно. Желательно создать возможность отключения каждого из элементов системы отопления во время монтажа, чтобы не приходилось в дальнейшем перезагружать всю систему отопления.Лучше всего проводить установку на подающей трубе, на расстоянии примерно 1,5 метра от теплового котла. Шаровые краны должны быть встроены за предохранительный блок. Это обеспечит долгую, качественную и надежную работу.

Применение антифриза в системе отопления

Для уменьшения негативного воздействия низких температур на радиаторы и трубопроводы используйте антифриз для системы отопления дома. Антифриз обычно содержит этиленгликоль. Он ядовит и нужно быть осторожным, чтобы это вещество не попало на открытые участки кожи и тем более в глаза.Также вредны пары антифриза, которые образуются под воздействием высоких температур и могут выбрасываться наружу при небольшой утечке.

Конечно, на антифриз для системы отопления цена может отличаться в зависимости от состава товара и производителя. Но все же использование антифриза в отопительных приборах обойдется дороже, чем использование обычной дистиллированной воды. Правда, в некоторых случаях использование антифриза просто необходимо для обеспечения безопасной и правильной работы всей системы теплоснабжения.

У многих возникает вопрос: можно ли заливать антифриз в систему отопления дома?

Можно использовать такую ​​антифризную жидкость, но следует знать ряд правил и соблюдать требования безопасности. Иногда для системы отопления используют автомобильный антифриз.

При этом важно учитывать некоторые особенности работы системы отопления:

Таким образом, многие современные модели систем отопления оснащены блоком безопасности.Но если этот модуль отсутствует, его следует установить дополнительно. Этот защитный механизм снижает вероятность образования воздушных карманов и регулирует давление в системе. Чтобы избежать негативного воздействия на трубы низких температур, используется антифриз. Все это позволяет продлить срок службы отопительных приборов и сделать их работу лучше и эффективнее.

Еще одно важное устройство по-другому называют «блоком безопасности».

Из чего состоит группа тепловой безопасности?

Группа безопасности для системы отопления состоит из корпуса, на котором установлены три прибора: манометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик:

Группа безопасности для обогрева: слева направо - предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр

Рассмотрим каждое из этих устройств по отдельности.

Клапан предохранительный

Предохранительный клапан предназначен для защиты системы отопления от слишком высокого давления.

Предохранительный клапан рассчитан на определенное давление, и при превышении этого давления он срабатывает, то есть сбрасывает избыточное давление.

Фактически расширительный бак отвечает за компенсацию избыточного давления в системе отопления: вода при нагревании расширяется - ее избыток вытесняется в расширительный бак, который поддерживает постоянное давление в системе, и система цела.При этом общее количество теплоносителя во всей системе отопления остается прежним.

Но бывает, что расширительный бачок почему-то не заработал. Для такой неприятности устанавливается предохранительный клапан, через который из системы сливается лишняя вода. Чтобы вода не вытекала на пол, прикрепляем трубку к резьбе сбоку и выводим эту трубку в канализацию.

Вывод: канализация в котельной очень желательна.

Где установить группу безопасности?

Если котел настенный, то производители постарались для нас: там уже есть предохранительный блок внутри или с обратной стороны котла.

А вот для напольного котла нужно отдельно покупать группу безопасности и своими руками врезать в систему. Где? На подающей трубе как можно ближе к котлу, но не дальше 1 ... 1,5 м от котла.

Манометр следует располагать так, чтобы его показания были видны без напряжения при любом посещении котельной. Вытекающая через предохранительный клапан охлаждающая жидкость также должна быть легко заметна, потому что вы должны знать о таком явлении!

Важно! Между котлом и группой безопасности НЕТ клапанов!

Какие группы безопасности отопления?

Блоки безопасности бывают разных конфигураций, например:


Группа безопасности отопления

Или заключенных в одном здании:


Охранная группа, заключенная в одном здании


Ну, в продаже можно найти много разных других, но внешний вид не важен, так как все блоки безопасности работают одинаково, но вам нужно выбирать, как указано выше, в соответствии с давлением, для которого предохранительный клапан, и давлением калибр.

Как самому составить группу безопасности?

Можете ли вы сделать предохранительный блок самостоятельно? Да. Купите отдельно манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик и соедините их между собой тройниками, переходниками, скребками и т. Д.

Корпус группы безопасности можно спаять даже из обрезков полипропиленовых труб и фитингов, что намного дешевле заводского изделия, в котором много латуни.

Просто нужно понимать, что группу безопасности из полипропилена можно устанавливать только в низкотемпературных системах отопления (теплые полы, а не радиаторы!).Почему? Если теплоноситель по каким-то причинам нагреется выше 95 градусов, то полипропилен разрушится со всеми вытекающими (не только последствиями, но и кипятком!)

Это сделает вашу жизнь спокойной в отопительный сезон.

группа безопасности для отопления, блок безопасности

Расширительные баки для систем холодного и горячего водоснабжения

Расширение - резервуары HVAC

Wessels производит расширительные баки трех конструкций: компрессионные, баллонные и диафрагменные.У каждого стиля резервуара есть модели, которые имеют кодировку ASME или Non-ASME. Размеры цистерн варьируются от 2 до 10 000 галлонов. Большинство сосудов под давлением Wessels спроектированы с использованием сосуда с предварительным давлением с внутренним баллоном или диафрагмой для управления жидкостями под давлением. Большинство продуктов Wessels представляют собой стандартные модели по каталогу с более чем 6000 резервуаров на складе для быстрой отгрузки. Резервуары по индивидуальному заказу производятся в соответствии с техническими требованиями заказчика для высоких давлений и / или из специальных материалов для тяжелых условий эксплуатации.

Что такое расширительные баки?

Расширительные баки требуются в замкнутой системе отопления или вентиляции и кондиционирования с охлажденной водой для поглощения расширяющейся жидкости и ограничения давления в системе отопления или охлаждения. Бак надлежащего размера будет учитывать расширение жидкости в системе во время цикла нагрева или охлаждения, не позволяя системе превышать критические пределы давления. В расширительном баке сжатый воздух используется для поддержания давления в системе, принимая и удаляя изменяющийся объем воды по мере ее нагрева и охлаждения.

Некоторые конструкции резервуаров включают диафрагму или баллон для изоляции расширенной воды от воздушной подушки, регулирующей давление. Когда вода расширяется, она содержится в баллоне, чтобы предотвратить коррозию резервуара и потенциал заболачивания. Воздушная подушка для регулирования давления предварительно заряжается на заводе и может быть отрегулирована в полевых условиях для соответствия критическим требованиям системы. Такая конструкция и принцип действия расширительного бака этого типа позволяет проектировщику или инженеру уменьшить размер бака до 80%.

Компрессионные баки предназначены для поглощения сил расширения и регулирования давления в системах отопления / охлаждения. Этот бак является самым старым типом, который использовался в этих системах. Это хорошо работает, когда воздух контролируется и хранится в резервуаре, а не в системе.

Узнать больше

Разделитель

Съемные расширительные баки баллона предназначены для использования в системах отопления / охлаждения Hydronic для поглощения силы расширения, возникающей в результате изменений температуры нагревающей / охлаждающей жидкости.

Узнать больше

Разделитель

Мембранный бак был разработан для отделения воздушной подушки системы от воды в системе. Переувлажнение резервуара не может произойти, поскольку воздух удерживается между стенкой резервуара и внешней стороной баллона, помещенного внутри резервуара, в то время как системная вода содержится внутри баллона.

Узнать больше

Что нужно и чего нельзя делать с расширительным бачком

Когда вода нагревается, пространство, необходимое для каждой молекулы, увеличивается.Любая попытка предотвратить это расширение будет встречена огромными силами. Если прочный металлический контейнер полностью заполнен жидкой водой и изолирован от атмосферы, давление в нем будет быстро расти по мере нагрева воды. Если позволить этому давлению расти, этот контейнер в конечном итоге лопнет, в некоторых случаях сильно.

Чтобы предотвратить такой результат, гидронные системы с обратной связью оборудуются расширительным баком. Резервуар представляет собой воздушную подушку - жидкость с высокой степенью сжатия, на которую расширяющаяся вода может давить, не создавая большого повышения давления в системе.Думайте о воздухе в резервуаре как о пружине. По мере расширения воды в системе этот «источник» сжимается. Когда вода остывает и сжимается, «родник» возвращается в исходное состояние.

Рисунок 1 Стандартный расширительный бак

В старых системах часто использовались «стандартные» расширительные баки, в которых воздух и вода находятся в прямом контакте. Расширительный бак этого типа обычно подвешивается к потолку механического помещения. Это позволяет воздуху, выпущенному из первоначального количества воды в системе, перемещаться вверх в резервуар.Пример такого резервуара показан на рисунке 1.

Несмотря на то, что стандартные расширительные баки функционируют, они значительно больше современных расширительных баков мембранного или баллонного типа. По сути, они дороже, тяжелее и требуют больше места для монтажа. Если они не оснащены подходящей арматурой, они также могут со временем наполняться водой и «заболачиваться». Они редко используются в современных гидравлических системах, особенно в жилых или легких коммерческих зданиях.

РАЗДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХА И ВОДЫ

Сегодня в наиболее часто используемых расширительных баках для систем водяного отопления или охлаждения используется очень гибкая диафрагма из бутилкаучука или EPDM для полного разделения воздуха и воды внутри бака.Эта диафрагма соответствует внутренней стальной поверхности резервуара, когда на стороне воздуха находится давление, как показано на Рисунке 2.

Рисунок 2 Мембрана из EPDM разделяет воздух и воду в резервуаре

Когда вода в системе нагревается и расширяется в резервуар, диафрагма деформируется и перемещается в сторону воздушной камеры. Давление воздуха в баке увеличивается, как и давление воды в системе. Однако, если резервуар имеет надлежащие размеры, повышения давления в системе недостаточно, чтобы вызвать открытие предохранительного клапана, даже когда вся вода в системе достигает максимальной температуры.

Мембранные расширительные баки можно подобрать по размерам с помощью таблиц или программного обеспечения. Подробная процедура определения размеров расширительных баков мембранного типа приведена в ссылке 1, а также в нескольких других отраслевых публикациях. Ключевые концепции:

1. Создание давления на воздушной стороне бака до статического давления воды в месте расположения расширительного бака перед добавлением воды в систему. Это предотвращает частичное сжатие воздуха в баке холодной водой. Диафрагма начинает сжиматься только при повышении температуры воды.

2. Определите размер резервуара так, чтобы давление на предохранительном клапане системы было на 5 фунтов на кв. Дюйм ниже номинального давления открытия клапана, когда вся жидкость в системе имеет максимально ожидаемую температуру. Запас в пять фунтов на квадратный дюйм предотвращает «подтекание» предохранительного клапана, когда давление приближается к номинальному давлению открытия.

Даже при правильном размере расширительного бачка детали установки могут повлиять или нарушить его способность функционировать по назначению и обеспечивать долгие годы службы.

ДО

Рисунок 4 Монтаж расширительного бака мембранного типа

1.Do Pump Away: Деталь, которая когда-то понималась и уважалась в гидронной промышленности, но постепенно утратила приоритет по сравнению с другими «удобствами» упаковки или установки, - это подключение расширительного бака к контуру гидравлического трубопровода рядом с входом в циркуляционный насос. Это сводит к минимуму перепад давления между точкой подключения резервуара к контуру, то есть точкой, в которой давление не изменяется при включении циркуляционного насоса, и входом в циркуляционный насос. Это позволяет добавить дифференциальное давление, создаваемое циркуляционным насосом, к статическому давлению в системе.Повышенное давление в системе помогает защитить циркуляционный насос от кавитации и часто позволяет работать тише. Это также увеличивает способность вентиляционных отверстий выводить воздух из системы. На рисунке 3 показано несколько приемлемых мест размещения резервуара.

2. Установите резервуар вертикально с подключением вверху: Также лучше всего устанавливать расширительные резервуары мембранного типа вертикально, так чтобы трубопроводное соединение было вверху. Это снижает нагрузку на соединение резервуара по сравнению с горизонтальной установкой.Это также позволяет предотвратить попадание воздуха в трубопроводе со стороны воды расширительного бака при первом заполнении системы. Рисунок 4 иллюстрирует различия.

3. Проверьте давление воздуха: Важно убедиться, что давление воздуха на стороне резервуара равно статическому давлению, которое будет присутствовать в соединении резервуара, когда система заполнена холодной жидкостью. Большинство производителей заявляют, что их резервуары предварительно заряжены до 12 фунтов на квадратный дюйм. Не думайте, что это всегда правда или правильно.Двенадцать фунтов на квадратный дюйм подходит для систем, в которых верхняя часть трубопровода находится примерно на 16 футов выше входа расширительного бака (при условии, что в самом верху системы требуется статическое давление 5 фунтов на квадратный дюйм, чтобы вентиляционные отверстия работали должным образом). Для более высоких трубопроводных систем требуется более высокое давление воздуха, чтобы предотвратить частичное сжатие диафрагмы перед нагревом жидкости. Рассчитайте статическое давление на входе в резервуар по формуле 1.

Формула 1:

Где:

Па = правильное давление на стороне воздуха (фунт / кв. Дюйм)
H = расстояние от соединения расширительного бака до верхней части контура трубопровода (футы)
Dc = плотность «холодной» жидкости в системе при температуре около 60F (фунт / фут3)
5 = статическое давление 5 фунтов на кв. Дюйм, необходимое в верхней части системы для работы вентиляции
144 = постоянная преобразования единиц

Например: если верхняя часть контура трубопровода находилась на 25 футов выше соединения расширительного бака и предполагая, что система заполнена водой, правильное давление воздуха на стороне бака будет:

Приобретите шинный манометр низкого давления со шкалой 0–30 фунтов на квадратный дюйм и велосипедный насос или небольшой воздушный компрессор.Используйте их для установки расчетного давления воздуха на стороне перед заполнением системы жидкостью.

4. Планируйте заранее: Срок службы расширительного бака зависит от рабочей температуры системы, давления, химического состава жидкости и содержания кислорода. Некоторые баки выходят из строя, когда в диафрагме возникает утечка. Обычно это приводит к тому, что бак наполняется жидкостью и становится «заболоченным». Вы можете проверить это, нажав на шток клапана Шредера. Если выходит струя жидкости, значит, емкость поджаривается.Баки также могут иметь утечки в тонкой стальной оболочке. Единственный вариант - новый танк. Это когда вы оцените наличие шарового клапана, который может изолировать резервуар от остальной части системы. Без этого клапана вам, возможно, придется слить несколько галлонов жидкости из системы, чтобы открутить вышедший из строя резервуар и ввинтить новый.

5. Учитывайте завышение размера: Типичные расчеты размеров мембранного расширительного бака определяют минимальный объем бака. Можно использовать резервуар большего размера, хотя, вероятно, и более дорогой.Это снижает изменения давления в системе при изменении температуры жидкости.

6. Планируйте самые низкие температуры жидкости: В большинстве систем водяного отопления размер расширительного бака и давление со стороны воздуха основаны на предположении, что холодная жидкость, используемая для заполнения системы, находится в диапазоне температур от 45F до 60F. Это нормально. Однако, когда расширительный бак используется в контуре солнечного коллектора или системе снеготаяния, раствор антифриза будет временами намного холоднее, возможно, даже ниже 0F.Если диафрагма резервуара полностью расширяется относительно стальной оболочки при температуре жидкости около 45 ° F, любое дальнейшее охлаждение жидкости может вызвать отрицательное давление в системе и возможное приток воздуха из вентиляционного отверстия поплавкового типа. Ссылка 2 ниже объясняет, как исправить эту возможность. Идея состоит в том, чтобы добавить в резервуар достаточное количество жидкости во время создания давления в контуре, чтобы диафрагма не расширялась полностью внутри резервуара до тех пор, пока вся жидкость в системе не достигнет минимально возможной температуры.

7. Сделайте поправку на растворы антифриза: Растворы пропилена или этиленгликоля имеют более высокий коэффициент расширения по сравнению с водой. Чем выше концентрация антифриза, тем больше требуется объем расширения. Увеличение объема воды, нагретой от 60F до 180F, составляет около трех процентов. Увеличение объема 50-процентного раствора пропиленгликоля, нагретого от 60 ° F до 180 ° F, составляет около 4,5%. Это следует учитывать при выборе размеров резервуаров для таких систем, как таяние снега, солнечное тепло, или других приложений, где используются антифризы на основе гликоля.Опять же, методы, описанные в ссылке 1, могут приспособиться к этому.

НЕЛЬЗЯ

Как обычно, список всех запретов включает в себя противоположность всем запретам. Тем не менее, есть еще несколько важных моментов.

1. Не совмещайте сталь и кислород: Не используйте стандартный расширительный бак с кожухом из углеродистой стали в любом типе открытого контура, например, в системе, использующей питьевую воду для передачи тепла к водяным тепловым излучателям, т.е. плохая идея по ряду других причин.Повышенное содержание растворенного кислорода в воде в системе с разомкнутым контуром по сравнению с системой с замкнутым контуром ускоряет коррозию тонкой оболочки резервуара из углеродистой стали. Это ограничение также применяется к системам с замкнутым контуром, в которых используются небарьерные трубки из PEX или другие материалы, которые могут допускать диффузию кислорода в системе. Расширительные баки с внутренней полимерной футеровкой следует использовать в любом применении, где может присутствовать более высокий уровень растворенного кислорода.

Рисунок 5 Расширительный бак, установленный рядом с гидравлическим сепаратором

2.Не заполняйте его грязью: Не устанавливайте расширительные бачки непосредственно под гидравлическими сепараторами. Это позволит грязи, скопившейся на дне сепаратора, попасть в расширительный бачок. Со временем это могло привести к выходу из строя диафрагмы. Если резервуар должен быть рядом с гидравлическим сепаратором, лучше всего установить его на тройнике в любой трубе, соединяющейся с соединениями нижней боковой стенки на сепараторе, как показано на Рисунке 5.

3. Не перегревайте: По возможности избегайте размещения расширительных баков в непосредственной близости от очень горячей воды.Когда оболочка резервуара нагревается за счет миграции тепла (теплопроводность и конвекция), давление воздуха в резервуаре увеличивается. При прочих равных условиях это увеличивает давление в системе по сравнению с ситуацией, когда корпус резервуара более холодный. Это может привести к негерметичности предохранительного клапана. Можно разместить резервуар на расстоянии нескольких футов от того места, где труба от резервуара соединяется с системой. Держите бак ниже этой точки подключения, чтобы уменьшить перенос тепла за счет конвекции.

4.Не создавайте несколько точек подключения: Можно использовать два или более расширительных бачков с общим объемом одного бака большего размера. Однако эти резервуары должны подключаться к общей трубе, которая имеет единственную точку подключения в системе. Избегайте подключения нескольких резервуаров к разным частям одного и того же трубопровода. Это может вызвать неожиданные колебания давления в зависимости от того, где расположены циркуляционные насосы по отношению к резервуарам.

Рисунок 6 Стяжная система для крепления корпуса резервуара

5.Не оставляйте его уязвимым для ударов: Небольшой расширительный бачок, который свисает с верхних соединений ½ дюйма, можно легко согнуть при случайном ударе, например, когда кто-то встает из согнутого положения и толкает бак. Спросите меня, откуда я это знаю ... Если бак должен быть установлен в уязвимом месте, используйте систему обвязки, чтобы закрепить кожух на твердой поверхности, как показано на Рисунке 6. Некоторые производители расширительных бачков предлагают комплекты ремней или другое оборудование для правильной поддержки танковый снаряд.

В дополнение к примечанию обвязки оба резервуара имеют изолирующие шары и достаточно места для доступа к воздушному клапану Schrader внизу.Оба резервуара подключены параллельно к общей трубе, что позволяет использовать одну точку подключения к контуру.

6. Не предполагайте совместимость: Убедитесь, что выбранный вами расширительный бачок совместим с жидкостью, используемой в системе. Комбинированные диафрагмы из бутила / EPDM или полностью из EPDM обычно совместимы с растворами гликоля и растворами метанола или этанола, которые иногда используются в геотермальных контурах заземления. Однако разные поставщики резервуаров используют разные материалы и имеют разные температурные ограничения для этих материалов.Всегда лучше получить разрешение производителя резервуара на совместимость с жидкостями.
Расширительные баки выполняют простую, но очень необходимую функцию. Следуйте этим советам, чтобы они работали должным образом. <>

Джон Зигенталер, P.E., окончил политехнический институт Ренсселера по специальности машиностроение и имеет лицензию профессионального инженера. Он имеет более чем 35-летний опыт проектирования современных систем водяного отопления. Последняя книга Зигенталера - «Отопление с использованием возобновляемых источников энергии» (см. Www.Hydronicpros.com для получения дополнительной информации).

Ссылки
1. Modern Hydronic Heating, 3rd Ed., John Siegenthaler, Cengage Publishing 2012, ISBN -13: 978-1-4283-3515-8
2. Отопление с использованием возобновляемых источников энергии, Джон Зигенталер, Cengage Publishing 2017, ISBN -13: 978-1-2850-7560-0

Руководство по проектированию расширительного бака

, Определение размера и выбор расширительного бака для системы водяного горячего водоснабжения

Раздел 4.0: Размер расширительного бака

После выбора типа расширительного бака необходимо определить значения, которые будут использоваться в уравнении, соответствующем типу расширения. В этом разделе будет обсуждаться каждая из переменных, так что вы можете определить значения для каждой переменной в различных ситуациях.

4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Значения температуры используются для определения «дельты Т» и значений удельного объема, обсуждаемых в следующем разделе.Вы должны найти самые низкие и самые высокие температуры, которые могут возникнуть в системе водяного горячего водоснабжения.

Низкая температура: Низкая температура - это температура в системе, которая возникает, когда генератор горячей воды выключен, а в здании самые низкие температуры. Таким образом, низкая температура будет зависеть от местоположения, но должна находиться в диапазоне, показанном ниже.

  • Низкая температура: от 32 F до 70 F

Если гидравлическая система горячего водоснабжения представляет собой смесь гликоля, то самая низкая температура может отличаться от указанной ранее. Добавление гликоля в горячую воду позволяет снизить температуру из-за более низкой точки замерзания гликоля.

Высокая температура: Значение высокой температуры - это температура, которая возникает при включении насоса (-ов) горячей воды и генератора (-ов) горячей воды.Когда гидравлическая система горячего водоснабжения включена, гидравлическая горячая вода может достигать максимальной температуры на выходе генератора горячей воды. Генераторы горячей воды с низкой температурой обычно имеют максимальную температуру 250 ° F. Генераторы средней горячей воды могут производить температуру до 350 ° F, а генераторы высокой температуры горячей воды могут производить температуру до 400 ° F.

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ОБЪЕМА

Значения удельного объема определяются на основе данных о свойствах жидкости.Калькулятор расширительного бака включает значения удельного объема воды и различных смесей полипропиленгликоля и полиэтиленгликоля.

Значения давления пара указаны в PSIA
.

Значения удельного объема также можно найти в Основах ASHRAE для воды и на следующем веб-сайте для смесей гликоля.

4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ

Калькулятор расширительного бака требует ввода трех значений давления: (1) минимальное давление, (2) максимальное давление и (3) давление предварительной зарядки. Каждое из этих значений будет обсуждаться ниже, но сначала вы должны понять разницу между манометрическим давлением и абсолютным давлением, а также термины «давление пара» и «точка отсутствия изменения давления».

Манометрическое давление - это давление без добавления атмосферного давления.Например, манометрическое давление 0 фунтов на квадратный дюйм соответствует давлению в 1 атмосферу или (14,7 фунтов на квадратный дюйм). Термин «абсолютное давление» означает атмосферное давление.

Рис. 4. Не забудьте преобразовать манометрическое давление в абсолютное перед использованием уравнений расширительного бака.
4.3.1 ДАВЛЕНИЕ ПАРА

Давление пара или абсолютное давление помогает выбрать минимальное давление, необходимое в системе.Давление пара зависит от температуры воды. С повышением температуры увеличивается и давление пара. Например, давление пара воды при 85 F составляет примерно 1,4 фута напора, а давление пара воды при 200 F составляет примерно 26,6 фута напора. Давление пара - это минимальное давление, необходимое для удержания воды в жидкой форме. Например, если давление воды при 200 F изменить до 20 футов напора, вода испарится. Давление пара определяется автоматически в зависимости от типа жидкости и температуры жидкости.

Рис. 5: С увеличением температуры динамическая вязкость уменьшается, а давление пара увеличивается.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для получения дополнительной информации о температурах от 32 F до 420 F. Давление водяного пара в горячей воде в зависимости от температуры

4.3.2 ТОЧКА БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Часто вы слышите, что расширительный бак - это точка, в которой давление в системе не изменяется.Это правда, но предполагается, что температура не меняется. Давление в расширительном баке не изменится при включении или выключении насоса в системе, но температура останется прежней. При рассмотрении следующих вопросов для обсуждения определения низкого / минимального и высокого / максимального давления помните, что давление в расширительном баке является функцией температуры, а не насоса.

4.3.3 НИЗКОЕ / ДАВЛЕНИЕ ЗАПОЛНЕНИЯ

Низкое давление - это минимальное давление в системе, необходимое для выполнения наиболее строгих требований из следующих трех ограничений: (1) 10 фунтов на кв. Дюйм в самой высокой точке трубопровода, (2) чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насоса горячей воды. или (3) больше, чем давление пара горячей воды при самой высокой температуре во всех точках системы.

(1) Ограничение по высоте: низкое давление или давление заполнения - это давление, необходимое в точке заполнения, необходимое для заполнения всей системы трубопроводов и достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в самой высокой точке трубопровода, чтобы предотвратить попадание воздуха в воду / раствор. При расчете этого давления следует исходить из предположения, что насос (-ы) выключен, а температура жидкости самая высокая. Точка заполнения обычно используется потому, что расширительный бак расположен в точке заполнения и имеет примерно одинаковое давление.Если расширительный бак расположен вдали от точки наполнения, вы можете использовать разницу высот между точками наполнения, чтобы найти минимальное давление в расширительном баке.

Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится на высоте 160 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 150 футов или 65,0 фунтов на кв. Дюйм.Таким образом, давление заполнения должно составлять 75 фунтов на квадратный дюйм. Этот пример проиллюстрирован на первом следующем рисунке.

(2) Ограничение чистого положительного напора на всасывании: Затем вам следует также проверить чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насосов горячей воды для гидравлических систем. Низкое давление или давление наполнения должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить требуемый чистый положительный напор на всасывании.

Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится всего на 30 футах над чистым полом.Это приведет к перепаду высот всего в 20 футов или 8,6 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, в соответствии с предыдущим ограничением минимальное давление будет всего 18,6 фунта на квадратный дюйм. Однако, если гидравлический насос горячей воды расположен на 10 футов выше точки наполнения, то давление на всасывании водяного насоса горячей воды будет только 14,3 фунта на квадратный дюйм. Если для насоса требуется чистый положительный напор на всасывании 20 фунтов на кв. Дюйм, то давление заполнения, определенное из ограничения по высоте, не будет соответствовать ограничению чистого положительного напора на всасывании.Таким образом, давление наполнения должно быть увеличено, чтобы соответствовать ограничению чистой положительной высоты всасывания. Этот пример проиллюстрирован на втором следующем рисунке.

Рис. 6. Минимальное давление / давление наполнения определено таким образом, чтобы удовлетворять требованию 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке, как показано зеленым цветом. Затем определяются давления на более низких отметках путем преобразования футового напора в фунты на кв. Дюйм. Это приводит к давлению наполнения 75 фунтов на кв. Дюйм и давлению всасывания в водяном насосе горячей воды 70.7 фунтов на кв. Дюйм. Вы также должны дважды проверить, что чистый положительный напор всасывания, необходимый для гидравлического насоса горячей воды, соблюден, но в этом примере давление всасывания очень высокое и должно быть легко достигнуто. Насос выключен при определении минимального давления.

Рисунок 7. На этом примере зеленым цветом показано минимальное давление в точке заполнения, основанное на 10 фунтах на квадратный дюйм в самой высокой точке. Красный цвет показывает давление в точке наполнения, основанное на минимальном давлении 20 фунтов на кв. Дюйм на всасывании водяного насоса горячей воды.Как видите, красный цвет соответствует более высокому минимальному давлению в точке заполнения и, следовательно, более высокому минимальному давлению в расширительном баке. Таким образом, для вашего уравнения вы должны использовать более высокое минимальное значение давления, основанное на NPSHR. Насос выключен при определении минимального давления.

(3) Ограничение давления пара: Последнее ограничение обычно является самым строгим ограничением для гидравлических систем горячего водоснабжения из-за высоких температур.В этом ограничении давление во всей системе должно оставаться выше, чем давление пара жидкости, чтобы предотвратить испарение. Если требуется давление, превышающее имеющееся в здании, то закрытая система нагнетается с помощью нагнетательного насоса. Этот насос отличается от водяного насоса для горячей воды, который только обеспечивает циркуляцию жидкости в системе. Нагнетательный насос перекачивает систему подпиточной воды в замкнутую гидравлическую систему горячего водоснабжения с желаемым давлением для достижения всех трех ограничений.

Чтобы найти давление, необходимое для соответствия ограничению по давлению пара, вы можете смоделировать давления во всей закрытой системе в соответствии с этими двумя сценариями: Сценарий A: Насос выключен, Максимальная температура и Сценарий B: Насос включен, Максимальная температура.

Рисунок 8: Сценарий A: насос выключен, максимальная температура 250 ° F. На этом рисунке показана полностью замкнутая гидравлическая система горячего водоснабжения (250 ° F).В самой высокой точке самое низкое давление горячей воды будет 30 фунтов на квадратный дюйм, что выше давления пара 29,8 фунтов на квадратный дюйм. В результате в расширительном баке создается давление 87 фунтов на квадратный дюйм. Давление показано в абсолютном и манометрическом значениях для удобства сравнения с давлением пара. Если вы будете следить за преобразованием напора стопы в фунт / кв. Дюйм, вы также заметите, что преобразование больше не составляет 1 фунт / кв. Это связано с тем, что плотность воды теперь меньше, поэтому требуется более высокий столб воды, чтобы обеспечить такое же давление, как и раньше.При этой температуре преобразование составляет 1 фунт / кв. Дюйм до 2,44 фута напора.

На следующем рисунке моделируется Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 F. Когда насос включается, давление в расширительном баке останется прежним, и все остальные давления будут экстраполированы с этой точки. Предполагается, что насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм.

Рисунок 9: Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 ° F.На этом рисунке показана та же система, что и на предыдущем рисунке, за исключением того, что насос включен. Поскольку насос работает, возникают потери на трение между расширительным баком и всасывающим патрубком насоса. В результате на всасывании насоса создается давление 75 фунтов на квадратный дюйм. Насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм, поэтому давление нагнетания будет 95 фунтов на квадратный дюйм. Давление в верхней части системы выше при включенном насосе, поскольку насос обеспечивает дополнительное давление, таким образом, давление в верхней части системы составляет 32 фунта на квадратный дюйм.Перепад между верхней частью системы и расширительным баком больше, потому что будут дополнительные потери из-за трения, поскольку жидкость движется.

На следующем рисунке представлены три критерия определения минимального давления для другого сценария. На этом рисунке максимальная температура составляет 250 ° F, что соответствует давлению пара около 30 фунтов на квадратный дюйм (15,3 фунтов на кв. Дюйм). Наивысшая точка системы находится на высоте 30 футов над чистым полом, и в этой точке требуется 10 фунтов на кв. Дюйм, чтобы соответствовать критериям высоты.Требуемый чистый положительный напор на всасывании насоса составляет 20 фунтов на кв.

Рисунок 10: На этом рисунке показано минимальное давление для всех трех ограничений. Минимальное давление для достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке показано зеленым. Минимальное давление для достижения 20 фунтов на кв. Дюйм изб. (NPSHR) на всасывании насоса горячей воды показано красным. Минимальное давление для достижения давления пара 30 фунтов на кв. Дюйм (15,3 фунта на кв. Дюйм) в наивысшей точке показано пурпурным цветом.Минимальное давление, которое следует использовать в калькуляторе, составляет 25,5 фунтов на квадратный дюйм (красный) на расширительном баке. Это максимальное минимальное давление.
5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Значение высокого давления - это самое высокое давление, которое может возникнуть в расширительном баке, при котором не происходит сбоев предохранительных клапанов или оборудования из-за высокого давления. Сценарий, который вы должны проверить, - это насос включен, а горячая вода имеет самую высокую температуру.

Рис. 11: Высокое давление в расширительном баке определяется путем моделирования максимального давления на предохранительных клапанах и оборудовании и нахождения максимального значения давления, при котором давление на всем оборудовании и предохранительных клапанах находится в пределах допустимых значений. На этом рисунке показано максимальное давление 125 фунтов на кв. Дюйм в генераторе горячей воды при включенном насосе. Это приводит к максимальному давлению в расширительном баке 130 фунтов на квадратный дюйм.Рабочая температура этой системы составляет 140 F.

Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, если вы запускаете сценарий с максимальным давлением в точке заполнения системы, равным 125 фунтов на кв. Дюйм, что является типичным максимальным давлением для трубопроводной арматуры, и насос выключен, тогда пределы давления соблюдены для всего оборудования. .Однако, как только насос будет включен, вы превысите требование 125 фунтов на кв. Дюйм для генератора горячей воды. Это показано на следующих двух рисунках.

Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, в предыдущем сценарии воздушный сепаратор будет подвергаться давлению 135 фунтов на квадратный дюйм. Этот факт не был бы обнаружен, если бы предполагалось, что насос выключен при испытании на высокое давление в генераторе горячей воды.Поскольку воздушный сепаратор находится на той же высоте, воздухоотделитель будет иметь такое же давление, что и генератор горячей воды, когда насос выключен.

5,4 ЛИНЕЙНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

Для ваших расчетов можно использовать следующий линейный тепловой коэффициент расширения. Однако более точные значения можно получить, используя данные, предоставленные производителями трубопроводов.

Если у вас несколько типов труб, следует использовать более низкий коэффициент теплового расширения.Это приведет к увеличению расширительного бачка. Если у вас более высокий коэффициент теплового расширения, вы воспользуетесь преимуществом увеличения объема системы, которое происходит при расширении трубопровода. Когда жидкость нагревается, она расширяется, но труба также расширяется, чтобы вместить часть увеличившегося объема жидкости. Таким образом, выбор материала трубы, который меньше всего расширяется, даст наиболее консервативный результат.

Защитите резервуары от избыточного давления и вакуума

Эта статья основана на презентации на весеннем собрании AIChE 2019 и 15-м Глобальном конгрессе по технологической безопасности в Новом Орлеане, штат Луизиана.

Низкое давление не означает низкий риск. Если резервуары низкого давления повреждены, они могут выбрасывать большие объемы материала в окружающую среду. Разработайте стратегию защиты для каждого резервуара на вашем участке.

Резервуары для хранения низкого давления имеются в большом количестве в химической обрабатывающей промышленности (CPI) и необходимы для поддержания стабильных глобальных поставок жидкого сырья, промежуточных и конечных продуктов. Эти резервуары позволяют хранить большие количества материала при низком давлении, часто в удаленных местах, вдали от жилых зданий и населенных пунктов.Однако безответственно полагать, что низкое давление подразумевает низкий риск.

Хотя эти резервуары для хранения работают при низком давлении, их большие объемы представляют больший риск, чем резервуары высокого давления меньшего объема. Максимальный запас материала, который может быть выпущен в случае выхода из строя первичной защитной оболочки, может привести к ужасным последствиям. Кроме того, сброс опасного материала в атмосферу является обычным компонентом их конструкции, поскольку противодавление, которое может возникнуть в закрытом коллекторе сброса давления, часто делает сброс давления через закрытую систему непрактичным.По своей сути более безопасная конструкция в отношении номинальных значений давления и вакуума оборудования также обычно невозможна для резервуаров для хранения, поскольку для этого потребуется резервуар высокого давления, что повысит стоимость изготовления. Последний риск - это чувство самоуспокоенности, которое может развиваться вокруг резервуаров низкого давления, особенно если они расположены в относительно удаленных местах.

В таблице 1 приведены примеры инцидентов, связанных с безопасностью технологического процесса, связанных с резервуарами низкого давления в США за последние 20 лет. Многие из инцидентов связаны с возгоранием легковоспламеняющихся материалов внутри резервуаров, вызванным огневыми работами в зонах, прилегающих к этим резервуарам, что подчеркивает риск выброса из резервуара низкого давления в атмосферу.

Таблица 1. Совет по химической безопасности США (CSB) завершил расследования этих инцидентов, связанных с производственной безопасностью, связанных с резервуарами низкого давления, в период с 2000 по 2017 год (1).
Дата Местоположение Описание
8 февраля 2017 г.
окт.21, 2016 Atchison, KS Несовместимый материал, выгруженный в неправильный резервуар, вызвал химическую реакцию

120 случаев оказания медицинской помощи на месте и за его пределами

9 января 2014 г. Charleston, WV Утечка в резервуаре для хранения химикатов

Загрязнение муниципального водоснабжения

9 ноября 2010 г. Буффало, штат Нью-Йорк Воспламеняющаяся атмосфера в резервуаре, воспламененная в результате горячих работ

1 погибло, 1 ранен

окт.23, 2009 Баямон, Пуэрто-Рико Переполнение резервуара для хранения бензина привело к пожару и взрыву

Волна давления и повреждение примерно 300 домов и предприятий на расстоянии до 1,25 миль от площадки

12 января 2009 г. Вудс Cross, UT Выброс облака легковоспламеняющихся паров из резервуара для хранения вызвал вспышку пожара

Взрывная волна и повреждение домов за линией ограждения завода

12 ноября 2008 г. Chesapeake, VA Катастрофический отказ резервуара для удобрений

2 ранения, эвакуация населения, загрязнение водных путей общего пользования

окт.11, 2008 Petrolia, PA Переполнение резервуара для хранения кислоты

Эвакуация примерно 2500 человек населения по заказу служб быстрого реагирования

29 июля 2008 г. Tomahawk, WI Воспламеняющаяся атмосфера в резервуаре воспламенилась горячие работы

3 погибших, 1 ранение

5 июня 2006 г. Raleigh, MS Воспламеняющаяся атмосфера в резервуаре, вызванная горячими работами

3 погибших, 1 ранение

янв.11, 2006 Дейтона-Бич, Флорида Воспламеняющаяся атмосфера в резервуаре, воспламененная в результате горячих работ

2 погибших, 1 ранение

17 июля 2001 г.

1 смертельный исход, 8 травм

Эффективная конструкция резервуаров низкого давления требует учета требований к вентиляции резервуаров для всех вероятных причин избыточного давления и вакуума и применения соответствующих мер безопасности для этих сценариев.Возможно, а иногда и вероятно, что для резервуара низкого давления могут потребоваться различные типы мер безопасности для каждого отдельного вероятного сценария избыточного давления или вакуума. При разработке этих систем сброса давления и вакуума важно понимать сильные и слабые стороны каждой меры предосторожности и применять эти меры стратегически, чтобы извлечь выгоду из их сильных сторон и смягчить их слабые стороны.

Сценарии избыточного давления и вакуума в резервуаре

Стандарт API 2000 определяет требования к вентиляции для резервуаров-хранилищ атмосферного и низкого давления как для избыточного давления, так и для вакуума.Стандарт охватывает причины избыточного давления и вакуума, включая дополнительные сценарии, которые необходимо учитывать для охлаждающих резервуаров (Таблица 2) (2) . Обратите внимание, что причины вакуума часто противоположны аналогичным причинам избыточного давления.

Таблица 2. Стандарт API 2000 включает возможные причины избыточного давления и вакуума в резервуаре (2) .
Причины избыточного давления

Движение жидкости в резервуар

Изменения погоды, вызывающие повышение температуры

Воздействие огня

Прорыв паров при переносе давления

Подающие клапаны или регуляторы для инертных подушек или продувок открытое положение

Ненормальная теплопередача, вызывающая повышенный нагрев

Внутренний отказ устройств теплопередачи, вызывающий механический отказ нагревательного / охлаждающего змеевика

Неисправность систем очистки вентиляции, приводящая к потере вентилируемого потока

Неисправность электросети

Повышение температуры входящего потока в бак

Экзотермические химические реакции

Перелив жидкости

Неисправность регулирующего клапана в открытом положении на входе или в закрытом положении на выходе

Внутренний взрыв / дефлаграция

Смешивание продуктов разного состава 9000 3

Рефрижераторные баки
Потеря холода

Подвод тепла из-за рециркуляции насоса

Испарение из-за подводимого тепла окружающей среды

Неожиданное смешивание двух жидких фаз из-за подводимого тепла, известное как избыточное давление при одновременном обращении кольцевого пространства двустенного резервуара

Причины вакуума
Движение жидкости из резервуара

Погодные изменения, вызывающие понижение температуры и / или осадки

Приточные клапаны или регуляторы для инертных подушек или отказов продувки в закрытое положение

Ненормальная теплопередача, увеличивающая охлаждение

Внутренний отказ устройств теплопередачи, вызывающий механический отказ охлаждающего змеевика

Неисправность систем вентиляции

Неисправность системы

Снижение температуры входящего потока в резервуар

Эндотермическое химический реакции

Неисправность регулирующего клапана в закрытом положении на входе

Смешивание продуктов разного состава

Рефрижераторные резервуары
Максимальное охлаждение, вызывающее тепловое сжатие жидкости

Падение избыточного давления пять общих категорий:

  • приток жидкости , вызванный нормальным потоком жидкости в резервуар или неожиданным перенаправлением жидкости в резервуар ( e.g., попадание жидкого теплоносителя из утечки), которая может сместить паровое пространство резервуара (, т.е. выдох) или переполнить резервуар
  • приток пара , вызванный неисправностью регулирующего клапана или регулятор на системе покрытия резервуара в открытое положение, прорыв находящегося под давлением рабочего газа, используемого для переноса жидкости, или механический отказ внутреннего парового нагревательного змеевика или паровой рубашки
  • изменение теплопередачи , вызванное высокими температурами окружающей среды или повышенным солнечным излучением , изменения технологических условий на входе ( e.g., более горячая подача), внешний пожар, неисправность нагревательного змеевика или системы контроля температуры рубашки, или потеря работоспособности системы охлаждения или охлаждения
  • потеря производительности вентиляции , вызванная неисправностью системы непрерывной вентиляции резервуара на закрытый положение или закупорка, или система периодической вентиляции резервуара, которая не открывается по запросу
  • смешивание несовместимых материалов из-за человеческой ошибки, которая вызывает экзотермические реакции, дефлаграции или детонации.

Аналогичным образом, сценарии вакуума делятся на четыре категории:

  • утечка жидкости , вызванная нормальным потоком жидкости или неожиданным отклонением потока жидкости из резервуара ( например, непреднамеренное открытие нормально закрытого дренажного клапана), который создает разрежение в паровом пространстве резервуара (, т.е. на вдохе)
  • потеря притока пара , вызванная неисправностью регулирующего клапана в закрытое положение или регулятора в системе подушек резервуара
  • изменение тепла перенос , вызванный низкими температурами окружающей среды или пониженным солнечным излучением, изменение технологических условий на входе ( e.g., более холодное сырье), неисправность нагревательного змеевика или системы контроля температуры рубашки, увеличение нагрузки системы охлаждения или охлаждения или введение охлаждающей среды непосредственно в резервуар в случае механического отказа охлаждающего змеевика или куртка
  • смешивание несовместимых материалов вызвано ошибкой человека, которое вызывает эндотермические реакции.

В то время как API 2000 представляет довольно полный список причин избыточного давления и вакуума, ни один кодекс или стандарт не может адекватно охватить все мыслимые процессы.Следовательно, разработчики систем сброса давления и вакуума в резервуарах обязаны искать и применять знания и опыт инженерного и эксплуатационного персонала, знакомого с процессом.

Например, одним из сценариев, явно не описанных в API 2000, является вакуум из-за поломки форсунки резервуара, возможно, вызванной ударом транспортного средства (хотя эта причина, вероятно, подпадет под категорию утечки жидкости). Пропускная способность самотечного потока через сломанное сопло на дне резервуара может превышать производительность насоса, используемого для перекачивания жидкости из резервуара.Системы защиты резервуара от вакуума могут быть рассчитаны только на скорость откачки, а не на поток под действием силы тяжести из-за сломанного сопла, и это может вызвать вакуум, превышающий номинальный вакуум резервуара, для развития (3) . Персонал, знакомый с местностью, должен определить вероятность такого сценария, учитывая расположение цистерны относительно движения транспортных средств и другие потенциальные причины повреждения форсунки.

Системы сброса давления и вакуума в резервуаре

После того, как были установлены достоверные причины избыточного давления и вакуума в резервуаре, следует рассмотреть лучшую стратегию защиты от каждого из выявленных сценариев.Для этого доступны различные меры безопасности, которые могут быть включены в конструкцию резервуара или окружающего процесса, включены в базовую систему управления технологическим процессом (BPCS) или добавлены в качестве специальных устройств для сброса давления и / или вакуума. У каждого из этих типов гарантий есть свои сильные и слабые стороны (Таблица 3).

Таблица 3. Сильные и слабые стороны устройств защиты от избыточного давления и вакуума в резервуаре (2) .
Safeguard Сильные стороны Слабые стороны
Избыточное давление
Резервуар Свободное пространство для вентиляции в атмосферу

00 912 Встраиваемое пространство для паров 912 постоянно открыт в атмосферу

Высота вентиляционного отверстия и / или место слива могут помешать надлежащему сбросу жидкости при переполнении.

Недостатки, аналогичные свободным вентиляционным отверстиям

Возможность засорения при неправильном обслуживании

Обычно предназначены для временных и / или локализованных источников возгорания, но не для продолжительного пожара

Линия перелива Простая конструкция, аналогичная свободной вентиляционное отверстие

Может быть направлено в закрытую систему или спроектировано с жидкостным уплотнением

Эффективно для случаев переполнения

Конфигурация трубопровода может способствовать слишком большому противодавлению, чтобы обеспечить эффективный отвод паров

Возможный статический разряд, если жидкость подвергается значительному свободному расстояние падения

Уровень жидкости в резервуаре ограничен расположением сопла линии перелива

Переливное отверстие Простая конструкция, аналогичная свободному вентиляционному отверстию

Эффективно для случаев переполнения

Возможность образования значительных легковоспламеняющихся аэрозолей и паров из-за эффекта водопада

Уровень жидкости в резервуаре ограничен местом переливного клапана

Непрерывный сброс через регулятор давления Может быть подключен к закрытой системе

Независимо от базовой системы управления технологическим процессом (BPCS)

Функциональность может быть нарушена из-за высокого противодавления Регулятор

может Мальф всасывание (открытый или закрытый) при неправильном обслуживании

Регулятор, как правило, предназначен для выпуска пара и не эффективен при переполнении

Непрерывный сброс через регулирующий клапан Может быть подключен к закрытой системе

Функция клапана может быть наблюдается дистанционно через человеко-машинный интерфейс (HMI)

Функциональность может быть нарушена из-за высокого противодавления

Восприимчивость к отказу по общей причине с другими функциями BPCS

Регулирующий клапан может работать со сбоями (открываться или закрываться), если какая-либо часть контура не работает надлежащее обслуживание

Маловероятно, чтобы быть эффективным при переполнении жидкостью (аналогично регулятору)

Отвод давления повторного включения Независимая защита, разработанная исключительно для сброса давления

Сохраняет резервуары изолированными от атмосферы, когда давление не сбрасывается

Может не работать функционирует по запросу, если не обслуживается должным образом

Не обычно спроектирован для переполнения жидкостью

Аварийный клапан без повторного включения Независимое предохранительное устройство, предназначенное исключительно для сброса давления

Может быть установлено на люке для обеспечения значительного сброса давления

Может не работать по запросу при неправильном обслуживании

Нет обычно предназначен для переполнения жидкостью

Если вентиляционное отверстие открывается из-за сброса давления или неисправности, резервуар остается открытым для атмосферы

Вакуум
Свободный сброс в атмосферу Включен в конструкцию резервуара

Не перемещается детали

Паровое пространство резервуара постоянно открыто для атмосферы
Вентиляционное отверстие ограничителя пламени / детонации Простая конструкция, аналогичная свободному вентиляционному отверстию

Предотвращает воспламенение легковоспламеняющихся паров в резервуарах от внешних источников воспламенения

Недостатки, аналогичные свободным вентиляционным отверстиям

Потенциал для pl угнетение при ненадлежащем обслуживании

Непрерывное инертное покрытие через регулятор давления Предотвращает попадание воздуха и создает воспламеняющуюся смесь в паровом пространстве резервуара

Независимо от BPCS

Регулятор может работать со сбоями (открываться или закрываться) при неправильном обслуживании

Потенциальная опасность удушья, если паровое пространство резервуара сбрасывается в атмосферу

Непрерывное инертное покрытие через регулирующий клапан Предотвращает попадание воздуха и создает воспламеняющуюся смесь в паровом пространстве резервуара

Функцию клапана можно наблюдать удаленно через HMI

Восприимчиво к общему - вызвать отказ других функций BPCS

Регулирующий клапан может работать со сбоями (открываться или закрываться), если какая-либо часть контура не обслуживается должным образом

Потенциальная опасность удушья, если паровое пространство резервуара сбрасывается в атмосферу

Вакуумный выключатель повторного включения Независимый t защита, разработанная исключительно для сброса вакуума

Сохраняет резервуары изолированными от атмосферы, когда вакуум не нарушается

Может не работать по требованию при неправильном обслуживании

Попадание воздуха в резервуары при нарушении вакуума может создать воспламеняющуюся внутреннюю атмосферу

Система предотвращения перелива резервуара может быть установлена ​​на резервуаре с отверстиями для перелива, чтобы направлять поток жидкости через закрытый желоб во вторичную защитную оболочку.Такое расположение предотвращает возникновение каскадов жидкости (, т.е. эффект водопада ), которые могут увеличить размер потенциальных паровых облаков. Эффект водопада, например, произошедший во время инцидента в Баямоне, Пуэрто-Рико, 23 октября 2009 года, может вызвать образование аэрозолей, которые могут воспламениться от внешнего источника воспламенения или статического разряда от падающей жидкости. Эффект водопада может создать значительную опасность вспышки пожара и взрыва облака пара (VCE).

Рис. 1. Резервуары низкого давления и связанные с ними процессы должны быть спроектированы таким образом, чтобы предотвращать избыточное давление или вакуум, когда это практически возможно.Помимо проектирования, базовая система управления технологическим процессом (BPCS) может гарантировать стабильную работу. Сигнализация и вмешательство человека могут быть уместными, если ОСУП не может поддерживать безопасную работу, что может быть дополнительно поддержано системами безопасности, системами сброса давления, вторичной защитной оболочкой, аварийным реагированием на станции и аварийным реагированием населения.

Помимо сильных и слабых сторон мер защиты, перечисленных в таблице 3, важно учитывать иерархию средств контроля (рисунок 1).Защита резервуара от избыточного давления и вакуума с помощью конструкции системы является наиболее желательным решением, когда это возможно.

Системное проектирование. Меры предосторожности следует учитывать для каждого уровня иерархии контроля. Начиная с проектирования системы, изменение номинального давления или вакуума в резервуаре для достижения более безопасной конструкции часто нецелесообразно; по своей природе более безопасная конструкция в отношении номинального давления может потребовать резервуара высокого давления, а не резервуара. Открытые атмосферные вентили, вентили пламени и детонации, а также линии перелива жидкости могут рассматриваться как часть конструкции системы, и их механическая целостность должна быть обеспечена соответствующей программой проверки, испытаний и профилактического обслуживания (ITPM).Даже при наличии и функционировании этих мер безопасности не упускайте из виду последствия сброса опасного содержимого резервуара в атмосферу.

BPCS. Затем рассмотрим меры безопасности, связанные с ОСУП. Покрытие резервуара инертным газом с помощью BPCS и / или механических регуляторов давления может быть эффективным средством сброса давления и устранения вакуума, вызванного движением жидкости в резервуар или из резервуара. Такие защитные системы могут устранить необходимость выпускать опасные пары резервуара в атмосферу или втягивать воздух в резервуар и потенциально создавать воспламеняющуюся внутреннюю атмосферу.Однако системы защитного покрытия могут быть причиной избыточного давления и должны быть включены в программу ITPM, чтобы обеспечить их непрерывную работу.

Сигнализация и вмешательство человека. Меры безопасности, относящиеся к сигналам тревоги и вмешательству человека, могут включать сигнализацию уровня для предотвращения переполнения, для чего требуется достаточное время реакции с момента первоначальной активации сигнала тревоги. Аварийная сигнализация давления, как правило, не дает достаточного времени срабатывания до превышения номинального давления или вакуума в баллоне.

Приборные системы безопасности. Автоматизированная система безопасности (SIS) может предотвращать избыточное давление или вакуум, но для этих систем требуется надежная блокировка безопасности, независимая от BPCS, что требует значительных инвестиций в проектирование, установку, обслуживание и испытания. Проконсультируйтесь с инженерным и эксплуатационным персоналом, знакомым с процессом, связанным с резервуаром, и с экспертом в предметной области SIS, чтобы проверить эффективность предлагаемой системы для применения.

Системы сброса давления. Системы сброса давления в резервуаре, такие как вентиляционные отверстия для сохранения атмосферного давления / вакуума и аварийные вентиляционные люки, могут использоваться в качестве защитных устройств. Однако, если резервуар содержит опасный материал, эти типы мер защиты следует рассматривать только как последнюю линию защиты от сбоев в работе других мер безопасности в иерархии.

Вторичная защитная оболочка и аварийное реагирование. Вторичная защитная оболочка и аварийное реагирование на площадке или в окружающем населенном пункте предназначены только для уменьшения воздействия опасности, создаваемой потерей основной защитной оболочки.Эти типы контроля не следует рассматривать как превентивные меры безопасности.

Моделирование последствий рассеивания

После выявления вероятных сценариев избыточного давления и вакуума и разработки стратегии защиты следующим шагом является оценка последствий атмосферного рассеивания выбросов опасных материалов из разгрузочных устройств резервуара.

Программное обеспечение для оценки опасностей может использоваться для моделирования последствий. Чтобы лучше понять этот процесс, рассмотрим гипотетический резервуар для хранения гексана в Wilfred E.Испытательный центр Baker в Ла-Вернии, штат Техас, со следующими характеристиками:

  • длина: 16 футов
  • диаметр: 4 фута
  • ориентация: горизонтальная
  • тип головки: плоский
  • высота над уровнем земли: 1 фут
  • расчетное давление: 10 дюймов H 2 O (г)

Для резервуара были определены три сценария избыточного давления:

(a) переполнение жидкостью перекачивающим насосом производительностью 100 галлонов в минуту

(b) неисправность регулирующего клапана азотной подушки открытое положение основано на подаче азота под давлением 50 фунтов на кв. дюйм через стандартный 1-дюйм.запорный клапан

(c) внешний пожар при уровне жидкости 75% диаметра резервуара.

Каждому сценарию избыточного давления соответствует соответствующая мера безопасности:

(a) 2 дюйма. линия перелива до уровня для сценария перелива

(b) a 3 дюйма. вентиляция на гибкой стойке (для которой потребуется пламегаситель) при неисправности клапана регулирования азота

(c) 8-дюйм. люк аварийной вентиляции для наружного пожара.

(Обратите внимание, что давление и вакуум из-за движения жидкости в резервуар и из резервуара также сбрасываются через 3-дюйм.«гусиная шея», но в данном примере количественная оценка этих случаев не проводилась.)

Каждый сценарий рассеивания в таблице 4 был смоделирован при двух различных погодных условиях, F2.3 и D7.2. Буква в названии погодных условий (, т.е. F или D) представляет атмосферную стабильность Паскуилла, где A представляет наиболее нестабильные условия, а G - чрезвычайно стабильные условия; число (, т.е. 2,3 или 7,2) - это скорость ветра в метрах в секунду. Эти погодные условия были выбраны на основе статистических метеорологических данных для международного аэропорта Сан-Антонио (SAT) рядом с объектом.Погодные условия F2.3 привели к более значительным последствиям, поэтому обсуждение и цифры представляют результаты для этих условий.

Таблица 4. Возможные источники выбросов для гипотетического резервуара для хранения гексана, смоделированного в примере.
Сценарий Материал Диаметр отверстия Температура Давление Угол разъединения Перелив н-гексан 2 дюйма 100 ° F 0,361 фунт / кв. Дюйм изб. 1 фут –90 град.
(b) Неисправность управления Азот 3 дюйма 100 ° F 0,255 фунт / кв. Дюйм изб. 5 футов –90 град.
(c) Пожар н-гексан 8 дюймов 157,2 ° F 0,218 фунт / кв. Дюйм изб. 5 футов 90 град.

Программное обеспечение, используемое для создания этих изображений, использует модель дисперсии в свободном поле, которая была разработана на основе теории одномерной турбулентности (4) .Эта модель не учитывает конкретные препятствия, такие как здания; следовательно, легковоспламеняющиеся облака составляют до 50% нижнего предела воспламеняемости (НПВ). Это дает консервативную иллюстрацию областей, где препятствия могут создавать локальные горючие смеси в воздухе.

(a) Сценарий переполнения. На рис. 2 показаны контуры облака легковоспламеняющихся паров для разгрузки гексана через 2-дюйм. линия перелива, оканчивающаяся на 1 фут над уровнем земли. В этом сценарии облако воспламеняющегося пара может простираться на сотни футов с подветренной стороны от точки выброса и может повлиять на жилое здание, но облако останется в пределах 1.Высота 5 футов над уровнем земли. На основе этой модели может оказаться целесообразным добавить к системе превентивные меры, такие как блокировка для отключения перекачивающего насоса, если уровень в резервуаре высокий, и / или добавить средства для уменьшения опасности, такие как вторичная защитная дамба надлежащего размера с соответствующей классификацией опасной зоны. Модель показывает стационарную дисперсию и не учитывает исчерпание подачи гексана, что может иметь значение в зависимости от количества гексана, доступного перед перекачивающим насосом (который не был определен для целей этого примера).

Рис. 2. Эти графики иллюстрируют дисперсию облака воспламеняющихся паров, образующегося при переполнении резервуара с гексаном и сбрасываемого через 2-дюйм. линия перелива, оканчивающаяся на 1 фут над уровнем земли.

(b) Сценарий неисправности управления. Последствия сброса в случае срабатывания регулирующего клапана азотной подушки в открытом положении отличаются от последствий, вызванных сбросом гексана. Азот не огнеопасен и не токсичен, но может представлять опасность удушья для персонала из-за создания локальной атмосферы с дефицитом кислорода.Концентрация кислорода в атмосфере 20,9% является нормальной; уровни 19% могут вызывать некоторые неблагоприятные физиологические эффекты, а уровни ниже 10% могут вызывать неспособность двигаться, потерю сознания, судороги и смерть (5) .

На рис. 3 показаны высота и расстояние до облака, опасного удушья, связанного с устранением неисправности клапана управления азотом через 3 дюйма. вентиляция на гусиной шее. Концентрации кислорода в воздухе показаны как 10%, 12,5% и 14%. Максимальное расстояние до атмосферы с дефицитом кислорода составляет менее 1 фута, поэтому опасность на открытом воздухе минимальна.Однако, если точка выпуска находится в помещении, а циркуляция воздуха ограничивается системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) здания, концентрация кислорода может упасть до опасного уровня, если неисправность регулирующего клапана останется незамеченной.

Рис. 3. На этом графике показаны высота и расстояние опасности удушья, вызванной выбросом через 3-дюймовую трубку. вентиляция «гусиная шея» при неисправности регулирующего клапана азотной подушки в открытом положении.

Рис. 4. На этом графике показаны высота и расстояние до облака легковоспламеняющихся паров, образовавшегося в результате выброса через 8-дюймовую трубку. люк аварийной вентиляции в верхней части резервуара на случай внешнего пожара.

(c) Сценарий внешнего пожара. На рис. 4 показано облако легковоспламеняющихся паров для разгрузки гексана через 8-дюйм. люк аварийной вентиляции в верхней части резервуара на случай внешнего пожара. Легковоспламеняющееся облако испаренного гексана быстро поднимается в пределах первых 5 футов горизонтального расстояния от точки выброса; после этого он остается на высоте не менее 20 футов над уровнем земли, прежде чем рассеется, и его концентрация упадет ниже диапазона воспламеняемости.Это облегчение не представляет опасности, кроме потенциальной эскалации пожара из-за облака паров гексана. Хотя это нежелательно, это все же было бы предпочтительнее полного разрушения резервуара из-за избыточного давления.

Если бы эти три примера были частью фактического исследования рассеивания сброса давления на химическом заводе, персонал завода имел бы возможность провести дальнейший анализ рисков с использованием более всеобъемлющих методов, таких как исследование размещения предприятия в масштабах всего объекта и / или количественное определение риска. оценка (QRA).

Заключительные мысли

При оценке потенциальных рисков, связанных с избыточным давлением и вакуумом в резервуарах для хранения низкого давления, потенциальные причины должны быть оценены в соответствии с API 2000. Однако также следует учитывать сценарии, явно не описанные в этом стандарте. Проконсультируйтесь с инженерным и эксплуатационным персоналом, осведомленным о расположении резервуаров относительно другого оборудования и деятельности, а также о технологических системах, связанных с резервуарами. Оцените сильные и слабые стороны потенциальных мер защиты и определите, где каждая мера защиты вписывается в иерархию средств контроля.Даже если соответствующие меры безопасности приняты, рассмотрите возможные последствия отказа этих мер безопасности в аварийной ситуации и внедрите любые дополнительные превентивные меры безопасности и / или меры по смягчению последствий, если будут выявлены дополнительные риски. В этих случаях персонал завода может также проводить более всестороннюю оценку рисков в масштабах всего объекта, например, определение местоположения объекта и исследования QRA.

Цитированная литература

  1. Совет США по химической безопасности и расследованию опасностей, «Завершенные исследования», www.csb.gov/investigations/completed-investigations/?Type=2, CSB, Washington, DC (по состоянию на 24 октября 2019 г.).
  2. Американский институт нефти, «Стандарт API 2000: вентиляция резервуаров для хранения атмосферного и низкого давления, 7-е изд.» Служба публикации API, Вашингтон, округ Колумбия (март 2014 г.).
  3. Инженерный отдел Crane Co., «Технический документ № 410: Поток текучей среды через клапаны, фитинги и трубы», Crane Co., Джолиет, Иллинойс (1991).
  4. Rowley, J., «Новая интегральная модель дисперсии, основанная на теории одномерной турбулентности», представленная на 24-м симпозиуме Института инженеров-химиков по опасностям, Эдинбург, США.К. (7–9 мая 2014 г.).
  5. Ассоциация сжатого газа, «Бюллетень безопасности SB2-2007: атмосферы с дефицитом кислорода», Ассоциация сжатого газа, Inc., Шантильи, Вирджиния (2007).

1

Расширительные баки ОВКВ: простая сталь против баллонного типа

Прежде чем мы перейдем к общим проблемам, связанным с расширительными баками из простой стали и старыми системами Air Control , позвольте мне сначала описать расширение танк, который является неотъемлемой частью любой стратегии Air Control или Air Elimination.

Расширительный бак - это сосуд высокого давления, предназначенный для приема дополнительного объема жидкости, создаваемого в результате нагрева воды в системе.

Другими словами, при нагревании вода расширяется. И поскольку вода практически несжимаема, этот дополнительный объем необходимо куда-то направить, иначе вы быстро обнаружите, что ваши предохранительные клапаны сбрасывают избыточное давление, или вы можете обнаружить самое слабое место в своей трубопроводной системе!

Большинство используемых сегодня расширительных баков - это баллон , диафрагма или , тип .По сути, они включают в себя резиновый баллон, который заполняет расширенный объем и постоянно отделяет воду от воздуха в резервуаре, действуя как подушка.

Расширительные баки старого образца обычно назывались «простая сталь» и не имели баллона - они были просто пустым баком. Они включали в себя клапан заправки воздуха, сливной клапан и часто мерное стекло (или «смотровое стекло»), чтобы визуально видеть уровень воды внутри. Идея заключалась в том, чтобы заправить резервуар воздухом под достаточным давлением, чтобы при температуре окружающей среды объем резервуара был наполовину воздухом и наполовину водой, как показывало смотровое окошко.Его также следует устанавливать как можно выше. Во время нормальной работы расширенный объем воды системы поступает в резервуар, сжимая воздух; в то время как воздухоотделитель будет выпускать воздух в бак, чтобы всегда была воздушная подушка.


Четыре причины, по которым владельцы и инженеры-конструкторы отказались от использования расширительных баков из обычной стали

Хотя мы все еще продаем несколько штук каждый год, большинство владельцев и инженеров-проектировщиков отказались от расширительных баков из простой стали по следующим причинам:

  1. Удаление воздуха vs.контроль воздуха: Воздух остается в прямом контакте с системной водой в простом стальном резервуаре. Таким образом, воздух никогда не может быть удален из системы . исключены из системы .
  2. Утечки: Смотровое стекло или узел измерительного стекла является слабым местом. Уплотнения внутри клапанов на этих узлах имеют тенденцию высыхать и сжиматься, позволяя выйти необходимой воздушной подушке. Вы можете увидеть, как в системе срабатывают предохранительные клапаны.
  3. Ограничения при установке: Простые стальные резервуары должны устанавливаться горизонтально в самой высокой точке системы, чтобы пузырьки воздуха проходили в них ВВЕРХ. Значит, они подвешены высоко под потолком - сложны в установке и трудны в обслуживании. Он намного менее гибкий, чем баллон или мембранный резервуар, который можно устанавливать вертикально или горизонтально, в воздухе или на полу.
  4. «Скрытое» стекло: В большинстве существующих установок вы не можете видеть смотровое стекло .Либо он находится высоко над резервуаром, где его не видно, либо стекло затуманилось изнутри. Как узнать, есть ли в баллоне воздух, если вы не видите манометр?

Вероятно, есть и другие причины, по которым люди отошли от простых стальных резервуаров, но эти четыре являются наиболее распространенными. Итак, если это старая технология, зачем писать этот блог?

  1. Некоторые конструкторы до сих пор используют простые стальные резервуары. Возможно, у них был неудачный опыт работы с баком-дозатором, а может быть, они просто не задумывались о плюсах и минусах контроля воздуха с помощью простых стальных баков по сравнению с системами удаления воздуха с баками-дозаторами.
  2. Есть много старых систем с простыми стальными резервуарами. Многие владельцы и их обслуживающий персонал могут не знать, что у них есть.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *