Сергей Беликов - Гидроакумуляторы и расширительные баки

Рассматривая схематичную конструкцию бака (рис. 2, 3), можно классифицировать все баки по целому ряду признаков.

Первичная классификация баков – по их назначению. В зависимости от применения существуют сосуды для: отопления, холодного водоснабжения, горячего водоснабжения, обратноосмотических систем водоочистки, солнечных систем нагрева воды. Каждый из видов использования накладывает на конструкцию баков свои особенности.

Рис. 2. Расширительный бак для систем отопления. 1. Корпус бака. 2. Сменная мембрана. 3. Штуцер для подсоединения. 4. Фланец. 5. Контрфланец. 6. Ниппель. 7. Крышка ниппеля. 8. Опоры. 9. Рассекатель струи.

Рис. 3. Бак-гидроаккумулятор для систем водоснабжения. 1. Корпус бака. 2. Сменная мембрана. 3. Штуцер для присоединения. 4. Фланец. 5. Контрфланец. 6. Ниппель. 7. Крышка ниппеля. 8. Стойки. 9. Рассекатель струи. 10. Держатель мембраны.

Баки также можно разделить на баки со сменной мембраной и баки с несменяемой мембраной, как правило, лепестковой (рис. 4).

Рис. 4. Бак для систем отопления с несменяемой мембраной

Классификация по конструктивному исполнению включает в себя: горизонтальные и вертикальные баки; с ножками для установки (как правило, баки более 35 литров) и без ножек; с площадками для крепления насосных станций и без них.

И, наконец, баки различаются по форме и внешнему виду. Существуют сферические, цилиндрические, плоские круглые и плоские прямоугольные. Последние применяются для установки внутри котлов (настенных и напольных) и некоторых типов бойлеров.

Принципиальное различие между баками – в характере работы: баки, компенсирующие термические расширения, и баки, поддерживающие стабильное давление в сетях водопотребления.

В системе отопления (ГВС и солнечные системы нагрева жидкости) по мере нагревания теплоносителя (иногда до 100–110°), происходит медленное расширение (а при остывании – медленное сужение). Мембрана вначале растягивается за счет пластических свойств резины, а при охлаждении сжимается (также за счет противодавления в корпусе бака) и медленно возвращает теплоноситель в систему.

В системе холодного водоснабжения, где температура воды редко выше 20–25 °С, мембрана работает кратковременно, резко и динамично и при подъеме давления в системе, и при опорожнении бака. Причем известно, что бак-гидроаккумулятор способен вернуть в систему не более 30 % своего объема, т. е. бак 100 л «впрыснет» в систему только 25–30 литров.

Как было рассмотрено выше, независимо от сферы применения баков, все они состоят из одинаковых составных элементов: корпус, мембрана, ниппель, крышка ниппеля. В баках со сменной мембраной добавляются фланец и контрфланец.

Все мембранные баки, производимые для мировых рынков, выпускаются в соответствии с международным стандартом DIN EN 13881 для бытовых баков и DIN 1988 – для промышленных.

Стандарт допускает изготовление корпусов как из двух половин, изготовленных из особо пластичной углеродистой стали, так и из сварной обечайки с приваренными к ней донышками. Как правило, последним способом изготавливаются емкости более 500 литров.

Также встречаются корпуса из легированной стали в баках питьевого водоснабжения, но ввиду их дороговизны большого распространения не имеют.

Некоторые производители (Reflex) эмалируют внутреннюю поверхность баков для питьевого водоснабжения для исключения контактов питьевой воды со стальным корпусом.

Многие производители осмотических фильтров из Тайваня и Китая изготавливают полипропиленовые корпуса из двух половинок (8, 12, 18, 24, 35 литров), сваренных между собой трением (рис. 5).

Рис. 5. Полипропиленый бак для систем обратного осмоса

Важнейший элемент любого бака – мембрана.

Говоря о качестве бака, как правило, имеют в виду качество и надежность именно мембраны.

Естественно, различные конструкции баков предопределяют форму мембран (цилиндрическая, сферическая, диафрагменная (лепестковая).

При выборе производителя бака следует обратить внимание на:

• материал мембраны;

• рабочие характеристики (температура, количество циклов работы);

• наличие санитарно-гигиенического заключения.

Несмотря на то, что в Европе существует единый стандарт на мембраны DIN 480T3, многие производители умудряются делать «облегченные» мембраны, уменьшая толщину стенки. Либо добавляют в материал костную муку (Китай), сажу и другие удешевляющие компоненты. Все это приводит к преждевременному выходу из строя мембраны и вредит репутации производителей баков. По мнению автора, мембраны наилучшего качества выпускаются компанией Oldratti (Италия).

Разнообразны материалы, из которых изготавливаются мембраны.

EPDM(Ethylene-Propylene-Diene-Monomer) – этилен – пропилен-диен-мономер (тройной полимер, состоящий из трех отдельных мономеров). Гибкая резиновая основа создается при добавлении в смесь малого количества диена. EPDM бывает усиленным и неусиленным, а также в вулканизированном и невулканизированном состоянии.

Данный материал эластичен, хорошо выдерживает температура до 95 °С, может применяться для санитарной воды. Главное его преимущество – долговечность. Мембраны из него выдерживают 100 тыс. циклов динамического нагружения. Цвет – черный (рис. 6).

Рис. 6. Мембрана EPDM

BUTYL– синтетическая бутиловая резина, менее эластичная, чем резина из EPDM, но обладает меньшей водопроницаемостью при высоких температурах. Применима для работы до 110 °С. Выдерживает до 60 тыс. циклов динамического нагружения. Цвет – черный.

Резина из натурального каучука– натуральная резина для питьевой и непитьевой воды. Диапазон рабочих температур – до 40 °С. Наиболее эластичная резина, но обладает наименьшей стойкостью. Выдерживает до 5 тыс. циклов реального рабочего нагружения. Цвета – от серого до желтого (рис. 7).

Рис. 7. Мембрана из натурального каучука

SBR(Styrene-Butadiene Rubber) – стиролбутадиеновая резина; вид синтетической резины, применяемой только для систем отопления. Один из самых дешевых материалов. Допустимый диапазон эксплуатации до 100 °С. Менее эластична, чем перечисленные выше материалы. Цвет – черный.