Presión en el acumulador y vaso de expansión
Deje que la presión mínima permitida en el sistema (calefacción - para el tanque de expansión, suministro de agua - para el acumulador, cuando el relé se activa y la bomba se enciende) es X atmósferas. Luego, en el dispositivo, la presión óptima en ausencia de agua (está vacío) debe ser el 90% de X. Debe verificar la presión drenando completamente el agua. De lo contrario, las medidas no darán nada.
En general, el aire puede escapar gradualmente de los acumuladores y vasos de expansión. Pero la verificación regular de la suficiencia de aire es difícil. Para llevarlo a cabo, debe drenar todo el líquido del dispositivo, lo que no siempre es posible. Pero hay señales que indican claramente que el aire se ha escapado. Para un acumulador hidráulico, esto es un encendido demasiado frecuente de la bomba, para un tanque de expansión, un fuerte cambio en la presión en el sistema cuando cambia la temperatura del refrigerante. Por lo tanto, inmediatamente después de instalar el tanque, debe medir en qué porcentaje cambia la presión cuando el portador en el sistema se calienta por completo, anote este valor y luego asegúrese de que este valor no aumente demasiado, bombéelo. según sea necesario. Para un acumulador hidráulico, debe medir el tiempo entre el encendido y el apagado de la bomba, y también asegurarse de que este tiempo permanezca constante.
Diferencias de diseño
En primer lugar, debe comprender que un acumulador hidráulico y un tanque de expansión, a pesar de las garantías de algunos gerentes sin escrúpulos, no son lo mismo. Sus diferencias de diseño se deben a las especificaciones de la aplicación. Instalar un tanque de expansión como acumulador hidráulico está plagado de consecuencias desagradables.
La conclusión es que en el tanque de expansión para el sistema de calefacción, la membrana divide el volumen interno por la mitad. Inicialmente, el aire bombeado en la mitad inferior crea suficiente presión para presionar la membrana completamente contra la superficie interna. A medida que aumenta la temperatura del refrigerante, aumenta su volumen, aumenta la presión y el agua comienza a fluir hacia la mitad superior, comprimiendo la membrana. En consecuencia, el aire en la mitad inferior se comprime. El acumulador hidráulico se distingue por el hecho de que se instala una membrana de globo en la que el agua no entra en contacto con las paredes internas.
Vasos de expansión cerrados: con diafragma diafragma, con diafragma balón
Teniendo en cuenta la diferencia entre un tanque de expansión y un acumulador hidráulico, es necesario comprender que funcionan en diferentes condiciones. El cambio en el volumen de fluido en el sistema de calefacción es insignificante, además, ocurre lentamente, sin sacudidas repentinas. Sin embargo, la temperatura puede alcanzar los 90 °C. Por lo tanto, el primer requisito para una membrana de este tipo es la resistencia a la exposición prolongada a altas temperaturas.
Para un diafragma de globo en un acumulador de agua fría, la resistencia a altas temperaturas no es tan importante, pero la capacidad de trabajar en el modo de expansión/compresión frecuente es clave
Desafortunadamente, no existe un material universal que sea igualmente resistente a las altas temperaturas y al estiramiento regular. Las membranas en los tanques de expansión modernos están hechas de los siguientes materiales:
— NATURAL — puede funcionar a una temperatura de funcionamiento de -10 a 50 °С. Material extremadamente elástico, sin embargo, puede ocurrir una difusión parcial durante el uso. El caucho de caucho natural se puede utilizar tanto para agua potable como industrial; - BUTILO - es posible el funcionamiento a temperaturas de -10 a 100 ° C. Más resistente en cuanto a difusión, pero no tan elástico como NATURAL. El caucho butílico sintético se puede utilizar como membrana de acumulador hidráulico; - EPDM - funciona a temperaturas de -10 a 100 ° C.Más permeable al agua que el BUTILO. El caucho sintético de etileno/propileno se instala en tanques para agua potable o industrial; - SBR - se permite el funcionamiento a temperaturas de -10 a 100 ° C. Menos elástico Utilizado exclusivamente en tanques de expansión del sistema de calefacción, no lo suficientemente flexible para la instalación en acumuladores hidráulicos; - NITRIL - opera a temperaturas de -10 a 100 ° C. Resistente a los medios activos.
El ámbito de aplicación de los tanques de compensación no se limita a los sistemas de calefacción y suministro de agua, sino que se utilizan con éxito para almacenar líquido extintor de incendios en sistemas automáticos de extinción de incendios, así como como parte de un módulo de extinción de incendios en polvo.
Independientemente del tipo, un acumulador hidráulico y un tanque de expansión son una parte integral de cualquier sistema de soporte vital y brindan un alto nivel de comodidad y seguridad.
La elección del acumulador, depósito de expansión. Servicio. Explotación. Reparar. (10+)
Acumulador hidráulico, vaso de expansión. Características de elección
Un acumulador hidráulico y un tanque de expansión están diseñados para propósitos ligeramente diferentes, pero están dispuestos casi de la misma manera, así que los combiné en un artículo. El acumulador hidráulico está diseñado para acumular agua en el sistema de suministro de agua autónomo, para proteger el sistema de sobrepresión y para evitar el encendido frecuente de la bomba. El tanque de expansión está instalado en el sistema de calefacción. Lo protege de la sobrepresión, que puede ocurrir cuando el agua (u otro refrigerante) se expande por un aumento de temperatura. La diferencia clave entre un acumulador hidráulico y un tanque de expansión es que el tanque de expansión debe funcionar a una temperatura suficiente, tales requisitos no se imponen a un acumulador de agua fría. Pero, por otro lado, para la mayoría de los acumuladores, existen altos requisitos para la calidad del material de la membrana, ya que se utilizan en el suministro de agua que se puede comer. Para un tanque de expansión, tales requisitos son menos críticos.
Diseño y finalidad de los dispositivos.
Tanque de expansión
- El propósito principal del tanque es compensar la expansión del refrigerante. Cuando se calienta, el agua aumenta de volumen y con bastante fuerza (+0,3% por cada 10 grados centígrados). En este caso, el líquido prácticamente no se contrae, por lo que el refrigerante calentado ejercerá una presión significativa sobre las paredes de la tubería, uniones y válvulas.
- Para compensar esta presión, así como para minimizar los efectos del golpe de ariete, se construye un tanque adicional en el sistema: un tanque de expansión. Los primeros tanques tenían un diseño con fugas, pero hoy en día los modelos neumático-hidráulicos se usan casi universalmente.
- Dentro de dicho tanque hay una membrana hecha de un material elástico. Dado que la membrana está en contacto con un refrigerante calentado, está hecha de polímeros resistentes a altas temperaturas: EPDM, SBR, caucho de butilo y caucho de nitrilo.
- La membrana divide el tanque en dos cavidades: la de trabajo (entra el refrigerante) y la de aire. Cuando aumenta la presión en el sistema, la cámara de aire disminuye de volumen (debido a la compresión del aire), y esto compensa la carga en las tuberías y válvulas. Aproximadamente lo mismo sucede con el golpe de ariete, pero aquí el proceso va a una velocidad más rápida.
- Cuando la temperatura del refrigerante disminuye, el volumen de agua disminuye y el aire, al ejercer presión sobre la membrana, desplaza un volumen adicional de agua caliente hacia las tuberías del sistema de calefacción.
acumulador hidraulico
El acumulador, a primera vista, prácticamente no difiere en diseño del tanque de expansión:
- La base es el mismo contenedor hecho de acero resistente a la corrosión, solo que pintado de azul.
- También hay una membrana dentro del tanque; sin embargo, tiene una forma algo diferente a la membrana del tanque de expansión.
- El volumen interno también se divide en dos cámaras, solo en los acumuladores hidráulicos la cámara de agua se encuentra dentro de la membrana, es decir. el contacto del líquido con las paredes metálicas del tanque está completamente excluido.
Sí, y el diseño funciona según un principio similar, aunque lo usan para un propósito diferente:
- Cuando se enciende la bomba o se suministra agua a través de un sistema de suministro de agua centralizado, la cámara se llena de líquido a cierta presión.
- Si la presión cae por alguna razón, la cámara de aire aumenta de volumen y el agua de la cámara de trabajo ingresa al sistema. Gracias a esto, la presión en las tuberías se estabiliza y los equipos (lavadoras, lavavajillas, etc.) funcionan sin fallas.
- El segundo aspecto del funcionamiento del acumulador es la protección de la bomba contra el encendido frecuente. Siempre que sea posible compensar la extracción de agua del sistema debido a la reserva en el tanque, el interruptor de presión no funcionará y la bomba no comenzará a bombear agua. Por lo tanto, el equipo se encenderá con menos frecuencia, lo que significa que funcionará por más tiempo.
- Un gran acumulador (para 50, 100 o más litros) también es un suministro de agua. Sí, no durará mucho con ese suministro, pero con un gasto económico es muy posible sobrevivir a un accidente en el suministro de agua o un corte de energía que imposibilite el funcionamiento de la bomba.
- Además, el acumulador, al igual que el vaso de expansión, compensa los golpes de ariete.
Volumen necesario de acumulador y vaso de expansión
Debe entenderse claramente que el volumen de estos dispositivos, que se indica en la especificación, es el volumen del tanque mismo. Se coloca menos líquido en él. El volumen de un líquido depende de la presión.
Determinar el volumen del tanque de expansión es bastante simple. Debe comprender cuánta agua (o anticongelante) habrá en su sistema de calefacción. Tomamos el coeficiente de expansión térmica volumétrica del agua con un margen de 6E-4. Por lo tanto, el volumen de agua cuando se calienta de cero a 100 grados aumentará 0,06 veces, es decir, un 6%. Si hay 100 litros de agua en el sistema, entonces el exceso de volumen será de 6 litros.
Ahora necesitamos determinar la presión permitida del refrigerante en el sistema de calefacción. Sea el valor mínimo X1 y el máximo X2. Por lo general, es de 1,8 atmósferas y 2,4 atmósferas. Si la presión en el tanque de expansión vacío es el 90% del mínimo permitido para el refrigerante (que sea X0), entonces [Volumen del depósito de expansión necesario, litros] = [0.06] * [Volumen de refrigerante en el sistema, litros] / (([X0, litros] + [1]) / ([X1, litros] + [1]) — ([X0, litros] + [1]) / ([X2, litros] + [1]))). Para nuestro caso con 100 litros de portador, obtenemos 36 litros. En este caso, más no es menos. Puede tomar con un margen, pero este volumen será suficiente.
El volumen del acumulador depende únicamente del caudal de agua pico máximo. Si un grifo puede funcionar en la casa al mismo tiempo, entonces el volumen del acumulador debe ser de aproximadamente 30 litros, si dos grifos, 60 litros, si 3, 90, y así sucesivamente.
Conexión del acumulador al sistema.
Por lo general, el sistema de suministro de agua de una casa privada consta de:
- bomba;
- acumulador hidráulico;
- interruptor de presión;
- la válvula de retención.
En este esquema, también puede estar presente un manómetro, para el control de la presión operativa, pero este dispositivo no es necesario. Se puede conectar periódicamente, para mediciones de prueba.
Con o sin racor de 5 pines
Si la bomba es de superficie, el acumulador suele colocarse cerca de ella. En este caso, se instala una válvula de retención en la tubería de succión y todos los demás dispositivos se instalan en un solo paquete. Por lo general, se conectan mediante un accesorio de cinco pines.
Tiene cables de diferentes diámetros, solo para los dispositivos utilizados para amarrar el acumulador. Por lo tanto, el sistema se ensambla con mayor frecuencia sobre su base. Pero este elemento no es necesario en absoluto y todo se puede conectar con accesorios comunes y piezas de tubería, pero esta es una tarea que requiere más tiempo y habrá más conexiones.
Con una salida de una pulgada, el accesorio se atornilla al tanque; la tubería de derivación se encuentra en la parte inferior. Un interruptor de presión y un manómetro están conectados a las salidas de 1/4 de pulgada. Una tubería de la bomba y el cableado a los consumidores están conectados a las salidas de pulgadas libres restantes. Esa es toda la conexión del giroacumulador a la bomba. Si está ensamblando un esquema de suministro de agua con una bomba de superficie, puede usar una manguera flexible en un devanado de metal (con accesorios en pulgadas); es más fácil trabajar con ella.
Como siempre, hay varias opciones, tú eliges.
Conecte el acumulador a la bomba sumergible de la misma manera. Toda la diferencia es dónde se instala la bomba y dónde se suministra energía, pero esto no tiene nada que ver con la instalación de un acumulador hidráulico. Lo pone en el lugar donde van los tubos de la bomba. Conexión - uno a uno (ver diagrama).
Cómo instalar dos tanques hidráulicos en una bomba
Al operar el sistema, a veces los propietarios llegan a la conclusión de que el volumen disponible del acumulador no es suficiente para ellos. En este caso, se puede instalar en paralelo un segundo (tercero, cuarto, etc.) tanque hidráulico de cualquier volumen.
No es necesario reconfigurar el sistema, el relé controlará la presión en el tanque en el que está instalado y la viabilidad de dicho sistema es mucho mayor. Después de todo, si el primer acumulador está dañado, el segundo funcionará. Hay otro punto positivo: dos tanques de 50 litros cada uno cuestan menos que uno de 100. El punto es una tecnología más compleja para la producción de contenedores grandes. Así que también es más rentable.
¿Cómo conectar un segundo acumulador al sistema? Atornille una T en la entrada del primero, conecte la entrada de la bomba (conexión de cinco pines) a una salida libre y el segundo contenedor a la salida libre restante. Todo. Puedes probar el circuito.
Reparar
Los fallos comunes son: rotura de la válvula de retención de aire (boquilla) y daños en la membrana. La válvula de retención se puede reemplazar colocándola desde un neumático de automóvil. Son adecuados para la mayoría de acumuladores y depósitos. El daño a la membrana solo se puede reparar en dispositivos reparables (plegables). Yo mismo lo he hecho con éxito un par de veces. Es necesario desmontar el tanque, quitar la membrana, lavarlo y secarlo a fondo, encontrar el lugar del daño, desengrasarlo, sellarlo o vulcanizarlo.
Al elegir un adhesivo, asegúrese de prestar atención a si es impermeable, elástico, si se puede usar a temperaturas elevadas (para un tanque de expansión), si puede entrar en contacto con alimentos (para un acumulador hidráulico)
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Mi pregunta es: ¿es posible usar un contenedor con una entrada como acumulador hidráulico? ¿El agua comprimirá el aire dentro del recipiente y actuará como un amortiguador? Quiero decir, no hay membrana en el diseño. Lee la respuesta.
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Para que la bomba no se encienda cada vez que se abre un grifo en la casa, se instala un acumulador hidráulico en el sistema. Contiene una cierta cantidad de agua, suficiente para un pequeño caudal. Esto le permite prácticamente deshacerse del encendido a corto plazo de la bomba. Instalar un acumulador hidráulico no es difícil, pero se requerirá una cierta cantidad de dispositivos, al menos, un interruptor de presión, y también es deseable tener un manómetro y una salida de aire.
¿Cuál debe ser la presión en el acumulador?
El aire comprimido está en una parte del acumulador, el agua se bombea en la segunda. El aire en el tanque está bajo presión - ajustes de fábrica - 1,5 atm. Esta presión no depende del volumen, y en un tanque con una capacidad de 24 litros y 150 litros es lo mismo. Más o menos puede ser la máxima presión máxima admisible, pero no depende del volumen, sino de la membrana y viene indicado en las especificaciones técnicas.
Pre-chequeo y corrección de presión
Antes de conectar el acumulador al sistema, es recomendable verificar la presión en el mismo. Los ajustes del interruptor de presión dependen de este indicador, y durante el transporte y almacenamiento la presión podría caer, por lo que es muy deseable el control. Puede controlar la presión en el tanque del giroscopio utilizando un manómetro conectado a una entrada especial en la parte superior del tanque (capacidad de 100 litros o más) o instalado en su parte inferior como una de las partes de la tubería. Temporalmente, para control, puede conectar un manómetro de automóvil. Su error suele ser pequeño y le conviene trabajar. Si este no es el caso, puede usar el estándar para tuberías de agua, pero generalmente no difieren en precisión.
Si es necesario, se puede aumentar o disminuir la presión en el acumulador. Para hacer esto, hay un pezón en la parte superior del tanque. Se conecta una bomba de coche o bicicleta a través de la boquilla y, si es necesario, se aumenta la presión. Si es necesario purgarlo, la válvula de niple se dobla con un objeto delgado y libera aire.
¿Qué presión de aire debe ser?
Entonces, ¿la presión en el acumulador debería ser la misma? Para el funcionamiento normal de los electrodomésticos se requiere una presión de 1,4-2,8 atm. Para evitar que la membrana del tanque se rompa, la presión en el sistema debe ser ligeramente superior a la presión del tanque, entre 0,1 y 0,2 atm. Si la presión en el tanque es de 1,5 atm, entonces la presión en el sistema no debe ser inferior a 1,6 atm. Este valor se establece en el interruptor de presión de agua, que está emparejado con un acumulador hidráulico. Estos son los ajustes óptimos para una casa pequeña de un piso.
Si la casa es de dos plantas, tendrás que aumentar la presión. Hay una fórmula para calcular la presión en un tanque hidráulico:
Vat.=(Hmax+6)/10
Donde Hmax es la altura del punto de dibujo más alto. La mayoría de las veces es una ducha. Mide (calcula) a qué altura en relación con el acumulador está su regadera, lo sustituye en la fórmula, obtiene la presión que debe haber en el tanque.
Si la casa tiene jacuzzi, todo es más complicado. Deberá seleccionar empíricamente, cambiando la configuración del relé y observando el funcionamiento de los puntos de agua y los electrodomésticos. Pero al mismo tiempo, la presión de trabajo no debe exceder el máximo permitido para otros electrodomésticos y accesorios de plomería (indicados en las especificaciones técnicas).
Como escoger
El principal cuerpo de trabajo del tanque hidráulico es la membrana. Su vida útil depende de la calidad del material. Lo mejor para hoy son las membranas hechas de caucho de isobutilo (también se le llama grado alimenticio). El material del cuerpo solo importa en los tanques de tipo membrana. En aquellos en los que se instala una “pera”, el agua está en contacto únicamente con la goma y no importa el material de la carcasa.
Lo realmente importante en tanques con "peras" es la brida. Por lo general, está hecho de acero galvanizado.
En este caso, el espesor del metal es importante. Si es de solo 1 mm, después de aproximadamente un año y medio de funcionamiento, aparecerá un orificio en el metal de la brida, el tanque perderá su estanqueidad y el sistema dejará de funcionar.Además, la garantía es de solo un año, aunque la vida útil declarada es de 10 a 15 años. La brida generalmente se deteriora después del final del período de garantía. No hay forma de prepararlo: un metal muy delgado. Tienes que buscar una nueva brida en los centros de servicio o comprar un tanque nuevo.
Así que, si quieres que el acumulador te sirva durante mucho tiempo, busca una brida fabricada en galvanizado grueso o fino, pero fabricado en acero inoxidable.
Tanque de expansión
El agua de calefacción está diseñada para transferir calor de la caldera a los radiadores. Se sabe que cuando se calienta a 10 °C, el volumen de agua aumenta aproximadamente un 0,3 %, de lo que se deduce que el calentamiento a los 70 °C prescritos dará un aumento de volumen de aproximadamente un 3 % del original. Se sabe por el curso de física de la escuela que los líquidos son prácticamente incompresibles, por lo tanto, incluso un aumento de volumen aparentemente insignificante puede provocar la ruptura de la tubería o fugas en las juntas. Para evitar que esto suceda, se instala un tanque de expansión en el sistema de calefacción.
Inicialmente, dichos contenedores estaban abiertos, lo que generó ciertos problemas:
- el líquido en ellos se evapora constantemente, debe controlar el nivel del agua y reponerlo regularmente; - debe instalarse un tanque de expansión abierto en la parte superior del sistema y aislado para evitar la congelación del refrigerante y, como resultado, un aumento en el costo de la estructura; - el acceso constante de oxígeno contribuye a la corrosión; - la regulación de presión con un circuito abierto es difícil.
Los materiales modernos y, en particular, el material duradero y elástico de la membrana, permiten equipar un sistema cerrado, sin acceso de oxígeno al refrigerante. Esto también permite un nivel de agua constante y la capacidad de ajustar la presión. Otra ventaja del tanque cerrado es la facilidad de instalación y mantenimiento. Se puede instalar en cualquier parte del sistema de calefacción y, si es necesario, se puede desmontar y conectar fácilmente en otro lugar.
