Расширительный бак для водоснабжения: устройство, функции, подключение

Мембранные бачки Wester

Сегодня нам предстоит выяснить, для чего нужна установка расширительного бака в системе водоснабжения, как устроен мембранный бачок, и как его правильно подключить. Начнем мы, однако, с уточнения формулировок и названий сантехнической арматуры.

Долой путаницу

В магазинах сантехники вы можете встретить две разновидности этих устройств, отличающиеся друг от друга цветом:

Расширительный бак для горячего

Изображение	Описание
1. Устанавливаемые на отопление — водоснабжение расширительные баки обычно красные и в полном соответствии с названием предназначены для компенсации теплового расширения воды или жидкого теплоносителя при нагреве. Жидкости практически не сжимаются, и при их расширении давление в замкнутом контуре начинает расти с катастрофической скоростью; воздушная подушка тормозит его рост.
Гидроаккумуляторы, или расширительные баки для систем питьевого водоснабжения — синие	2. Гидроаккумуляторы — синего цвета (см. Гидроаккумуляторы для водоснабжения) . Они позволяют создать автономный запас холодной воды, и выполняют функцию демпфера. То есть, гасят скачки давления при открытии/закрытии запорной арматуры и включении/выключении подающего воду насоса.

Узнать больше о мембранных баках вам поможет видео в этой статье.

Устройство

Как устроены расширительные баки для водоснабжения?

Мембранный бачок — это стальная емкость с патрубком для подключения к водопроводу или системе отопления и золотником для накачки. Она разделена эластичной мембраной на два отсека — воздушный и водяной. Воздушный отсек нередко вместо воздуха заполняется азотом, исключающим поражение стенок бачка коррозией.

Устройство расширительного бака водоснабжения: стальная емкость разделена на два отсека упругой мембраной

Любопытно: расширительный бак системы горячего водоснабжения или отопления обычно снабжается мембраной с повышенной термостойкостью. Никаких других конструктивных различий между ним и гидроаккумулятором нет, поэтому расширительный бачок можно смело использовать в роли гидроаккумулятора.

Схемы

Теперь давайте более детально разберемся, зачем нужен расширительный бак в системе водоснабжения, на примере конкретных схем.

Обвязка бойлера

Обвязка бойлера обычно включает два установленных на его входном патрубке элемента арматуры:

Пружинный обратный клапан

Изображение	Описание
Обратный клапан. Он пропускает холодную воду из водопровода внутрь накопительного водонагревателя, но не позволяет ей выливаться обратно при отключении ХВС.
Предохранительный клапан с отводом воды в дренаж	Предохранительный клапан. Поскольку обратный клапан превращает водопровод и бойлер в замкнутый контур, при нагреве воды в нем начинает быстро расти давление. Когда оно достигает опасных значений, предохранительный клапан сбрасывает избыток воды через дренажную трубку.

Полезно: объединенные в одном корпусе обратный и предохранительный клапаны часто продаются под названием «группа безопасности бойлера».

Клапан для бойлера

Пока объем бойлера невелик, потери нагретой воды незначительны или отсутствуют (тепловое расширение компенсируется упругостью стенок водопровода). А вот при его значительном объеме горячая вода сбрасывается в дренаж литрами и десятками литров, что заметно сказывается на расходах на нужды ГВС.

Подключение расширительного бака к системе водоснабжения полностью исключает потерю нагретой воды. Ее избыток вмещается мембранным бачком, что сопровождается незначительным ростом давления в контуре.

Мембранный бачок в обвязке бойлера

Насколько большим должен быть расширительный бак на систему водоснабжения с бойлером известного объема?

Обычно он берется равным 10% от объема бойлера. Да, тепловое расширение воды в разумных пределах температуры меньше 10%; однако не забывайте про то, что вместимость отсека для воды не равна полному объему мембранного бачка: часть этого объема занята воздухом.

Поэтому на практике используется округление в большую сторону: бак расширительный для водоснабжения 50 литров способен обеспечить безопасную работу 500-литрового бойлера.

Расширение воды при нагреве

Запас воды

Как использовать гидроаккумулятор или расширительный бак для холодного водоснабжения, обеспечив себя водой на время ее периодических отключений?

Инструкция по монтажу прибора своими руками предельно проста и состоит всего из двух пунктов:

1. Подключите патрубок бачка к любому участку водопровода гибкой или жесткой подводкой;

Гидроаккумулятор обеспечит вас водой при ее кратковременных отключениях

1. На вводе ХВС установите обратный клапан. Он не позволит воде сливаться из бака в отключенный и сброшенный магистральный водопровод.

Обратите внимание: полезная емкость мембранного бака заметно отличается от его полного объема. Например, расширительный бак системы водоснабжения 500 литров, способен запасти на случай отключения не больше 250 литров воды.

Вода из скважины

Как установить расширительный бак в системе водоснабжения с подачей воды из скважины или колодца? Он опять-таки монтируется в любой точке водопровода.

Мембранный бачок в системе автономного водоснабжения

Помимо мембранного бака, такая система включает:

Линейка погружных насосов Джилекс

Изображение	Описание
Погружной или поверхностный насос. Он поднимает воду и создает избыточный напор, обеспечивающий работу сантехнических приборов.
Обратный клапан стоит на выходном патрубке погружного насоса	Обратный клапан. Он ставится после погружного насоса или на всасывающем патрубке поверхностной насосной станции.
Автоматическое реле для управления насосом с датчиком давления	Автоматическое реле, управляющее работой насоса (то есть включающее его при падении давления в контуре и выключающее при достижении давлением верхнего критического значения.

Схема водоснабжения от скважины

Какое давление в расширительном баке системы водоснабжения нужно поддерживать?

Ответ нельзя дать, на зная настроек автоматики управления насосом. Давление в расширительном бачке водоснабжения должно быть немного ниже (примерно на 0,2 атмосферы) давления включения подкачки воды из скважины. В этом случае насос будет запускаться до того, как остатки воды из мембранного бачка вытекут через открытый кран.

Как накачать расширительный бак в системе водоснабжения, если давление в нем упало ниже необходимого? Это можно сделать любым воздушным насосом — велосипедным, автомобильным и т.д. Шланг насоса подключается к золотнику на мембранном бачке.

Накачка мембранного бачка автомобильным компрессором

Вода из емкости

Водоснабжение из накопительной емкости практикуется в садовых товариществах с подачей воды по графику, а также там, где изношенные магистрали водоснабжения часто отключаются для ремонта. Самый простой способ подачи воды в водопровод — самотеком, из установленного на чердаке бака.

Самотечный водопровод с подачей воды из установленной на чердаке емкости

Однако такая схема имеет три серьезных недостатка:

1. Запас воды ограничен прочностью перекрытия;
2. Чердак должен быть утепленным и отапливаемым, иначе вода замерзнет в первые же заморозки;
3. Напор в самотечном водопроводе ограничен расстоянием по вертикали между баком и краном. Между тем для нормальной работы бытовой техники (проточных водонагревателей, стиральных и посудомоечных машин) нужен напор не менее 3 метров (0,3 кгс/см2).

Подача воды из емкости, установленной в подвале, подполе или цокольном этаже, с помощью насосной станции лишена всех этих недостатков: вес стоящего на поверхности грунта или стяжки бака ничем не ограничен, напор создает насос, а температура грунта ниже уровня промерзания круглый год выше нуля.

Емкость с запасом воды установлена в цокольном этаже

Какую роль в этой схеме выполняет расширительный бак для систем водоснабжения? Ту же, что и при подаче воды из скважины: сглаживает скачки давления и позволяет насосу простаивать при незначительном расходе воды.

Какой должна быть схема подключения расширительного бака для водоснабжения? Опять-таки такой же, как при автономном водоснабжении из скважины или колодца.

Схема подачи воды из накопительной емкости

Однако: на практике на подачу воды из емкости обычно ставится поверхностная насосная станция, представляющая собой насос, автоматическое реле с датчиком давления и гидроаккумулятор на одной станине.

На фото — насосная станция

Борьба с гидроударами

Гидроударом называется кратковременный скачок давления, возникающий в замкнутом контуре вследствие инерции движущегося потока воды при его мгновенной остановке. Гидроудар часто выводит давление за пределы прочности труб и гибких подводок; последствия весьма предсказуемы — владелец получает разрывы водопровода по швам и фитинговым соединениям.

Сочетание высокой температуры и скачка давления привело к разрыву полипропиленовой трубы

Если к водопроводу подключены расширительные баки — водоснабжение делается абсолютно безопасным: воздушная емкость и в этом случае исполняет роль демпфера. Бачок небольшого объема монтируется на вводе водоснабжения или (при коллекторной разводке воды) на коллекторе.

Мембранный гаситель гидроударов на коллекторе

Заключение

Надеемся, что наш материал поможет уважаемому читателю в проектировании и монтаже собственного водопровода. Успехов!

Что такое расширительный бак и зачем он нужен в системе водоснабжения

В любом частном доме нужна стабильно работающая безаварийная система водоснабжения, с нормальным напором воды в кранах. Казалось бы: проложил трубы, подключил насос для подачи воды — и пользуйся. Но все не так просто.

Во-первых, насос при включении-выключении воды будет постоянно срабатывать и быстро выйдет из строя. Во-вторых, при закрытии крана возрастает риск возникновения гидроудара — резкого скачка давления в системе — и возможного разрыва труб и их соединений, повреждения подключенного сантехоборудования (стиральных машин, водонагревателей…).

Для того, чтобы избежать подобных неприятностей, в системе водоснабжения необходимо использовать такое оборудование, как расширительный бак. Что это такое?

Расширительный бак (гидроаккумулятор) — это емкость, которая используется в системе автономного отопления и водоснабжения в многоквартирном или частном доме. Его основная задача — предотвращать возникновение повышенного давления в замкнутой системе, заполненной жидкостью, и тем самым защищать ее от гидравлических ударов.

Виды расширительных баков по назначению

1. Для отопления. Рассчитан на высокие температуры(до 120 градусов) и диапазон давления (до 4-6 атмосфер), характерные для систем отопления; изготовлен из материалов, не подходящих для питьевой воды. Обычно красного цвета.
2. Для водоснабжения. Изготавливается из материалов, учитывающих гигиенические требования к качеству питьевой воды (каучук или резина на основе этилен-пропилена, сталь). Рабочее давление должно достигать 12 атмосфер, эксплуатационная температура — до 80 градусов. Обычно синего цвета для ХВС (белого для ГВС).

Типы баков

1. Баки открытого типа. Устанавливаются на чердаках, крышах зданий. Давление воды в системе определяется лишь высотой установки.
2. Баки закрытого типа — с эластичной перегородкой (мембраной), которая делит емкость прибора на две части: для заполнения водой и для воздуха.

Виды закрытых расширительных баков мембранного типа

Со стационарной мембраной:

• как правило, это емкости небольшой вместительности;
• при выходе диафрагмы из строя заменить ее будет невозможно;
• используются в основном в системах отопления.

Со сменной диафрагмой — баллонного типа (баллон также называют «грушей»). Оптимальны для водопровода по следующим причинам:

• вода поступает непосредственно в мембрану-грушу и не контактирует с металлическими стенками бака; соответственно, не возникает коррозии и не изменяется качество воды;
• легко нагнетается необходимое для функционирования системы давление;
• мембрана легко заменяема;
• аппараты этого типа могут иметь высокую вместительность, что для частного домовладения весьма актуально.

Расширительные баки, использующиеся в системе водоснабжения, называются также гидроаккумуляторами — это обусловлено их ролью в обеспечении функционировании автономного водопровода в домах.

Принцип работы гидроаккумулятора при водоснабжении

Вода насосом накачивается из источника в полость бака до максимально установленного с помощью реле значения и растягивает мембрану. Объем воздуха во второй полости бака, таким образом, уменьшается. За счет этого сжатия общее давление в системе увеличивается до заданных параметров и насос выключается. В момент начала использования воды воздух начинает давить на мембрану и таким образом выталкивать воду из гидроаккумулятора. Избыточного давления, созданного в воздушной камере аппарата, хватит на некоторый временной период для того, чтобы расход воды (работа бытовой техники, мытье посуды и т.п.) происходил без запуска насоса. Как только давление в баке достигнет предустановленного для конкретной системы водоснабжения минимального порога, реле подаст сигнал на включение насоса и он начнет вновь заполнять бак водой из скважины (колодца). Затем цикл повторится.

При большом же расходе воды из автономного водопровода насос будет работать постоянно, обеспечивая точку потребления воды напрямую.

Параметры функционирования и объем расширительного бака, а также настройки подключенных к нему регулирующих датчиков рассчитываются по определенным формулам на основе:

• характеристик насоса,
• проекта монтажа трубопровода,
• эксплуатационных требований подключенного к водопроводу оборудования,
• предполагаемого водопотребления (какое количество человек будет пользоваться водой, как часто, в каком объеме),
• этажности здания.

Роль расширительного бака

1. Расширительный бак помогает создать в системе водоснабжения достаточно стабильное рабочее давление, при котором будет поддерживаться оптимальный напор воды как для работы всех сантехприборов (водонагреватель, стиральная машина, смывной бачок), так и для комфортного пользования водой из-под крана. Показатели необходимого давления в воздушной камере гидроаккумулятора рассчитываются для каждой из автономных систем водоснабжения по определенным алгоритмам.
2. Создает запас воды и сохраняет на некоторый интервал времени стабильное давление в водопроводе. Нередки ситуации отключения электроэнергии: насос в этом случае перестает работать и тогда гидроаккумулятор выступает в роли аварийного резервуара, вода из которого еще некоторое время будет течь под напором. Для того, чтобы увеличить запас воды в доме, можно дополнительно подключить еще один расширительный бак без демонтажа и замены уже установленного.
3. Оптимизирует функцию насоса: снижает количество его включений. Чем больше объем гидроаккумулятора и выше максимальный предустановленный порог давления в резервуаре, тем реже станет срабатывать насосное оборудование. Таким образом, изнашиваемость его значительно снизится.
4. Играет роль демпфера при гидроударе. При любом пуске насоса всегда происходит резкий скачок давления в водопроводе — иногда он достигает десяти атмосфер. Результатом такого резкого перепада может стать разрыв труб и фитингов, запорной арматуры; могут выйти из строя подключенное сантехническое оборудование и контрольно-измерительные приборы. Расширительный бак в этом случае принимает ударную нагрузку на себя: гасит силу волны — и система оказывается в безопасности.

В случаях, когда существуют риски превышения расчетного давления при гидравлическом ударе в 20 бар (максимально допустимое значение), необходимо провести монтаж трубопровода таким образом, чтобы на отдельных его участках можно было установить отдельный бак-гаситель для надежной защиты от гидроударов.

Итак, расширительный бак (гидроаккумулятор) в системе водоснабжения защищает ее от гидроударов, обеспечивает корректную работу всего подключенного к водопроводу оборудования и бытовых приборов, создает резервный запас воды.