Vas de expansiune pentru alimentarea cu apă: alegere, construcție, instalare și conectare

Alimentarea autonomă cu apă, care furnizează apă în mod independent la punctele de consum, ca într-un apartament urban, nu mai este de mult o curiozitate. Este o normalitate a vieții la țară, care trebuie doar proiectată corect, asamblată și echipată cu dispozitive capabile să pornească și să oprească sistemul pe măsură ce robinetele sunt utilizate.

Funcționarea stabilă a rețelei independente va fi asigurată de vasul de expansiune pentru alimentarea cu apă. Acesta va proteja împotriva loviturilor de berbec, va prelungi semnificativ durata de viață a echipamentului de pompare, va garanta umplerea regulată a sistemului cu apă, eliminând necesitatea de a o aduce în găleți.

Suntem încântați să vă prezentăm particularitățile dispozitivului și principiul de funcționare al hidroacumulatorului. Am descris cu minuțiozitate regulile de alegere a vasului cu membrană, specificul montajului și conectării. Informațiile propuse spre examinare le-am completat cu ilustrații utile, scheme și ghiduri video.

Caracteristica vaselor de expansiune închise

Hidroacumulatorul (sau vasul de expansiune, rezervorul de expansiune) este un recipient metalic etanș, care servește la menținerea unei presiuni stabile în conducta de apă și la crearea unor rezerve de apă de diferite volume.

La prima vedere, alegerea și instalarea acestui dispozitiv nu ar trebui să ridice dificultăți – în orice magazin online se pot vedea multe modele care diferă doar puțin ca formă și volum, dar nu diferă semnificativ prin funcționalitate.

Nu este deloc așa. În dispozitivul vasului de expansiune și în principiul său de funcționare există multe nuanțe.

Particularitățile dispozitivului și construcției

Modelele diferite de vase de expansiune pot avea restricții privind modul de utilizare — unele sunt destinate numai pentru apă tehnică, altele pot fi utilizate pentru apă potabilă.

Din punct de vedere al construcției, hidroacumulatoarele se diferențiază:

• rezervoare cu membrană (sac) detașabilă;
• vase cu membrană fixă;
• hidrorezervoare fără membrană.

Pe o parte a rezervorului cu membrană detașabilă (la rezervorul cu racord inferior — în partea de jos) se află un flanș special filetat, de care se fixează sacul. Pe partea opusă se află un niplu, pentru umflarea sau eliberarea aerului/gazului. Acesta este proiectat pentru conectarea la o pompă auto obișnuită.

În rezervorul cu membrană înlocuibilă, apa este pompată în membrană, fără a intra în contact cu suprafața metalică. Înlocuirea membranei se face prin deșurubarea flanșei, care este ținută de șuruburi. În rezervoarele mari, pentru stabilizarea umplerii, peretele posterior al membranei este fixat suplimentar de niplu.

Durata de viață a membranei detașabile depinde de setările presiunii aerului din compartimentul de gaz al hidroacumulatorului. Uneori, pentru a crea o rezervă mai mare de apă, utilizatorul reduce cantitatea de aer și mărește cantitatea de apă din sac. Acest lucru duce la atingerea membranei de peretele rezervorului și devine cauza uzurii rapide.

Spațiul interior al rezervorului cu membrană fixă este împărțit de aceasta în două compartimente. Într-unul se află gaz (aer), în celălalt intră apa. Suprafața interioară a unui astfel de rezervor este acoperită cu vopsea rezistentă la umiditate.

Cel mai adesea, rezervoarele cu membrană fixă sunt utilizate pentru sistemele de încălzire. Deoarece membrana este un element care se defectează mult mai repede, durata de viață a unui astfel de rezervor este mai mică decât cea a unui dispozitiv cu membrană detașabilă.

Există, de asemenea, hidrorezervoare fără membrană. În ele, compartimentele pentru apă și aer nu sunt separate prin nimic. Principiul lor de funcționare se bazează, de asemenea, pe presiunea reciprocă a apei și aerului, dar cu o astfel de interacțiune deschisă are loc amestecarea celor două substanțe.

Avantajul acestor dispozitive este absența membranei sau a sacului, care este veriga slabă în hidroacumulatoarele obișnuite.

Extern, vasele de expansiune pot fi împărțite doar în modele orizontale și verticale, dar parametrii lor de funcționare pot fi foarte diferiți.

Difuzia apei și a aerului face ca vasele să fie întreținute destul de des. Aproximativ o dată pe sezon, trebuie să pompați aerul care se amestecă treptat cu apa. O scădere semnificativă a volumului de aer, chiar și la presiunea normală din vas, devine cauza pornirii frecvente a pompei.

Acumulatoarele hidraulice din sistemele de alimentare cu apă reduc probabilitatea producerii șocurilor hidraulice, protejează pompele de pornirile prea frecvente, permit formarea unei rezerve de apă și mențin presiunea în circuit.

Principiul de funcționare al hidroacumulatorului

Vasele hidraulice închise pentru alimentare cu apă funcționează după următoarea schemă: pompa trimite apa în peră, umplând-o treptat, membrana se mărește și aerul dintre peră și carcasa metalică se comprimă.

Cu cât mai multă apă intră în peră, cu atât aceasta exercită mai multă presiune asupra aerului, iar acesta, la rândul său, tinde să o împingă afară din rezervor. Drept urmare, presiunea din rezervor crește, ceea ce duce la oprirea pompei.

Pentru o perioadă, când în sistem are loc consumul de apă, aerul comprimat menține presiunea. Acesta împinge apa în conductă. Când cantitatea de apă din membrană scade atât de mult încât presiunea coboară la limita inferioară, releul se activează, pornind din nou pompa.

În vasul hidraulic are loc o interacțiune constantă între apă și gaz, separate una de cealaltă printr-o membrană de cauciuc. Volumul lichidului din interiorul dispozitivului este reglat de cantitatea de gaz (presiunea acestuia) (+)

Clasificarea după domeniul de aplicare

Nu trebuie confundate vasele pentru alimentare cu apă și cele pentru sistemul de încălzire, așadar la alegere trebuie să aflați destinația acestora. Pentru o identificare clară, producătorii vopsesc hidroacumulatoarele pentru încălzire în roșu, iar cele pentru alimentare cu apă în albastru.

Totuși, unii nu respectă această marcare, așadar următoarele date pot servi drept trăsătură distinctivă a dispozitivelor:

• pentru alimentarea cu apă, temperatura maximă de utilizare a hidroacumulatorului va fi de până la 70 °C, iar presiunea admisă poate atinge 10 bari;
• dispozitivele destinate sistemului de încălzire pot suporta temperaturi de până la +120 °C, iar presiunea de lucru a vasului de expansiune nu depășește de obicei 1,5 bari.

Toți parametrii cei mai importanți sunt indicați pe capacul decorativ (eticheta) care acoperă niplul.

Dispozitivul, destinat sistemului de încălzire, servește ca un rezervor suplimentar, permițând lichidului de răcire să se expandeze liber la încălzire. Fără el, sistemul este sortit distrugerii.

Lista funcțiilor pe care le îndeplinește hidroforul în sistemul de alimentare cu apă rece (AC) este mult mai largă:

• Menținerea unei presiuni constante și uniforme în conducta de apă. Datorită presiunii aerului, presiunea este menținută pentru o perioadă chiar și atunci când pompa este oprită, până când scade la minimul setat și pompa pornește din nou. Astfel, presiunea în sistem se menține chiar și atunci când se utilizează simultan mai multe aparate sanitare.
• Protejarea împotriva uzurii echipamentului de pompare. Rezerva de apă conținută în vas permite utilizarea conductei de apă pentru o perioadă, fără a porni pompa. Aceasta reduce numărul de porniri ale pompei pe unitatea de timp și îi prelungește durata de viață.
• Protecție împotriva loviturilor de berbec. O creștere bruscă a presiunii în conducta de apă la pornirea pompei poate atinge 10 sau mai multe atmosfere, ceea ce afectează negativ toate elementele sistemului. Vasul cu membrană absoarbe șocul, egalizând presiunea.
• Crearea de rezerve de apă. La întreruperea curentului electric, sistemul de alimentare cu apă, deși pentru scurt timp, totuși, va mai furniza apă pentru o perioadă.

Pentru legarea încălzitorului de apă se utilizează vase de expansiune care pot suporta temperaturi ridicate.

Materiale pentru echipamentul hidropneumatic

Membrana vasului de expansiune este fabricată din diferite materiale care, în exploatare, suportă o gamă diferită de temperaturi.

În hidroacumulatoare se utilizează:

• Cauciuc natural — NATURAL. Materialul poate intra în contact cu apa potabilă, se utilizează pentru acumularea apei reci. În timp, poate începe să lase să treacă apa. Suportă temperaturi de la -10 până la 50 °C peste zero.
• Cauciuc butilic sintetic — BUTYL. Este cel mai universal, impermeabil, se utilizează pentru stații de alimentare cu apă, potrivit pentru apa potabilă. Temperatura de exploatare poate varia de la -10 până la 100 °C.
• Cauciuc sintetic din etilen-propilenă — EPDM. Mai permeabilă la apă decât cea anterioară, poate intra în contact cu apa potabilă. Intervalul de temperaturi admise — de la -10 până la 100 °C.
• Cauciucul SBR se utilizează numai pentru apă tehnică. Temperatura de utilizare este aceeași ca la mărcile anterioare.

Pentru organizarea alimentării cu apă rece este necesar să alegeți vase cu membrană (pere) fabricată din cauciuc alimentar cu proprietăți elastice îmbunătățite, care permite o mai bună amortizare a loviturilor hidraulice și menținerea unei presiuni stabile a apei în sistem.

Corpul vasului este cel mai adesea fabricat din oțel aliat, rezistent la coroziune, acoperit exterior cu un strat de vopsea. În comerț se pot găsi și recipiente din oțel inoxidabil, foarte rezistente, dar scumpe.

Calculul volumului vasului înainte de alegere

Pe piață sunt disponibile rezervoare cu capacitatea de la 24 la 1000 l. Care anume să alegeți, vă vor ajuta calculele, al căror rezultat trebuie rotunjit în sus. Alegând un rezervor cu membrană detașabilă, trebuie să rețineți că volumul de apă ocupă 30% din volumul total al rezervorului, adică, într-un rezervor de 100 de litri, rezerva de apă va fi de aproximativ 30 de litri.

Tabelul demonstrează relația dintre parametrii presiunii aerului în compartimentul de gaz al hidroacumulatorului și valorile setărilor releului și dimensiunea rezervorului (+)

Caracteristica rezervoarelor mici este că de multe ori nu au o supapă pentru a elimina aerul din balonul de cauciuc. Acest lucru poate crea inconveniențe în exploatare. Rezervoarele mari au o astfel de supapă și, pe lângă crearea unei rezerve mai mari de apă, gestionează mai bine menținerea unei presiuni stabile în sistem.

Calculul volumului total al hidrorezervorului pentru alimentarea cu apă de tip închis se calculează după următoarea formulă:

Vt=K*Amax*((1+Pmax)*(1+Pmin))/(Pmax-Pmin)*(1+Paer),

unde:

• Vt — volumul total al hidrorezervorului;
• Amax – consumul maxim posibil de apă pe minut, litru;
• K – coeficient (a se vedea tabelul), dependent de puterea pompei;
• P_max – setările releului la oprirea echipamentului, bar;
• P_min – setările releului la pornirea echipamentului, bar;
• P_aer – presiunea în hidrorezervor (în cavitatea sa de gaz), bar.

Coeficientul K se poate determina conform următorului tabel:

Tabelul coeficientului K, dependent de puterea pompei, pentru calculul volumului total al hidrorezervorului de tip închis pentru alimentarea cu apă

Unii producători calculează volumul hidrorezervorului și în alt mod:

Compania Gilex, care produce o gamă largă de echipamente pentru sistemele de alimentare cu apă și încălzire, oferă o altă formulă pentru determinarea rapidă a volumului hidrorezervorului

Orientarea orizontală și verticală

Alegerea între un rezervor vertical și unul orizontal depinde de particularitățile încăperii. Dacă camera este mică sau volumul rezervorului este impresionant, pentru a nu ocupa mult spațiu, se instalează un rezervor vertical.

Rezervorul orizontal are o capacitate mai mică, poate fi montat pe perete și poate servi drept suport pentru instalarea unei pompe de suprafață. Pentru montajul său sunt prevăzute elemente de fixare speciale. Rezervoarele mari se produc doar în varianta verticală și se instalează pe picioare.

Rezumând toate cele menționate mai sus, se poate observa că alegerea hidroacumulatorului trebuie făcută între următoarele caracteristici distinctive:

• presiunea de lucru;
• țara producătoare;
• volum mai mare sau mai mic;
• membrană din cauciuc înlocuibilă sau nu;
• membrană pentru apă tehnică sau potabilă;
• materialul carcasei – oțel inoxidabil sau emailat.

Pentru a nu întâmpina dificultăți în viitor cu înlocuirea componentelor, este mai bine să alegeți cele mai populare modele de dispozitive. Perii din cauciuc pentru acestea sunt întotdeauna disponibile în vânzare liberă; dacă este necesară o înlocuire urgentă, nu va trebui să așteptați mult timp livrarea.

Schemele de conectare a hidroacumulatoarelor

Pentru sistemul de apă caldă menajeră, instalarea rezervorului de expansiune se realizează pe tronsonul magistralei de circulație, pe linia de aspirație a pompei, mai aproape de încălzitorul de apă.

Rezervorul este echipat cu:

• manometru, supapă de siguranță, aerisitor – grup de siguranță;
• supapă de închidere cu un dispozitiv care previne închiderea accidentală.

Într-un sistem de alimentare cu apă în care este prezent echipament de încălzire a apei, dispozitivul preia funcțiile rezervorului de expansiune.

Schema de instalare în sistemul ACM: 1 – hidrorezervor; 2 – supapă de siguranță; 3 – echipament de pompare; 4 – element de filtrare; 5 – supapă de reținere; 6 – robinet de închidere

În sistemul de apă rece, regula principală la instalarea hidroacumulatorului este montarea la începutul legăturii, mai aproape de pompă.

În schema de conectare, trebuie să fie prezente în mod obligatoriu:

• supapa de reținere și supapa de închidere;
• grupul de siguranță.

Schemele de conectare pot fi foarte diferite. Hidroacumulatorul conectat normalizează funcționarea echipamentului, reducând numărul de porniri ale pompei pe unitatea de timp și prelungind astfel durata sa de viață.

Schema de montaj în sistemul de apă rece cu puț: 1 – rezervor; 2 – supapă de reținere; 3 – robinet de închidere; 4 – releu pentru reglarea presiunii; 5 – dispozitiv de comandă a echipamentului de pompare; 6 – grup de siguranță

În schema cu stație de pompare de ridicare, una dintre pompe funcționează constant. Un astfel de sistem este instalat pentru case sau clădiri cu consum mare de apă. Hidroacumulatorul servește aici pentru neutralizarea fluctuațiilor de presiune, iar pentru acumularea apei se instalează un rezervor cu cel mai mare volum posibil.

Efectuarea instalării vasului de expansiune

Înainte de începerea lucrărilor, se verifică hidroacumulatorul pentru a nu prezenta deteriorări. Instalarea dispozitivului se efectuează într-o încăpere izolată fonic, la temperatură pozitivă. Pentru a avea acces la robinetul de scurgere, armătura de închidere etc., distanța de la rezervor până la tavan și pereți se lasă de cel puțin 0,6 m.

În încăpere, trebuie, de asemenea, să se prevadă posibilitatea umplerii rezervorului și a golirii apei. Elementele de fixare și locul de montaj trebuie să suporte umplerea la 100% a rezervorului.

Pentru rezervoarele de expansiune cu volum de până la 30 de litri se utilizează fixarea pe perete, rezervoarele mai mari se instalează pe picioare.

Hidroacumulatorul nu trebuie să fie supus la sarcini mecanice și statice, nu este de dorit să se permită acțiunea conductelor și agregatelor asupra acestuia. Rezervorul se înșurubează pe podea, folosind garnituri de cauciuc. La intrarea în hidroacumulator se instalează o supapă de reținere și un robinet de scurgere.

Pașii enumerați au fost necesari pentru realizarea legăturii hidroacumulatorului, care s-a efectuat la suprafața solului. Pentru acțiunile următoare, trebuie să vă deplasați în cheson.

După efectuarea asamblării finale a sistemului, rămâne de efectuat testele de control și de pornit circuitul de alimentare cu apă.

Particularitățile reglării hidroacumulatorului

Bazinele de expansiune pentru alimentarea cu apă sunt comercializate cu setările standard ale producătorului — de cele mai multe ori presiunea din compartimentul de aer este deja setată la valoarea de 1,5 bari. Presiunea admisă este întotdeauna indicată pe etichetă, iar producătorul nu recomandă abaterea de la parametrii stabiliți, în special în sensul creșterii acesteia.

Înainte de a începe reglarea, sistemul se deconectează de la rețeaua electrică și se închid robinetele de închidere. Rezervorul cu membrană se golește complet, scurgând apa — valoarea exactă a presiunii poate fi măsurată doar atunci când compartimentul pentru apă este gol.

Apoi se citesc valorile presiunii cu ajutorul unui manometru precis. Pentru aceasta, se scoate capacul decorativ de pe supapă și se apropie aparatul. Dacă presiunea diferă de cea necesară, se aduce la conformitate, pompând sau eliberând aerul în exces.

Având în vedere că producătorul se opune abaterilor de la valorile de presiune recomandate, este necesar să alegeți încă din faza de proiectare echipamentul potrivit, ai cărui parametri să nu intre în conflict între ei.

La reglarea presiunii în compartimentul de gaz al rezervorului, producătorul îl umple cu un gaz inert, de exemplu, azot uscat. Acest lucru previne coroziunea suprafeței interioare. De aceea, utilizatorilor li se recomandă, de asemenea, să utilizeze azot tehnic pentru creșterea presiunii.

Setarea presiunii vasului în sistemul de alimentare cu apă

Presiunea din rezervorul de tip închis se setează întotdeauna cu puțin mai mică (cu 10%) decât nivelul presiunii la pornirea pompei. Reglând presiunea în dispozitiv, se poate ajusta puterea jetului de apă. Cu cât presiunea gazului în hidrorezervor este mai mică (dar nu mai mică de 1 bar), cu atât acesta va reține mai multă apă.

Presiunea va deveni neuniformă – puternică atunci când rezervorul este plin și din ce în ce mai slabă când se golește. Pentru a asigura un debit puternic și constant de apă, se stabilește presiunea în camera cu aer sau gaz la aproximativ 1,5 bar.

Presiunea apei în conductă se stabilește cu ajutorul releului. La reglarea presiunii în camera de expansiune, trebuie să țineți cont de aceste valori.

Reglarea hidroacumulatorului în legătura încălzitorului de apă

Vasul de expansiune utilizat pentru alimentarea cu apă caldă nu trebuie să conțină apă inițial. Presiunea în dispozitiv se stabilește la o valoare cu 0,2 mai mare decât pragul superior de oprire a pompei.

De exemplu, dacă releul este reglat pentru a opri echipamentul la o presiune de 4 bar, atunci presiunea în compartimentul de gaz al vasului de expansiune trebuie să fie setată la 4,2 bar.

Instalat în ansamblul încălzitorului de apă, vasul nu servește la menținerea presiunii. El este destinat să compenseze dilatarea atunci când apa se încălzește. Dacă se setează o presiune mai mică în el, atunci vasul va conține constant apă.

Regulile de întreținere a hidroacumulatorului

Inspecția planificată a vasului de expansiune constă în verificarea presiunii din compartimentul de gaz. De asemenea, este necesar să inspectați supapele, armăturile de închidere, aerisitorul, să verificați funcționarea manometrului și a releului de presiune a apei. Pentru a vă asigura de integritatea vasului, efectuați o inspecție vizuală.

În timpul întreținerii preventive, trebuie să măsurați presiunea în hidroacumulator și să o corectați dacă este necesar.

În ciuda simplității dispozitivului, vasele de expansiune pentru alimentarea cu apă nu sunt totuși eterne și se pot defecta. Cauzele tipice sunt ruperea membranei sau pierderea aerului prin niplu. Semnele defecțiunilor pot fi identificate prin pornirea frecventă a pompei, apariția zgomotelor în sistemul de alimentare cu apă. Înțelegerea principiului de funcționare a hidroacumulatorului este primul pas către o întreținere corectă și remedierea defecțiunilor.

Montajul hidroacumulatorului de tip deschis

Dispozitivul de tip deschis este din ce în ce mai puțin utilizat, deoarece necesită intervenția constantă a utilizatorului în funcționarea sa. Vasul de expansiune deschis este un rezervor neetanș care servește la crearea presiunii în conducta de apă, la acumularea apei și, de asemenea, servește drept cameră de expansiune.

La vas se conectează: robinet de golire, racorduri pentru țeava de recirculare și de alimentare, țeava de control și de preaplin.

Rezervorul se instalează deasupra celui mai înalt punct sanitar, de exemplu, la mansardă, apa intră în sistem prin gravitație. Fiecare metru cu care este ridicat dispozitivul crește presiunea în conducta de apă cu 0,1 atmosfere.

Pentru a automatiza procesul de alimentare cu apă, rezervorul este dotat cu un întrerupător cu plutitor și se instalează un releu automat care va porni și opri pompa.

Recipientul se montează într-o încăpere care nu îngheață, se acoperă cu un capac pentru a preveni praful și murdăria, iar pereții se împachetează cu vată minerală sau alt material izolant.

Acest mod de organizare a alimentării cu apă necesită controlul regulat al utilizatorului, altfel apa poate îngheța la temperaturi negative (dacă încăperea nu este încălzită). Lichidul se va evapora, așa că va trebui să îl completați constant.

În plus, un astfel de rezervor este voluminos și inestetic, iar pentru el trebuie să existe obligatoriu o mansardă în casă. Dar principalul dezavantaj al dispozitivului este că rezervorul nu este adaptat să funcționeze în condiții de presiune ridicată a apei în sistem.

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclipul #1. Totul despre rezervoarele de expansiune — clasificare, destinație, reglare și semne de defecțiuni:

Videoclipul #2. Funcționarea incorectă a stației de pompare este adesea legată de defecțiunile hidroacumulatorului:

Videoclipul #3. Nuanțe privind alegerea hidrorezervoarelor pentru alimentarea cu apă:

Încă din etapa de planificare și dezvoltare a sistemului de alimentare cu apă, este necesar să se analizeze toate aspectele esențiale și să se calculeze toți parametrii. Dacă nu sunteți sigur de corectitudinea calculelor dumneavoastră și de alegerea corectă a hidrorezervorului pentru alimentarea cu apă, este mai bine să apelați la specialiști.

Majoritatea firmelor care comercializează echipamente profesionale oferă consultanță sau chiar efectuează calcule gratuit. Acest lucru va ajuta la evitarea greșelilor și a cheltuielilor inutile.

Așteptăm comentariile dumneavoastră cu povești despre experiența personală în utilizarea rezervorului de expansiune, cu întrebări apărute în timpul parcurgerii informațiilor prezentate. Ne interesează observațiile și posibilele sugestii ale dumneavoastră. Puteți comenta materialul în blocul situat mai jos.