En los sistemas de calefacción y sistemas de suministro de agua modernos, se instalan tanques de agua de expansión especiales de tipo membrana como equipo de protección. A menudo, estos tanques de membrana se denominan tanques de presión y, a veces, incluso "tanques hidroneumáticos" y "acumuladores hidráulicos". En el sistema de suministro de agua deben realizar tres funciones importantes.
La función principal de los tanques de membrana es obvia: es la reserva o acumulación de recursos hídricos, así como el mantenimiento de la presión del agua en las tuberías. Tanque de presión en en este caso Es un tanque de reserva que acumula reservas de agua. Cuando se abre el grifo y comienza la recolección de agua, la presión del agua que ingresa al sistema proviene precisamente de dicho tanque. Cuando las reservas de agua en el “acumulador hidráulico” disminuyen y el nivel de presión dentro de las tuberías cae por debajo del límite permitido, la bomba arranca. Además, si se cierra el grifo, la bomba no deja de funcionar, sino que continúa bombeando agua al tanque de membrana durante un tiempo determinado. Con el tiempo, el tanque se llena por completo, se alcanza el límite superior de presión y la automatización apaga la bomba. Es lógico que el uso tanque de membrana aumenta la vida útil no solo de la bomba, sino también de todo el sistema en su conjunto. Y todo porque en su ausencia y con la alta frecuencia de apertura y cierre de los grifos del sistema de agua, la bomba tendría que cambiar constantemente de un estado a otro.
La segunda función importante de los tanques es evitar el golpe de ariete. El golpe de ariete es un aumento de presión en el sistema cuando la energía del movimiento de un flujo de agua detenido abruptamente en una tubería se convierte en energía que destruye las paredes de la tubería. La probabilidad de que se produzca un golpe de ariete es alta cuando el grifo se cierra repentinamente. No menos probable es que se produzca una descarga similar al apagar varios electrodomésticos. electrodomésticos, como una lavadora. "Acumulador hidráulico". En este caso, no permite cambios bruscos de presión y desempeña el papel de silenciador ante tales impactos.
Pues bien, la tercera función es, por supuesto, crear un suministro de agua en caso de cualquier incidencia: ya sea una parada temporal de la estación de bombeo, o algo similar. Con un tanque de membrana, siempre habrá un recipiente de agua extra en casa.
Es necesario distinguir entre tanques de membrana para sistemas de suministro de agua y calefacción, aunque en apariencia son muy similares entre sí. En la mayoría de los casos, parecen recipientes metálicos esféricos. A diferencia de un tanque de presión, la función principal de un tanque de membrana para un sistema de calefacción es reservar el exceso de agua resultante de su expansión térmica para su posterior retorno al sistema. Al igual que los tanques de presión, actúan como un amortiguador del golpe de ariete en el sistema. Ambos tipos de tanques tienen en su interior una membrana elástica especial hecha de caucho resistente al calor. Esta membrana divide el recipiente en dos partes (para aire y líquido) y es capaz de estirarse, lo que permite que el sistema esté en un estado de equilibrio bajo cambios de presión. Nuestro equipo le ayudará a elegir el tanque adecuado para el sistema.
Para garantizar el funcionamiento normal e ininterrumpido de los sistemas centralizados de suministro de agua, se utilizan estructuras como torres de agua u otros tipos de tanques de almacenamiento.
A pesar de que en sistemas autónomos Los volúmenes y consumos de agua necesarios son mucho menores, una instalación de este tipo también es indispensable. El papel de una especie de torre de agua lo desempeña Tanque de expansión para el abastecimiento de agua, que gracias a su tallas pequeñas Se puede instalar en cualquier habitación con calefacción.
Instalando esto elemento estructural Los sistemas de suministro de agua le permiten resolver varios problemas técnicos:
- Creación de una reserva determinada de agua a presión, asegurando el suministro a cualquier punto de toma de agua. El volumen medio del depósito de expansión (25-30 litros) es capaz de proporcionar un caudal por punto durante 2-3 minutos.
- Protección de los elementos de la red contra posibles golpes de ariete, que pueden ser causados por la entrada de aire al sistema o cambios importantes en la red de suministro de energía, que pueden provocar un funcionamiento inestable de los equipos de bombeo.
- Reducir el número de ciclos de encendido y apagado de la bomba, lo que puede aumentar significativamente su vida útil.
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Principio de funcionamiento y diseño del tanque de expansión.
Para la instalación de sistemas autónomos de suministro de agua se utilizan principalmente tanques de expansión cerrados del tipo de membrana. Estructuralmente, dicho tanque es un recipiente sellado dividido por una membrana de goma en dos partes: agua y aire. El aire en la cámara está bajo una cierta presión, lo que proporciona la presión de agua necesaria.
El principio de funcionamiento del dispositivo es bastante sencillo. Agua suministrada unidad de bombeo, llena el recipiente, mientras que la membrana que se estira reduce el volumen de la cámara de aire, mientras que la presión en ella aumenta significativamente. Una vez que la presión en el tanque de expansión del suministro de agua alcanza el límite establecido, la automatización detiene la bomba.
La presión creada por la cámara de aire permite asegurar el flujo de agua en todos los puntos de consumo, mientras que la bomba automática se pone en funcionamiento cuando la presión cae por debajo del valor establecido. Dependiendo de las condiciones de operación, puede ajustar los parámetros de presión para encender y apagar el equipo de bombeo. Un tanque de membrana es capaz de proporcionar un flujo de agua estable y confiable incluso en edificios residenciales de varios pisos.
Tipos de tanques de expansión
El depósito de expansión de membrana para suministro de agua suele estar disponible en dos versiones (según el tipo de membrana utilizada):
- Los modelos con membrana estacionaria se consideran más baratos. Un diafragma de este tipo está montado rígidamente en el cuerpo de la unidad, es duradero y tiene una elasticidad significativa. Al elegir tal modificación del tanque, vale la pena recordar que si el diafragma se rompe, será necesario cambiar toda la instalación, no se puede reparar ni restaurar. Para proteger la superficie interior del tanque se utiliza pintura, su calidad depende del fabricante, pero no se debe esperar una durabilidad excepcional de productos cuyo costo es bajo. A la venta puedes encontrar modelos de verticales y tipo horizontal instalación
- Tanques con membrana reemplazable se consideran la opción más preferible. Dicha unidad tiene un cuerpo plegable (equipado con una brida giratoria) y la membrana tiene la forma de una bolsa, lo que garantiza que no haya contacto del agua con superficies internas tanque. Esto asegura una vida útil más larga del dispositivo. Selección de tanque de expansión. de este tipo debe basarse no sólo en el coste total del producto, sino también en el precio de los componentes (membranas). Muy a menudo se pueden encontrar modelos económicos cuyas membranas son muy difíciles de encontrar o su coste es bastante elevado. Por eso, a la hora de comprar, presta atención a este punto.
Cómo elegir un tanque de expansión sin errores.
El coste de los componentes no es el único criterio al que merece la pena prestar atención.
El indicador principal es el volumen del dispositivo, que se selecciona según los siguientes indicadores:
- El número máximo posible de ciclos de arranque para el equipo de bombeo en funcionamiento. Recuerde que cuanto menor sea la capacidad del tanque, más a menudo se encenderá la bomba, lo que puede afectar significativamente su durabilidad y rendimiento.
- En el número de puntos de toma de agua, vale la pena considerar no solo la bañera, la cabina de ducha, el lavabo, sino también electrodomésticos(lavado o Lavavajillas y otra).
- El número total de personas que viven en la casa.
- Posibilidad de selección de agua simultánea desde varios puntos.
Todos estos parámetros influyen en la capacidad óptima del depósito de expansión.
Los expertos recomiendan utilizar los siguientes indicadores como datos aproximados:
- Si la capacidad de la bomba no supera los 2000 litros por hora y en la casa no viven más de 2-3 personas, es recomendable optar por una unidad con una capacidad de 20-24 litros, por ejemplo, un tanque de expansión Reflex.
- Si es necesario, satisfacer las necesidades. familia más grande(hasta 8 personas) se instala una unidad con capacidad de 50 litros. En este caso, la capacidad de la bomba no debe exceder los 3500 litros por hora.
- Si se requiere un mayor consumo de agua, se utilizan tanques de expansión, cuyo volumen alcanza los 100 litros.
Ventaja dispositivos modernos es que ahora es posible conectar contenedores adicionales para aumentar el volumen de dispositivos de expansión. Es decir, si aumenta el número de miembros de la familia o surge la necesidad de incrementar el consumo de agua por otras circunstancias, es posible conectarse tanque adicional sin deshabilitar lo que ya está instalado. En este caso, la capacidad total de las instalaciones será igual al volumen total de todos los dispositivos.
Así que para satisfacer las necesidades gran familia Puede adquirir tanques de expansión para el suministro de agua Gilex con una capacidad de 25 litros.
Los expertos no recomiendan dar preferencia a instalaciones baratas de fabricantes dudosos. Ahorrar ahora puede generar gastos excesivos en el futuro. Lo mejor es dar preferencia a los productos. empresas famosas, al mismo tiempo, asegúrese de que no le vendan productos falsificados disfrazados de productos de marcas populares.
Reglas para instalar tanques de expansión.
Según el tipo de instalación se dividen los depósitos horizontales y verticales. Diferencias en especificaciones técnicas no existen tales modelos, es solo esta categoría Se debe tener en cuenta durante la instalación y conexión. La instalación de un tanque de expansión para el suministro de agua, en principio, no es particularmente difícil, puede hacerlo usted mismo (si tiene experiencia en la instalación de redes de suministro de agua).
Pero durante la instalación es necesario tener en cuenta una serie de reglas:
- La unidad está instalada de tal manera que se pueda acceder a ella para realizar trabajos de reparación y mantenimiento. Por lo tanto, al elegir, vale la pena considerar el tamaño de la habitación en la que se instalará el tanque.
- Las conexiones a tuberías deben realizarse mediante conectores rápidos. accesorios roscados(mujeres estadounidenses), esto brindará la posibilidad de desconectarse de la red si es necesario.
- La tubería conectada debe tener una sección transversal igual o mayor que la tubería de entrada.
- El cuerpo del tanque de expansión debe estar conectado a tierra, esto evitará procesos de electrocorrosión que pueden acortar significativamente la vida útil del dispositivo.
- No deben existir entre el equipo de bombeo y el tanque dispositivos que puedan aumentar la resistencia hidráulica de la red.
Instalar un tanque de expansión puede mejorar significativamente la eficiencia suministro de agua autónomo. Pero vale la pena recordar que la selección e instalación competentes, cumpliendo con los requisitos tecnológicos, juegan un papel muy importante.
Si no tienes suficiente experiencia en estos temas, entonces debes confiar su solución a un profesional que pueda tener en cuenta todos los matices e instalar de la mejor manera. modelo óptimo Tanque de expansión. Al mismo tiempo, no intente ahorrar dinero en esta unidad, solo las instalaciones certificadas de alta calidad pueden servirle durante mucho tiempo sin averías ni reparaciones costosas.
Wester WRV-8 – tanque de membrana para sistemas de calefacción.
Tanque de membrana de expansión - elemento sistema cerrado Calefacción, diseñada para compensar la expansión térmica del refrigerante y mantener la presión requerida.
¡Nota! Además de utilizarse en sistemas de calefacción, los tanques de membrana también se utilizan en sistemas de suministro de agua. “Suavizan” el golpe de ariete que se produce al encender/apagar estaciones de bombeo, y también mantener una presión constante en el sistema.
Diseño de tanque de membrana
El depósito de membrana de expansión para calefacción es un cuerpo cilíndrico sellado de acero recubierto con barniz epoxi rojo (también hay depósitos recubiertos con barniz azul, pero están destinados a agua fría). La carcasa contiene 2 cámaras: gas y agua, que están separadas entre sí por una membrana móvil hermética al gas (diafragma) hecha de caucho butílico. Gracias a este material, la membrana puede funcionar de forma estable a distintas temperaturas (de -10 a +100°C) y realizar hasta 100.000 ciclos.
La membrana elimina casi por completo la interacción entre refrigerante y gas. La ausencia de tal interacción permite mantener la presión previa en la cámara de gas por más tiempo, lo que tiene un efecto positivo en la vida útil del tanque.
¡Nota! Las membranas modernas de alta calidad no simplemente se estiran bajo la presión del refrigerante en expansión, sino que parecen "pegarse" a las paredes del tanque. Este principio de funcionamiento le permite aumentar la vida útil de la membrana.
Tanque de reflejos en sección.
Ambas cámaras tienen la misma presión, lo que permite mantener la estanqueidad de esta sección del sistema de calefacción. La cámara de aire se llena con una mezcla que contiene nitrógeno. A medida que el refrigerante se expande, el nitrógeno se "comprime", lo que permite que el refrigerante "ingrese" a la cámara de agua.
La mayoría de los tanques de calefacción de membrana modernos tienen una tetina integrada en la carrocería (similar a la tetina de un automóvil normal), con la que se puede "bombear" la cámara de aire, aumentando la presión en ella. Puedes hacerlo tú mismo en casa usando una bomba o un compresor. Sin embargo, conviene recordar que se recomienda bombear nitrógeno, no aire. El hecho es que el oxígeno contenido en el aire provocará una corrosión acelerada de las paredes del cuerpo del tanque, lo que inevitablemente acortará la vida útil del dispositivo. El nitrógeno es neutro y no contribuye a la corrosión.
Viga para tanque y grupo de seguridad. Fabricante: ROSTerm North-West LLC, San Petersburgo.
Tanque de expansión tipo membrana Imera.
El cuerpo del tanque tiene una salida con un exterior Conexión roscada, lo que simplifica el proceso de instalación. Según el modelo, la rosca puede ser:
- en los tanques baja presión(de 0,5 a 1,5 bar) – 3/4″ o 1″;
- Para tanques de media presión (1,5 bar) – 1″;
- Para tanques de alta presión (a partir de 3 bar) - desde 1″ hasta conexión de brida DN 100;
Principio de funcionamiento de un tanque de membrana.
Cuando se inicia el sistema de calefacción, el refrigerante se calienta y aumenta de volumen. Este exceso de volumen pasa a la cámara de agua del depósito de expansión. Una vez que el refrigerante se enfría, la presión en la cámara de aire exprime la membrana, desplazando así el refrigerante de la cámara de agua al circuito de calefacción.
Además, como se señaló anteriormente, el tanque de membrana mantiene la presión requerida en todo el sistema de calefacción. Por ejemplo, si se produce una pequeña fuga de refrigerante en algún lugar, entonces la presión en todo el sistema debería bajar, pero esto no sucede porque la presión en la cámara de aire empujará la membrana, y con ella el refrigerante, de regreso al sistema, creando así una recarga limitada.
Tanque de diafragma con grupo de seguridad.
La membrana puede dañarse como consecuencia de un uso inadecuado:
- Existe la posibilidad de que se rompa la membrana si, al llenar la cámara de agua con refrigerante, no presión requerida en la cámara de aire;
- Antes de liberar gas de la cámara de aire, es necesario cerrar y drenar el refrigerante de la cámara de agua.
Cálculo del tanque
Calentar por cada 10°C aumenta el volumen de refrigerante en un promedio de 0,3-0,4%. Con base en estos datos, se calcula el volumen requerido del tanque.
El porcentaje de expansión del refrigerante (agua) en función de la temperatura de calentamiento:
¡Importante! Cualquier tanque de calentamiento de membrana está equipado con una válvula de bola con drenaje, que le permite cerrar el flujo de refrigerante al tanque. Esto es necesario para un reemplazo rápido y conveniente del tanque en caso de falla.
Tanque de expansión de tipo abierto
Actualmente, este tipo de tanque de expansión prácticamente no se utiliza, porque tiene las siguientes desventajas:
Abra el tanque de expansión.
- El refrigerante está en constante contacto con el aire, lo que provoca la ventilación del sistema y la aparición de atascos de aire. Por lo tanto, es necesario eliminar el aire periódicamente o según sea necesario. De lo contrario, el aire puede provocar corrosión. elementos individuales sistemas de calefacción, además de reducir la transferencia de calor de los dispositivos de calefacción;
- Debido a la presencia constante del refrigerante en contacto con el aire, este se evapora. Debe agregar refrigerante al sistema con regularidad;
- Circulando por sistema de calefacción Las microburbujas de aire crean ruidos desagradables en tuberías y radiadores y también provocan un desgaste prematuro de las piezas. Además, las microburbujas “reducen el rendimiento” de la bomba de circulación;
- A diferencia de un depósito de membrana, que puede instalarse en cualquier lugar de la instalación (al lado de la caldera, en el sótano,...), un depósito de expansión de tipo abierto instalado sólo en punto mas alto. Esto conduce a un aumento en el costo del sistema, porque Es necesario utilizar tuberías y accesorios adicionales para montar el tanque en el punto más alto.
Video
Tanque de expansión
Ambos tipos de dispositivos utilizados en sistemas autónomos tienen un diseño similar y funcionan según el mismo principio. Consideremos los elementos principales de los productos usando el ejemplo de un tanque de expansión para un sistema de calefacción:
- El objetivo principal del tanque es compensar la expansión del refrigerante. Cuando se calienta, el agua aumenta de volumen y con bastante fuerza (+0,3% por cada 10 grados centígrados). En este caso, el líquido prácticamente no se comprime, por lo que el refrigerante calentado ejercerá una presión significativa sobre las paredes de las tuberías, juntas y válvulas de cierre.
- Para compensar esta presión, así como para minimizar las consecuencias del golpe de ariete, se incorpora un depósito adicional al sistema: un tanque de expansión. Los primeros tanques tenían un diseño estanco, pero hoy en día los modelos neumático-hidráulicos se utilizan casi universalmente.
- El interior de dicho tanque está hecho de un material elástico. Dado que la membrana está en contacto con el refrigerante calentado, está hecha de polímeros que son resistentes a altas temperaturas– EPDM, SBR, cauchos butílicos y cauchos nitrilo.
- La membrana divide el tanque en dos cavidades: la cavidad de trabajo (en ella entra el refrigerante) y la cavidad de aire. A medida que aumenta la presión en el sistema, la cámara de aire disminuye de volumen (debido a la compresión del aire) y esto compensa la carga en las válvulas de cierre. Aproximadamente lo mismo sucede durante el golpe de ariete, pero aquí el proceso ocurre a mayor velocidad.
- A medida que disminuye la temperatura del refrigerante, el volumen de agua disminuye y el aire, que ejerce presión sobre la membrana, desplaza un volumen adicional. agua caliente en las tuberías del sistema de calefacción.
Un ejemplo de depósito de expansión es el de 35 litros de capacidad, ideal para sistemas de calefacción en una casa grande o en un edificio público.
acumulador hidraulico
El acumulador hidráulico, a primera vista, prácticamente no se diferencia en diseño del tanque de expansión:
- La base es el mismo recipiente fabricado en acero resistente a la corrosión, solo que pintado de azul.
- También hay una membrana dentro del contenedor, aunque su forma es ligeramente diferente a la membrana del tanque de expansión.
- El volumen interno también se divide en dos cámaras, sólo en los acumuladores hidráulicos la cámara de agua se encuentra dentro de la membrana, es decir. Se elimina por completo el contacto del líquido con las paredes metálicas del tanque.
Y el diseño funciona según un principio similar, aunque se utiliza para un propósito diferente:
- Cuando se enciende la bomba o se suministra agua a través de un suministro de agua centralizado, la cámara se llena con líquido bajo una cierta presión.
- Si la presión cae por algún motivo, la cámara de aire aumenta de volumen y el agua de la cámara de trabajo ingresa al sistema. Gracias a esto, la presión en las tuberías y equipos ( lavadoras, lavavajillas, etc.) funciona sin fallos.
- El segundo aspecto del funcionamiento del acumulador hidráulico es la protección contra encendidos frecuentes. Si bien es posible compensar la extracción de agua del sistema debido a la reserva en el tanque, el presostato no funcionará y la bomba no comenzará a bombear agua. Por lo tanto, el equipo se encenderá con menos frecuencia, lo que significa que funcionará por más tiempo.
- Un acumulador hidráulico grande (50, 100 o más litros) también sirve como suministro de agua. Sí, no durará mucho con ese suministro, pero si lo usa con moderación, puede sobrevivir fácilmente a un accidente en el suministro de agua o a un corte de energía que imposibilitará el funcionamiento de la bomba.
- Además, el acumulador hidráulico, al igual que el depósito de expansión, compensa el golpe de ariete.
Un ejemplo de acumulador hidráulico en el catálogo de la tienda online Alfatep es un modelo horizontal de 24 litros.
