Чтобы лучше представить для чего нужны расширительные баки, рассмотрим работу замкнутой системы отопления. При работе котла температура жидкости-теплоносителя в системе отопления повышается. Известно, что жидкость при этом расширяется, примерно на 0,3% на каждые 10 °С. Если температура изменилась на 70°С, то первоначальный объём теплоносителя увеличился на 2,1%. Допустим, что в системе отопления находится 100 л теплоносителя, тогда его объём увеличивается на 2,1 литра, но жидкости практически несжижаемы, и если система отопления не будет снабжена устройством, компенсирующим объёмные расширения, то неизбежно произойдет её разрушение
Гидравлические аккумуляторы — технические устройства для снабжения водой потребителя в заданном объёме при заданных стабильном давлении и расходе воды. Они применяются в системах водоснабжения домов, где отсутствуют системы центрального водоснабжения, и обеспечивают постоянную готовность системы водоснабжения к работе под стабильным давлением. Гидравлические аккумуляторы, по технической сути, современное воплощение водонапорной башни. Эти устройства обеспечивают достаточную подачу воды, необходимой потребителю между тактами включения насосов, сокращая общее число циклов, экономя электроэнергию. Увеличивая срок службы электродвигателей насосов и всей системы в целом. Кроме того, гидроаккумуляторы нашли применение в системах полной автономной работы (например, на яхтах) в качестве источника водоснабжения холодной водой, в системах автономного пожаротушения. Отдельная тема применения гидроаккумуляторов — системы, где важно точное поддержание конечных гидравлических параметров, при нестабильных характеристиках значений исходных данных. Это системы повышения и поддержания давления и многие другие специальные технологические установки.
Рис 1
Основные инженерные системы дома, в которых используются расширительные баки и гидравлические аккумуляторы.
представлены схема индивидуального дома и его основные инженерные системы, в которых используются расширительные баки и гидравлические аккумуляторы.
Гидравлические аккумуляторы применяются также в качестве резервных баков, обеспечивающих подачу воды в заданном объёме в период отключения электроэнергии, ёмкостей с огнегасящей жидкостью в системах пожаротушения и резервуаров с готовой к употреблению водой для автономных систем: яхт, кораблей, подводных лодок, поездов, самолетов. В системах фильтрации в них аккумулируется очищенная, готовая к употреблению вода. Эти устройства широко используются в промышленности (например, в автоматах выдачи напитков, соков, молока), когда предъявляются высокие требования к гигиене, в химическом машиностроении — при работе с активными жидкостями. Расширительные баки находят свое применение в темах отопления и горячего водоснабжения как компенсаторы, в водопроводных сетях — как устройства, предохраняющие от гидравлических ударов бытовую технику, при включении и выключении насосов, быстром открытии и закрытии запорных кранов.
Конструктивно расширительныe баки и гидроаккумуляторы очень похожи (рис.2).
Рис 2
Конструкции расширительного бака (а) и гидроаккумулятора (б):
1 Ниппель для закачивания и стравливания воздуха.
2 Штуцер для стравливания воздуха.
3 Место крепление навесного оборудования.
4 Мембрана.
5 Корпус бака
6 Опора
7 Штуцер для подключения трубопроводов.
8 Фланец
Однако по назначению, характеру работы и материалу главного элемента – мембраны – это разные устройства. Изменение температуры в системах отопления происходит медленно, а температура теплоносителя — высокая, часто достигающая 9°С. Так работают расширительные баки. В системах водоснабжения холодной водой температура никогда не превышает 30°С, но при гидроударах нагрузка весьма динамична и кратковременна. В установках поддержания давления работа гидроаккумулятора также происходит достаточно активно. Кроме того, в первом случае рабочей средой является теплоноситель, а во втором — вода, в том числе питьевая. То есть предъявляются совершенно разные гигиенические требования.