1.2.1.01. Расширительные мембранные баки ZILMET, серия CAL-PRO, Италия

Назначение и область применения

Вода, как физическое вещество вообще, а в системах отопления в частности не может быть подвергнута сжатию, поэтому любое увеличение объема теплоносителя должно быть компенсировано при помощи расширительной емкости.

В системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя для распределения расширяющейся в объеме воды используются негерметичные (отрытые) емкости. Однако применение расширительных емкостей отрытого типа связано с целым рядом проблем. Прежде всего, это связано с тем, что устанавливать расширительную емкость отрытого типа необходимо в самой высокой части системы отопления. Испарение воды из открытой емкости, требует проводить регулярную подпитку системы, а само парение горячей воды вызывает сырость в месте её установки. Кроме того образование конденсата и испарений приводят к высоким потерям тепла. Незащищенность открытой емкости от внешней среды, в частности от проникновения кислорода в теплоноситель, приводит к повышенной коррозии, а также большей вероятности попадания воздуха в систему отопления. Применение расширительных емкостей отрытого типа делает невозможным применение циркуляционного насоса и исключает применение емкостей этого типа в системах кондиционирования и в холодильных установках.

Все эти проблемы помогает устранить использование закрытых расширительных емкостей ZILMET, серии CAL-PRO, специально разработанных для этих целей (рис.1). Расширительные мембранные баки CAL-PRO применяются в замкнутых системах отопления и кондиционирования, а также холодильных установках. Основное предназначение расширительных мембранных баков CAL-PRO – компенсация объемных изменений теплоносителя (хладагента), происходящих вследствие его нагрева (охлаждения) что способствует обеспечению постоянного давления в замкнутой системе. Герметичные расширительные емкости CAL-PRO комплектуются мембранами из синтетической резины SBR и имеют массу преимуществ по сравнению с открытыми системами:

– возможность полностью избежать контакта между водой (теплоносителем) и воздухом (газом);

– установка расширительной емкости в любой части системы отопления;

– исключено испарение воды, поэтому не требуется выполнять регулярную подпитку системы;

– в системе обеспечивается постоянное давление;

– способствуют снижению энергопотребления;

– в закрытой системе меньше вероятность насыщения теплоносителя кислородом вследствие чего снижается коррозия системы;

– снижается вероятность завоздушивания – попадания в систему воздуха;

– возможность применения циркуляционного насоса;

– возможность применения в системах кондиционирования и в холодильных установках.

Широкая ассортиментная линейка расширительных мембранных баков ZILMET, серия CAL-PRO позволяет создавать системы отопления различных размеров.

Устройство и описание изделия

Расширительные мембранные баки ZILMET, серия CAL-PRO низкопрофильной конструкции вертикального исполнения производятся в соответствии с CE норма 97/23, имеют компактные размеры и привлекательный дизайн. Главным предназначением расширительных емкостей CAL-PROв замкнутых контурах систем отопления является компенсация изменяющегося объема воды при колебаниях температуры теплоносителя. Основные конструктивные элементы расширительной емкости – герметичный корпус и мембрана из синтетической резины.

Опоры и корпус расширительной емкости CAL-PRO изготавливаются по технологии холодного прессования из высококачественной листовой углеродистой стали. Корпус бака состоит из двух частей-половин, в процессе изготовления внутри одной половины корпуса устанавливается резиновая диафрагма. Обе части корпуса расширительной емкости собираются в единое целое в процессе MIG сварки, при которой не создается внутренних неровностей и острых краев.

Для монтажа в месте применения расширительные мембранные баки CAL-PRO в зависимости от типоразмера оснащены опорой в виде окружности или ножек, а малоразмерные емкости могут вообще не иметь опоры.

Резиновая диафрагма-мембрана изготавливается из сертифицированного синтетического каучука SBR стандарта DIN 4807-3, который в процессе эксплуатации не тянется и создает складок. Мембрана жестко фиксируется внутри корпуса и разделяет расширительный бак на две камеры: водяную и воздушную.

Расширительные емкостиZILMET, серияCAL-PROокрашены эпоксидно-полиэфирным порошковым покрытием печной сушки в ярко-оранжевый цвет. При отверждениипорошковая краскаобразует пленку с отличными физико-механическими свойствами и высокой степенью твердости, стойкостью к моющим средствам, смазочным веществам и устойчивостью к пожелтению в процессе отверждения. Однако применение расширительных емкостейZILMET, серияCAL-PROвне помещений ограничено, поскольку окраска имеет не столь высокую устойчивость к ультрафиолетовому излучению.

На заключительном этапе изготовления в заводских условиях все 100% расширительных мембранных баковZILMETсерииCAL-PROпротестированы на герметичность и работоспособность.

Принцип работы

Объем жидкости напрямую зависит от ее температуры. Так при нагреве объем жидкости увеличивается, а при охлаждении наоборот – уменьшается. Для компенсации этих колебаний объема жидкости-теплоносителя в системах водяного отопления, а также горячего водоснабжения и кондиционирования, предназначается расширительный бак. Избыточный объем горячего теплоносителя как бы поступает «на хранение» в расширительную емкость, а при уменьшении нагрева в системе жидкость возвращается в контур отопления. На этом явлении и основан принцип работы расширительной мембранной емкости закрытого типа ZILMET, серия CAL-PRO.

В воздушной камере бака находится предварительно закаченный на заводе воздух, который изначально давит на диафрагму изнутри (рис.3.а). При этом Pi– это начальное установленное давление бака, а Vi– начальный объем воздуха. Для регулирования давления воздуха в корпусе расширительной емкости, со стороны воздушной камеры, располагается пневмоклапан. Поступление и выход из расширительного бака воды осуществляется через резьбовой присоединительный патрубок.

При нагреве теплоносителя расширяющаяся в объеме вода под действием давления в системе отопления попадает в водяную камеру (рис.3.б). Максимально допустимое давление в системе равно конечному давлению расширительной емкости –Pf, при этом воздух в воздушной камере принимает конечный объем –Vf. Количество теплоносителя, поступившего в водяную камеру при максимально допустимом давлении в системе, занимает полезный объем –Vu, на который рассчитана расширительная емкость. Полезный объем (Vu) расширительного мембранного бака должен быть не менее величины объема, на который вода (теплоноситель) увеличивается в системе отопления при максимально возможной температуре нагрева. В противном случае вследствие температурного расширения воды или иного теплоносителя в системе произойдет чрезмерное неконтролируемое увеличение давления, что может стать причиной поломки расширительного бака в частности и выхода из строя системы в целом.

По мере охлаждения теплоносителя уменьшающаяся в объеме вода выдавливается обратно в систему отопления под действием давления воздуха в воздушной камере (рис.3.в). Процесс выдавливания заканчивается при каком-то промежуточном значении давления воздуха – Р, который занимает в воздушной камере соответствующий давлению объем –V.

Такой принцип работы расширительной мембранной емкости закрытого типа ZILMET, серия CAL-PRO позволяет системе отопления быть постоянно наполненной, поддерживает в ней стабильное давление и способствует снижению энергопотребления. Кроме того расширительная емкость позволяет также компенсировать и гидравлические удары в системе.

Выбор конкретного расширительного мембранного бака ZILMET, серия CAL-PRO для данной системы отопления зависит от количества (объема) в ней теплоносителя-воды (С), начального установочного давления (Рi) и конечного давления (Рf) расширительной емкости. При этом конечное давление (Рf) расширительной емкости в принципе равно максимально допустимому давлению (Pmax) системы, на который настроен предохранительный клапан. Следует иметь в виду, что значения давлений для расчета объема расширительной емкости берется в абсолютной величине, то есть на одну единицу больше. При этом начальное абсолютное давление емкости (Рi+1) не должно быть меньше гидростатического давления в месте присоединения бака к системе. Максимальное абсолютное конечное давление (Рf+1) должно учитывать разницу в уровнях между емкостью и предохранительным клапаном. При расчете расширительной емкости немалое значение имеет также коэффициент расширения воды (е), соответствующий разнице между температурой воды холодной системы (отопление выключено) и максимальной температурой рабочей системы. В стандартных системах коэффициент расширения воды равен 0,04318 (Tmax=" 99°С –Tмin= "10°С). Общий объем воды в системе (С), включает в себя объем всего оборудования системы: котла, приборов отопления, контуров теплого пола, трубопроводов и т.д. В среднем общий объем воды в системе имеет значение между 10 и 20 литрами на 1000 Ккал/час выходной мощности дотла.

Формула подбора объема емкости имеет следующий вид:

,

где

е – коэффициент расширения (е =" 0,04318);

С – общий объем воды (теплоносителя) в системе;

Рi– начальное установочное давление расширительной емкости;

Рf– конечное давление расширительной емкости.

Так, например, необходимо подобрать расширительный мембранный бак для системы отопления, в которой общий объем воды (теплоносителя) равен "280 литров. При этом начальное установочное давление (Рi) расширительного бака должно быть 1,0 атм, а максимальное давление (Рf) в системе 4 атм. Значения давлений в абсолютной величине равно соответственно 2 ата и 5 ата. В результате расчетов находим V =" (0,04318×280)L1 – "2:5) =" 20,2 л. Выбираем ближайший к расчетному значению расширительный мембранный бакZILMET, модельCAL-PRO24, емкостью "24 литра.

Следует иметь в виду, что данный расчет ориентировочный и действителен только при условии, что расширительная мембранная емкостьCAL-PROнаходится на одном уровне с предохранительным клапаном. Окончательный и точный расчет объема необходимого расширительного бака в обязательном порядке должен быть рассчитан работником специализированной организации с учетом реальных характеристик системы отопления и используемого типа теплоносителя, например: смеси воды и гликоля. Выбор конкретного расширительного бака должен быть сделан также в соответствии с тем, что максимальное рабочее давление емкости должно быть, по крайней мере, равным максимальному давлению системы отопления, которое устанавливается предохранительным клапаном.

При расчете расширительного мембранного бака для систем кондиционирования следует учитывать, что начальное давление (Рi) равно максимальному давлению системы. Это давление соответствует максимально достижимой температуре относительно температуры помещения, которая фиксируется на 50°С в целях безопасности. При минимальном температуре около 4°С достигается конечное рабочее давление (Рf). При соблюдении данных условий, формула расчета размера емкости выглядит следующим образом:

Технические характеристики

Таблица №2.

Номенклатура и габаритные размеры

Таблица №3.