Dipòsit d'expansió per a subministrament d'aigua: selecció, disseny, instal·lació i connexió

Un sistema de subministrament d'aigua autònom, que subministra aigua de manera independent als punts de distribució com en un apartament de ciutat, fa temps que ha deixat de ser una curiositat.Aquesta és la norma de la vida campestre, que només cal dissenyar-se, muntar i equipar adequadament amb equips capaços d'encendre i aturar el sistema a mesura que s'utilitzen les aixetes.

El funcionament estable d'una xarxa independent estarà garantit per un dipòsit d'expansió per al subministrament d'aigua. Protegeix contra els cops d'ariet, allargarà significativament la vida útil dels equips de bombeig, garantirà l'ompliment regular del sistema amb aigua i eliminarà la necessitat de portar-lo en galledes.

Ens complau presentar-vos les característiques del dispositiu i el principi de funcionament de l'acumulador hidràulic. Descrivim acuradament les regles per triar un dipòsit de membrana, les especificitats d'instal·lació i connexió. Hem complementat la informació que s'ofereix per a la seva consideració amb il·lustracions, diagrames i tutorials en vídeo útils.

Característiques dels dipòsits d'expansió tancats

Dipòsit hidràulic (o acumulador hidràulic, dipòsit d'expansió) és un recipient metàl·lic segellat que serveix per mantenir una pressió estable en el subministrament d'aigua i crear reserves d'aigua de volums variables.

A primera vista, triar i instal·lar aquest dispositiu no hauria de causar dificultats: a qualsevol botiga en línia podeu veure molts models que només difereixen lleugerament en forma i volum, però no difereixen significativament en la seva funcionalitat.

No és gens així. Hi ha molts matisos en el disseny del tanc d'expansió i el principi del seu funcionament.

Característiques del dispositiu i disseny

Els diferents models de tancs d'expansió poden tenir restriccions sobre el mètode d'ús: alguns estan dissenyats només per treballar amb aigua de procés, d'altres es poden utilitzar per a aigua potable.

Per disseny, els acumuladors hidràulics es divideixen en:

• dipòsits amb bombeta reemplaçable;
• recipients amb una membrana fixa;
• dipòsits hidràulics sense membrana.

A un costat del dipòsit amb una membrana extraïble (per a un dipòsit amb connexió inferior, a la part inferior) hi ha una brida roscada especial a la qual s'uneix la bombeta. Al revers hi ha un mugró per bombejar o sagnar aire o gas. Està dissenyat per connectar-se a una bomba de cotxe normal.

En un dipòsit amb bombeta reemplaçable, l'aigua es bombeja a la membrana sense entrar en contacte amb la superfície metàl·lica. La membrana es substitueix desenroscant la brida subjectada pels cargols. En recipients grans, per estabilitzar el farciment, la paret posterior de la membrana s'uneix addicionalment al mugró.

La vida útil de la bombeta extraïble depèn de la configuració de la pressió de l'aire al compartiment de gas de l'acumulador. De vegades, per crear un subministrament d'aigua més gran, l'usuari redueix la quantitat d'aire i augmenta la quantitat d'aigua a la bombeta. Això fa que la membrana toqui la paret del dipòsit, provocant una ràpida abrasió.

L'espai intern del dipòsit amb una membrana fixa es divideix en dos compartiments. Un conté gas (aire), l'altre conté aigua. La superfície interior d'aquest dipòsit està coberta amb pintura resistent a la humitat.

Molt sovint, els dipòsits amb una membrana fixa s'utilitzen per als sistemes de calefacció. Com que la membrana és un element que falla molt més ràpidament, la vida útil d'aquest dipòsit és més curta que els dispositius amb bombeta extraïble.

També hi ha dipòsits hidràulics sense membrana. Els compartiments per a l'aigua i l'aire no estan separats de cap manera. El principi del seu funcionament també es basa en la pressió mútua de l'aigua i l'aire, però amb aquesta interacció oberta es produeix la barreja de les dues substàncies.

L'avantatge d'aquests dispositius és l'absència de membrana o bombeta, que és l'enllaç feble dels acumuladors hidràulics convencionals.

Externament, els tancs d'expansió només es poden dividir en models horitzontals i verticals, però els seus paràmetres de funcionament poden ser molt diferents

La difusió de l'aigua i l'aire fa que sigui necessari el manteniment dels dipòsits amb força freqüència. Aproximadament una vegada per temporada cal bombejar aire, que es barreja gradualment amb aigua. Una disminució significativa del volum d'aire, fins i tot a pressió normal al dipòsit, fa que la bomba s'encengui amb freqüència.

Els acumuladors hidràulics en els sistemes de subministrament d'aigua redueixen la probabilitat de cops d'ariet, protegeixen les bombes d'arrencada excessivament freqüents, permeten crear un subministrament d'aigua i mantenir la pressió al circuit.

Principi de funcionament d'un acumulador hidràulic

Tancat dipòsits hidràulics per al subministrament d'aigua Funcionen segons l'esquema següent: la bomba subministra aigua al bulb, omplint-lo gradualment, la membrana augmenta i l'aire que es troba entre el bulb i el cos metàl·lic es comprimeix.

Com més aigua entra a la pera, més pressió exerceix sobre l'aire que, al seu torn, tendeix a empènyer-lo fora del recipient. Com a resultat, la pressió al dipòsit augmenta, la qual cosa fa que la bomba s'apaga.

Durant un temps, quan l'aigua flueix pel sistema, l'aire comprimit manté la pressió. Empeny l'aigua al subministrament d'aigua.Quan la seva quantitat a la membrana disminueix tant que la pressió baixa fins al límit inferior, el relé s'activa, tornant a encendre la bomba.

Al dipòsit hidràulic hi ha una interacció constant d'aigua i gas, separats entre si per una membrana de goma. El volum de líquid dins del dispositiu està regulat per la quantitat de gas (la seva pressió) (+)

Classificació per àmbits d'aplicació

Els dipòsits per al subministrament d'aigua i per al sistema de calefacció no s'han de confondre, per la qual cosa, a l'hora de triar, cal esbrinar el seu propòsit. Per a una identificació clara, els fabricants pinten els acumuladors hidràulics per a la calefacció de color vermell i per al subministrament d'aigua de blau.

Tanmateix, alguns no s'adhereixen a aquestes marques, de manera que les dades següents poden servir com a característica distintiva dels dispositius:

• per al subministrament d'aigua, la temperatura màxima d'ús de l'acumulador hidràulic serà de fins a 70 °C, la pressió permesa pot arribar als 10 bar;
• els dispositius destinats a sistemes de calefacció poden suportar temperatures de fins a +120 °C; la pressió de funcionament del dipòsit d'expansió sovint no supera els 1,5 bar.

Tots els paràmetres més importants estan indicats a la tapa decorativa (placa d'identificació) que cobreix el mugró.

Un dispositiu destinat a un sistema de calefacció serveix com a dipòsit addicional, permetent que el refrigerant s'expandeixi lliurement quan s'escalfa. Sense ell, el sistema està condemnat a la destrucció

La llista de funcions que realitza un dipòsit hidràulic en un sistema de subministrament d'aigua freda és molt més àmplia:

• Mantenir una pressió uniforme i constant en el subministrament d'aigua. Gràcies a la pressió de l'aire, la pressió es manté durant un temps fins i tot quan la bomba està apagada, fins que baixa al mínim establert i la bomba torna a funcionar.Així, la pressió del sistema es manté fins i tot quan s'utilitzen simultàniament diversos accessoris de fontaneria.
• Protecció contra el desgast dels equips de bombeig. Les reserves d'aigua contingudes en el dipòsit permeten utilitzar el subministrament d'aigua durant un temps sense encendre la bomba. Això redueix el nombre d'operacions de la bomba per unitat de temps i allarga el seu funcionament.
• Protecció contra cops d'ariet. Un fort salt de pressió en el subministrament d'aigua quan la bomba està engegada pot arribar a 10 atmosferes o més, la qual cosa afecta negativament tots els elements del sistema. El dipòsit de membrana agafa el xoc, igualant la pressió.
• Creació de reserves d'aigua. Quan hi ha un tall d'electricitat, el sistema de subministrament d'aigua continuarà subministrant aigua durant un temps, encara que sigui durant un curt període de temps.

Per a la canonada de l'escalfador d'aigua, s'utilitzen dipòsits d'expansió que poden suportar altes temperatures.

Materials per a equips hidropneumàtics

La membrana del dipòsit d'expansió està feta de diferents materials que poden suportar diferents rangs de temperatura durant el funcionament.

S'utilitzen els següents acumuladors hidràulics:

• Cautxú natural - NATURAL. El material pot entrar en contacte amb l'aigua potable i s'utilitza per acumular aigua freda. Amb el temps, pot començar a filtrar aigua. Resistent a temperatures de -10 a 50 °C sobre zero.
• Cautxú butílic sintètic - BUTYL. El més universal, impermeable, utilitzat per a estacions de subministrament d'aigua, adequat per a aigua potable. La temperatura de funcionament pot oscil·lar entre -10 i 100 °C.
• Cautxú sintètic fet d'etilè propilè - EPDM. Més permeable que l'anterior, pot entrar en contacte amb l'aigua potable. El rang de temperatura admissible és de -10 a 100 °C.
• El cautxú SBR només s'utilitza per a l'aigua de procés. La temperatura de funcionament és la mateixa que les marques anteriors.

Per organitzar el subministrament d'aigua freda, cal triar dipòsits amb una bombeta de cautxú de qualitat alimentària amb propietats elàstiques millorades, que absorbiran millor el cop d'ariet i mantindran una pressió d'aigua estable al sistema.

El cos del dipòsit està fet més sovint d'acer aliat, resistent a la corrosió, recobert a l'exterior amb pintura i vernís. També podeu trobar envasos d'acer inoxidable a la venda, molt duradors, però també cars.

Càlcul del volum del dipòsit abans de triar

Es poden vendre dipòsits amb capacitats de 24 a 1000 litres. Quina triar es determinarà mitjançant càlculs, el resultat dels quals s'ha d'arrodonir. Quan escolliu un dipòsit amb membrana extraïble, heu de recordar que el volum d'aigua ocupa el 30% del volum total del dipòsit, és a dir, en un dipòsit de 100 litres el subministrament d'aigua serà d'aproximadament 30 litres.

La taula mostra la relació entre els paràmetres de pressió de l'aire al compartiment de gas de l'acumulador amb la configuració del relé i la mida del dipòsit (+)

La particularitat dels tancs petits és que sovint no tenen una vàlvula per purgar l'aire del bulb de goma. Això pot crear molèsties durant el funcionament. Els contenidors grans tenen aquesta vàlvula i, a més de crear un subministrament d'aigua més gran, són més capaços de mantenir una pressió estable al sistema.

El càlcul del volum total d'un dipòsit hidràulic per a un subministrament d'aigua de tipus tancat es calcula mitjançant la fórmula següent:

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

On:

• Vt és el volum total del dipòsit hidràulic;
• Amax: consum màxim d'aigua possible per minut, litre;
• K – coeficient (veure taula), en funció de la potència de la bomba;
• P_màx – Configuració del relé quan l'equip està apagat, barra;
• P_min – Configuració del relé en arrencar l'equip, barra;
• P_aire. – pressió al dipòsit hidràulic (a la seva cavitat de gas), bar.

El coeficient K es pot determinar a partir de la taula següent:

Taula de coeficient K, en funció de la potència de la bomba, per calcular el volum total d'un dipòsit hidràulic tancat per al subministrament d'aigua

Alguns fabricants també calculen el volum del dipòsit hidràulic de manera diferent:

L'empresa Gilex, que produeix una àmplia línia d'equips per a sistemes de subministrament d'aigua i calefacció, ofereix una altra fórmula per a la determinació expressa del volum d'un dipòsit hidràulic.

Orientació horitzontal i vertical

L'elecció entre un dipòsit vertical i horitzontal depèn de les característiques de l'habitació. Si l'habitació és petita o el volum del contenidor és impressionant, per no ocupar gaire espai, instal·leu un contenidor vertical.

El dipòsit horitzontal té una capacitat menor, es pot penjar a la paret i també serveix de suport per instal·lar una bomba de superfície. Es proporcionen fixacions especials per a la seva instal·lació. Els tancs grans només es produeixen en un disseny vertical i s'instal·len a les cames.

Resumint tot l'anterior, es pot assenyalar que l'elecció d'un acumulador hidràulic s'ha de fer entre les següents propietats distintives:

• pressió de funcionament;
• país fabricant;
• volum més gran o menor;
• membrana de goma substituïble o no;
• membrana per a aigua industrial o potable;
• Material de la caixa: acer inoxidable o esmaltat.

Per evitar dificultats per substituir components en el futur, és millor triar els models de dispositius més populars. Les bombetes de goma per a ells sempre estan disponibles per a la venda gratuïta; si necessiteu un reemplaçament urgent, no haureu d'esperar gaire per al lliurament.

Esquemes de connexió de dipòsits hidràulics

Per a sistema d'aigua calenta instal·lació d'un dipòsit d'expansió realitzat a la secció de la línia de circulació, la línia d'aspiració de la bomba, més a prop de l'escalfador d'aigua.

El dipòsit està equipat amb:

• manòmetre, vàlvula de seguretat, ventilació - grup de seguretat;
• vàlvula de tancament amb un dispositiu que impedeix el tancament accidental.

En un sistema de subministrament d'aigua on hi ha un equip d'escalfament d'aigua, el dispositiu assumeix les funcions d'un dipòsit d'expansió.

Esquema d'instal·lació en el sistema d'aigua calenta: 1 – dipòsit hidràulic; 2 – vàlvula de seguretat; 3 – equip de bombeig; 4 – element de filtració; 5 – vàlvula de retenció; 6 – vàlvula de tancament

En el sistema HV, la regla principal quan instal·lació d'un acumulador hidràulic — instal·lació a l'inici de la canonada, més a prop de la bomba.

L'esquema de connexió ha d'incloure:

• vàlvula de retenció i vàlvula de tancament;
• grup de seguretat.

Els esquemes de connexió poden ser molt diferents. El dipòsit hidràulic connectat normalitza el funcionament de l'equip, reduint el nombre d'arrencada de la bomba per unitat de temps i allargant així la seva vida útil.

Esquema d'instal·lació en un sistema d'aigua freda amb pou: 1 – dipòsit; 2 – vàlvula de retenció; 3 – vàlvula de tancament; 4 – relé per a la regulació de la pressió; 5 - dispositiu de control de l'equip de bombeig; 6 – grup de seguretat

En un esquema amb un impuls estació de bombeig una de les bombes funciona constantment. Aquest sistema s'instal·la per a cases o edificis amb un alt consum d'aigua. El dipòsit hidràulic serveix aquí per neutralitzar les pujades de pressió i, per acumular aigua, s'instal·la un recipient amb el màxim volum possible.

Instal·lació d'un dipòsit d'expansió

Abans de començar a treballar, comproveu l'acumulador hidràulic per si hi ha danys.El dispositiu s'instal·la en una habitació insonoritzada a temperatures superiors a zero. Per poder accedir a l'aixeta de desguàs, vàlvules de tancament, etc., la distància del dipòsit al sostre i parets es deixa com a mínim 0,6 m.

També cal oferir la possibilitat d'omplir el dipòsit i drenar l'aigua de l'habitació. Els elements de subjecció i la ubicació d'instal·lació han de ser capaços de suportar l'ompliment del contenidor al 100%.

Per als tancs d'expansió amb un volum de fins a 30 litres, s'utilitza un suport de paret; els contenidors grans s'instal·len a les potes

L'acumulador hidràulic no s'ha de sotmetre a càrregues mecàniques i estàtiques; no és desitjable permetre que les canonades i els conjunts l'impactin. El dipòsit es cargola al terra amb juntes de goma. A l'entrada del dipòsit hidràulic s'instal·len una vàlvula de retenció i una de drenatge.

Els passos indicats eren necessaris per instal·lar la canonada de l'acumulador hidràulic, que es va realitzar a la superfície diürna. Per a més accions, cal que us traslladeu al caixó.

Després del muntatge final del sistema, només queda fer proves de control i posar en marxa el circuit de subministrament d'aigua.

Característiques d'ajust de l'acumulador hidràulic

Els dipòsits d'expansió per al subministrament d'aigua es venen amb la configuració estàndard del fabricant, sovint la pressió al compartiment d'aire ja està fixada en 1,5 bar.La pressió permesa sempre s'indica a l'etiqueta i el fabricant no recomana desviar-se dels paràmetres especificats, especialment en la direcció d'augmentar-la.

Abans de procedir a l'ajust, el sistema es desconnecta de la font d'alimentació i es tanquen les vàlvules de tancament. El dipòsit de membrana es buida completament drenant l'aigua; només es pot mesurar un indicador de pressió precís quan el compartiment d'aigua està buit.

A continuació, es prenen lectures de pressió mitjançant un manòmetre precís. Per fer-ho, traieu la tapa decorativa de la bobina i porteu el dispositiu. Si la pressió difereix de la requerida, es posa en compliment bombejant o sagnant l'excés d'aire.

Tenint en compte que el fabricant està en contra de les desviacions dels valors de pressió recomanats, cal seleccionar un equip adequat en l'etapa de disseny, els paràmetres dels quals no entren en conflicte entre ells.

Quan s'ajusta la pressió al compartiment de gas del dipòsit, el fabricant l'omple amb un gas inert, per exemple, nitrogen sec. Això evita la corrosió de la superfície interior. Per tant, també es recomana als usuaris utilitzar nitrogen tècnic per augmentar la pressió.

Configuració de la pressió del dipòsit al sistema de subministrament d'aigua

La pressió en un dipòsit tancat sempre s'ajusta lleugerament inferior (un 10%) al nivell de pressió en iniciar la bomba. Ajustant la pressió al dispositiu, podeu ajustar la pressió de l'aigua. Com més baixa sigui la pressió del gas al dipòsit hidràulic (però no menys d'1 bar), més aigua conté.

En aquest cas, la pressió serà desigual: forta quan el dipòsit estigui ple i cada cop més feble quan estigui buit. Per garantir un flux d'aigua fort i uniforme, ajusteu la pressió a la cambra amb aire o gas a 1,5 bar.

La pressió de l'aigua al subministrament d'aigua s'estableix mitjançant un relé. En establir la pressió a la cambra d'expansió, s'han de tenir en compte aquests valors

Ajust del dipòsit hidràulic a la guarnició de l'escalfador d'aigua

El dipòsit d'expansió, que s'utilitza per al subministrament d'aigua calenta, inicialment no hauria de contenir aigua. La pressió del dispositiu s'estableix en un valor que és 0,2 més gran que el llindar superior d'aturada de la bomba.

Per exemple, si el relé està configurat per apagar l'equip a una pressió de 4 bar, la pressió al compartiment de gas del dipòsit d'expansió s'hauria de configurar a 4,2 bar.

Instal·lat a la canonada de l'escalfador d'aigua, el dipòsit no serveix per mantenir la pressió. Està dissenyat per compensar l'expansió quan s'escalfa l'aigua. Si hi fixeu la pressió a un valor més baix, sempre hi haurà aigua al dipòsit.

Normes de manteniment del dipòsit hidràulic

Una inspecció rutinària del dipòsit d'expansió consisteix a comprovar la pressió al compartiment de gas. També cal inspeccionar les vàlvules, les vàlvules de tancament, la ventilació, comprovar el funcionament del manòmetre i interruptor de pressió d'aigua. Per garantir la integritat del dipòsit, es realitza una inspecció externa.

Durant el manteniment preventiu, la pressió al dipòsit hidràulic s'ha de mesurar i ajustar si cal.

Malgrat la senzillesa del dispositiu, els dipòsits d'expansió per al subministrament d'aigua encara no duren per sempre i es poden trencar. Les causes típiques són la ruptura de la membrana o la pèrdua d'aire a través del mugró. Els signes d'avaries es poden determinar pel funcionament freqüent de la bomba i l'aparició de soroll al sistema de subministrament d'aigua. Entendre com funciona l'acumulador és el primer pas per a un bon manteniment i resolució de problemes.

Instal·lació d'un dipòsit hidràulic de tipus obert

Un dispositiu de tipus obert s'utilitza cada cop amb menys freqüència, ja que requereix una intervenció constant de l'usuari en el seu funcionament. Un dipòsit d'expansió obert és un recipient sense tancar que serveix per formar pressió al subministrament d'aigua, emmagatzematge d'aigua, i també serveix com a cambra d'expansió.

Al dipòsit es connecten: una aixeta de desguàs, canonades per a les canonades de recirculació i subministrament, una canonada de control i desbordament.

El dipòsit s'instal·la per sobre del punt de lampisteria més alt, per exemple, a l'àtic, l'aigua entra al sistema per gravetat. Cada metre que puja el dispositiu augmenta la pressió en el subministrament d'aigua en 0,1 atmosferes.

Per automatitzar el procés de subministrament d'aigua, el dipòsit està equipat amb un interruptor de flotador i s'instal·la un relé automàtic que encendrà i apagarà la bomba.

El contenidor està muntat en una habitació lliure de gelades, cobert amb una tapa per evitar la pols i els residus, i les parets estan embolcallades amb llana mineral o un altre aïllant.

Aquest mètode d'organització del subministrament d'aigua requereix un seguiment regular per part de l'usuari, en cas contrari, l'aigua es podria congelar a temperatures sota zero (si l'habitació no s'escalfa). El líquid s'evaporarà, així que l'hauràs d'afegir constantment.

A més, aquest contenidor és voluminós i no és estèticament agradable; requereix un espai àtic a la casa. Però el principal inconvenient del dispositiu és que el dipòsit no està dissenyat per funcionar en condicions d'alta pressió d'aigua al sistema.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Vídeo #1. Tot sobre els tancs d'expansió: classificació, finalitat, ajust i signes de problemes:

Vídeo #2. El funcionament incorrecte de l'estació de bombeig sovint s'associa amb un mal funcionament de l'acumulador hidràulic:

Vídeo #3. Matisos de l'elecció de dipòsits hidràulics per al subministrament d'aigua:

Fins i tot en l'etapa de planificació i desenvolupament d'un sistema de subministrament d'aigua, cal pensar en tots els punts fonamentals i calcular tots els paràmetres. Si no confieu en la infal·libilitat dels vostres càlculs i en l'elecció correcta d'un dipòsit hidràulic per al subministrament d'aigua, és millor contactar amb especialistes.

La majoria d'empreses que venen equips professionals ofereixen consultes o fins i tot fan càlculs de forma gratuïta. Això ajudarà a evitar errors i despeses innecessàries.

Esperem els vostres comentaris amb històries sobre la vostra pròpia experiència en l'ús d'un tanc d'expansió, amb preguntes que van sorgir durant la vostra revisió de la informació proporcionada. Ens interessen els vostres comentaris i possibles suggeriments. Podeu comentar el material al bloc següent.