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Pressão no acumulador e tanque de expansão

Deixe a pressão mínima admissível no sistema (aquecimento - para o tanque de expansão, abastecimento de água - para o acumulador, quando o relé é acionado e a bomba liga) é X atmosferas. Então, no dispositivo, a pressão ideal na ausência de água (está vazio) deve ser 90% de X. Você precisa verificar a pressão drenando completamente a água. Caso contrário, as medições não darão nada.

Em geral, o ar pode escapar gradualmente dos acumuladores e tanques de expansão. Mas a verificação regular da suficiência de ar é difícil. Para realizá-lo, você precisa drenar todo o líquido do dispositivo, o que nem sempre é possível. Mas há sinais que indicam claramente que o ar escapou. Para um acumulador hidráulico, isso é uma ativação muito frequente da bomba, para um tanque de expansão, uma forte mudança na pressão no sistema quando a temperatura do refrigerante muda. Portanto, imediatamente após a instalação do tanque, você precisa medir em qual porcentagem a pressão muda quando o transportador no sistema está completamente aquecido, anote esse valor e, em seguida, certifique-se de que esse valor não aumente muito, bombeie-o como necessário. Para um acumulador hidráulico, você precisa medir o tempo entre ligar e desligar a bomba e também certificar-se de que esse tempo permaneça constante.

Diferenças de design

Antes de tudo, você precisa entender que um acumulador hidráulico e um tanque de expansão, apesar das garantias de alguns gerentes inescrupulosos, não são a mesma coisa. Suas diferenças de design são devido às especificidades da aplicação. A instalação de um tanque de expansão como acumulador hidráulico está repleta de consequências desagradáveis.

A linha inferior é que no tanque de expansão para o sistema de aquecimento, a membrana divide o volume interno pela metade. Inicialmente, o ar bombeado para a metade inferior cria pressão suficiente para pressionar a membrana completamente contra a superfície interna. À medida que a temperatura do refrigerante aumenta, seu volume aumenta, a pressão aumenta e a água começa a fluir para a metade superior, comprimindo a membrana. Assim, o ar na metade inferior é comprimido. O acumulador hidráulico se distingue pelo fato de nele ser instalada uma membrana de balão, entrando na qual a água não entra em contato com as paredes internas.

Vasos de expansão fechados: com diafragma diafragma, com diafragma balão

Considerando a diferença entre um tanque de expansão e um acumulador hidráulico, é necessário entender que eles funcionam em condições diferentes. A mudança no volume de líquido no sistema de aquecimento é insignificante, além disso, ocorre lentamente, sem solavancos repentinos. No entanto, a temperatura pode chegar a 90 ° C. Portanto, o primeiro requisito para tal membrana é a resistência à exposição prolongada a altas temperaturas.

Para um diafragma de balão em um acumulador de água fria, a resistência a altas temperaturas não é tão importante, mas a capacidade de trabalhar no modo de expansão / compressão frequente é fundamental

Infelizmente, não existe um material universal que seja igualmente resistente a altas temperaturas e alongamentos regulares. As membranas em tanques de expansão modernos são feitas dos seguintes materiais:

— NATURAL — pode ser operado em temperatura de operação de -10 a 50 °C. Material extremamente elástico, porém, pode ocorrer difusão parcial durante o uso. A borracha de borracha natural pode ser usada tanto para água potável quanto para água industrial; - BUTYL - é possível operar em temperaturas de -10 a 100 ° C. Mais resistente em termos de difusão, mas não tão elástico como o NATURAL. A borracha butílica sintética pode ser utilizada como membrana de acumulador hidráulico; - EPDM - opera em temperaturas de -10 a 100°C.Mais permeável à água que o BUTIL. A borracha sintética de etileno/propileno é instalada em tanques para água potável ou industrial; - SBR - a operação é permitida em temperaturas de -10 a 100 ° C. Menos elástico Utilizado exclusivamente em tanques de expansão do sistema de aquecimento, pouco flexível para instalação em acumuladores hidráulicos; - NITRIL - opera em temperaturas de -10 a 100°C. Resistente a meios ativos.

O escopo de aplicação dos tanques de compensação não se limita a sistemas de aquecimento e abastecimento de água, eles são usados com sucesso para armazenar líquido extintor em sistemas automáticos de extinção de incêndio, bem como parte de um módulo de extinção de incêndio em pó.

Independentemente do tipo, um acumulador hidráulico e um tanque de expansão são parte integrante de qualquer sistema de suporte à vida e proporcionam um alto nível de conforto e segurança.

A escolha do acumulador, tanque de expansão. Serviço. Exploração. Reparar. (10+)

Acumulador hidráulico, tanque de expansão. Características de escolha

Um acumulador hidráulico e um tanque de expansão são projetados para propósitos ligeiramente diferentes, mas estão dispostos quase da mesma maneira, então os combinei em um artigo. O acumulador hidráulico foi projetado para acumular água no sistema autônomo de abastecimento de água, proteger o sistema contra sobrepressão e evitar a ativação frequente da bomba. O tanque de expansão é instalado no sistema de aquecimento. Ele o protege da sobrepressão, que pode ocorrer quando a água (ou outro refrigerante) se expande devido ao aumento da temperatura. A principal diferença entre um acumulador hidráulico e um tanque de expansão é que o tanque de expansão deve operar a uma temperatura suficiente, tais requisitos não são impostos a um acumulador de água fria. Mas, por outro lado, para a maioria dos acumuladores, há altos requisitos para a qualidade do material da membrana, pois são usados no fornecimento de água que pode ser consumida. Para um tanque de expansão, tais requisitos são menos críticos.

Design e finalidade dos dispositivos

Tanque de expansão

O principal objetivo do tanque é compensar a expansão do refrigerante. Quando aquecida, a água aumenta de volume e com bastante força (+0,3% para cada 10 graus Celsius). Nesse caso, o líquido praticamente não encolhe, de modo que o refrigerante aquecido exercerá pressão significativa nas paredes, junções e válvulas do tubo.
Para compensar essa pressão, bem como minimizar os efeitos do golpe de aríete, um tanque adicional é embutido no sistema - um tanque de expansão. Os primeiros tanques tinham um design com vazamento, mas hoje os modelos pneumático-hidráulicos são usados quase universalmente.
Dentro desse tanque há uma membrana feita de um material elástico. Como a membrana está em contato com um refrigerante aquecido, é feita de polímeros resistentes a altas temperaturas - EPDM, SBR, borracha butílica e borracha nitrílica.
A membrana divide o tanque em duas cavidades - a de trabalho (o refrigerante entra nela) e a de ar. Quando a pressão no sistema aumenta, a câmara de ar diminui de volume (devido à compressão do ar), e isso compensa a carga nas tubulações e válvulas. Aproximadamente a mesma coisa acontece com o golpe de aríete - mas aqui o processo ocorre em uma velocidade mais rápida.
Quando a temperatura do refrigerante diminui, o volume de água diminui e o ar, exercendo pressão sobre a membrana, desloca um volume adicional de água quente para os tubos do sistema de aquecimento.

Acumulador hidráulico

O acumulador, à primeira vista, praticamente não difere em design do tanque de expansão:

A base é o mesmo recipiente feito de aço resistente à corrosão, apenas pintado de azul.
Há também uma membrana dentro do tanque - no entanto, é um pouco diferente em forma da membrana do tanque de expansão.
O volume interno também é dividido em duas câmaras, somente em acumuladores hidráulicos a câmara de água está localizada dentro da membrana, ou seja, o contato do líquido com as paredes metálicas do tanque é completamente excluído.

Sim, e o design funciona de acordo com um princípio semelhante, embora o usem para uma finalidade diferente:

Quando a bomba é ligada ou a água é fornecida através de um sistema de abastecimento de água centralizado, a câmara é preenchida com líquido sob uma determinada pressão.
Se a pressão cair por algum motivo, a câmara de ar aumenta de volume e a água da câmara de trabalho entra no sistema. Graças a isso, a pressão nos tubos é estabilizada e os equipamentos (máquinas de lavar, lava-louças, etc.) funcionam sem falhas.
O segundo aspecto da operação do acumulador é a proteção da bomba contra ligações frequentes. Enquanto for possível compensar a retirada de água do sistema devido à reserva no tanque, o pressostato não funcionará e a bomba não começará a bombear água. Assim, o equipamento ligará com menos frequência, o que significa que funcionará por mais tempo.
Um grande acumulador (para 50, 100 ou mais litros) também é um suprimento de água. Sim, você não vai durar muito com esse abastecimento, mas com gastos econômicos é bem possível sobreviver a um acidente de abastecimento de água ou a uma queda de energia que impossibilite o funcionamento da bomba.
Além disso, o acumulador, como o tanque de expansão, compensa o golpe de aríete.

Volume necessário de acumulador e tanque de expansão

Você precisa entender claramente que o volume desses dispositivos, fornecido na especificação, é o volume do próprio tanque. Menos líquido é colocado nele. O volume de um líquido depende da pressão.

Determinar o volume do tanque de expansão é bastante simples. Você precisa entender quanta água (ou anticongelante) estará em seu sistema de aquecimento. Tomamos o coeficiente de expansão volumétrica térmica da água com uma margem de 6E-4. Assim, o volume de água quando aquecido de zero a 100 graus aumentará 0,06 vezes, ou seja, 6%. Se houver 100 litros de água no sistema, o volume em excesso será de 6 litros.

Agora precisamos determinar a pressão permitida do refrigerante no sistema de aquecimento. Seja o valor mínimo X1 e o máximo X2. Normalmente é 1,8 atmosferas e 2,4 atmosferas. Se a pressão no tanque de expansão vazio for 90% do mínimo permitido para o refrigerante (seja X0), então [Volume necessário do tanque de expansão, litros] = [0.06] * [Volume de refrigerante no sistema, litros] / (([X0, litros] + [1]) / ([X1, litros] + [1]) — ([X0, litros] + [1]) / ([X2, litros] + [1]))). Para o nosso caso com 100 litros de transportadora, obtemos 36 litros. Neste caso, mais não é menos. Você pode tirar com margem, mas esse volume será suficiente.

O volume do acumulador depende exclusivamente do fluxo máximo de água de pico. Se uma torneira pode funcionar na casa ao mesmo tempo, o volume do acumulador deve ser de cerca de 30 litros, se duas torneiras - 60 litros, se 3 - 90 e assim por diante.

Conectando o acumulador ao sistema

Normalmente, o sistema de abastecimento de água de uma casa particular consiste em:

bombear;
acumulador hidráulico;
interruptor de pressão;
válvula de retenção.

Nesse esquema, um manômetro também pode estar presente - para controle de pressão operacional, mas esse dispositivo não é necessário. Ele pode ser conectado periodicamente - para medições de teste.

Com ou sem encaixe de 5 pinos

Se a bomba for do tipo de superfície, o acumulador geralmente é colocado próximo a ela. Nesse caso, uma válvula de retenção é instalada na tubulação de sucção e todos os outros dispositivos são instalados em um pacote. Eles geralmente são conectados usando um encaixe de cinco pinos.

Possui cabos com diâmetros diferentes, apenas para os dispositivos utilizados para amarrar o acumulador. Portanto, o sistema é mais frequentemente montado em sua base. Mas esse elemento não é necessário e tudo pode ser conectado usando acessórios e tubos comuns, mas essa é uma tarefa mais demorada e haverá mais conexões.

Com uma saída de uma polegada, o encaixe é parafusado no tanque - o tubo de derivação está localizado na parte inferior. Um pressostato e um manômetro são conectados às saídas de 1/4 de polegada. Um tubo da bomba e a fiação para os consumidores são conectados às saídas de polegadas livres restantes. Essa é toda a conexão do giro-acumulador à bomba. Se você estiver montando um esquema de abastecimento de água com uma bomba de superfície, poderá usar uma mangueira flexível em um enrolamento de metal (com conexões em polegadas) - é mais fácil trabalhar com ela.

Como de costume, existem várias opções, você escolhe.

Conecte o acumulador à bomba submersível da mesma forma. Toda a diferença é onde a bomba está instalada e onde fornecer energia, mas isso não tem nada a ver com a instalação de um acumulador hidráulico. Ele coloca no lugar onde vão os canos da bomba. Conexão - um para um (veja o diagrama).

Como instalar dois tanques hidráulicos em uma bomba

Ao operar o sistema, às vezes os proprietários chegam à conclusão de que o volume disponível do acumulador não é suficiente para eles. Neste caso, um segundo (terceiro, quarto, etc.) tanque hidráulico de qualquer volume pode ser instalado em paralelo.

Não há necessidade de reconfigurar o sistema, o relé monitorará a pressão no tanque em que está instalado e a viabilidade de tal sistema é muito maior. Afinal, se o primeiro acumulador estiver danificado, o segundo funcionará. Há outro ponto positivo - dois tanques de 50 litros cada custam menos que um de 100. O ponto é uma tecnologia mais complexa para a produção de grandes contêineres. Portanto, também é mais econômico.

Como conectar um segundo acumulador ao sistema? Aparafuse um T na entrada do primeiro, conecte a entrada da bomba (encaixe de cinco pinos) a uma saída livre e o segundo recipiente à saída livre restante. Tudo. Você pode testar o circuito.

Reparar

As avarias comuns são: ruptura da válvula de retenção de ar (niple) e danos na membrana. A válvula de retenção pode ser substituída colocando-a em um pneu de carro. Eles são adequados para a maioria dos acumuladores e tanques. Danos à membrana só podem ser reparados em dispositivos reparáveis (desmontáveis). Eu mesmo fiz isso com sucesso algumas vezes. É necessário desmontar o tanque, remover a membrana, lavá-lo e secá-lo bem, encontrar o local do dano, desengordurar, selar ou vulcanizá-lo

Ao escolher um adesivo, preste atenção se ele é impermeável, elástico, se pode ser usado em temperaturas elevadas (para um tanque de expansão), se pode entrar em contato com alimentos (para um acumulador hidráulico)

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Minha pergunta é - é possível usar um contêiner com uma entrada como acumulador hidráulico. A água comprimirá o ar dentro do recipiente e, assim, atuará como um amortecedor? Quer dizer, não há membrana no design. Leia a resposta.

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Para que a bomba não ligue toda vez que uma torneira é aberta na casa, um acumulador hidráulico é instalado no sistema. Contém uma certa quantidade de água, suficiente para um pequeno fluxo. Isso permite que você praticamente se livre da ativação de curto prazo da bomba. A instalação de um acumulador hidráulico não é difícil, mas será necessário um certo número de dispositivos - pelo menos - um pressostato, e também é desejável ter um manômetro e um respiradouro.

Qual deve ser a pressão no acumulador

O ar comprimido está em uma parte do acumulador, a água é bombeada para o segundo. O ar no tanque está sob pressão - configurações de fábrica - 1,5 atm. Essa pressão não depende do volume - e em um tanque com capacidade de 24 litros e 150 litros é a mesma. Mais ou menos pode ser a pressão máxima máxima permitida, mas não depende do volume, mas sim da membrana e está indicada nas especificações técnicas.

Pré-verificação e correção de pressão

Antes de conectar o acumulador ao sistema, é aconselhável verificar a pressão no mesmo. As configurações do pressostato dependem deste indicador, e durante o transporte e armazenamento a pressão pode cair, então o controle é muito desejável. Você pode controlar a pressão no tanque do giroscópio usando um manômetro conectado a uma entrada especial na parte superior do tanque (capacidade de 100 litros ou mais) ou instalado em sua parte inferior como uma das partes da tubulação. Temporariamente, para controle, você pode conectar um medidor de pressão do carro. Seu erro geralmente é pequeno e é conveniente para ele trabalhar. Se este não for o caso, você pode usar o regular para canos de água, mas eles geralmente não diferem em precisão.

Se necessário, a pressão no acumulador pode ser aumentada ou diminuída. Para fazer isso, há um mamilo na parte superior do tanque. Uma bomba de carro ou bicicleta é conectada através do bico e, se necessário, a pressão é aumentada. Se precisar sangrar, a válvula do mamilo está dobrada com algum objeto fino, liberando ar.

Qual deve ser a pressão do ar

Então a pressão no acumulador deve ser a mesma? Para o funcionamento normal de eletrodomésticos, é necessária uma pressão de 1,4-2,8 atm. Para evitar que a membrana do tanque rasgue, a pressão no sistema deve ser ligeiramente superior à pressão do tanque - em 0,1-0,2 atm. Se a pressão no tanque for 1,5 atm, a pressão no sistema não deve ser inferior a 1,6 atm. Este valor é ajustado no pressostato da água, que é emparelhado com um acumulador hidráulico. Estas são as configurações ideais para uma pequena casa de um andar.

Se a casa for de dois andares, você terá que aumentar a pressão. Existe uma fórmula para calcular a pressão em um tanque hidráulico:

Vatm.=(Hmax+6)/10

Onde Hmax é a altura do ponto de extração mais alto. Na maioria das vezes é um chuveiro. Você mede (calcula) a que altura em relação ao acumulador está o regador, substitui na fórmula e obtém a pressão que deve estar no tanque.

Se a casa tiver jacuzzi, tudo é mais complicado. Você terá que selecionar empiricamente - alterando as configurações do relé e observando o funcionamento dos pontos de água e eletrodomésticos. Mas, ao mesmo tempo, a pressão de trabalho não deve exceder o máximo permitido para outros eletrodomésticos e instalações hidráulicas (indicado nas especificações técnicas).

Como escolher

O principal corpo de trabalho do tanque hidráulico é a membrana. Sua vida útil depende da qualidade do material. O melhor para hoje são as membranas feitas de borracha isobutílica (também chamada de grau alimentício). O material do corpo importa apenas em tanques do tipo membrana. Naqueles em que uma “pêra” é instalada, a água entra em contato apenas com a borracha e o material da caixa não importa.

O que é realmente importante em tanques com "peras" é o flange. Geralmente é feito de aço galvanizado.

Neste caso, a espessura do metal é importante. Se for apenas 1 mm, após cerca de um ano e meio de operação, aparecerá um furo no metal do flange, o tanque perderá sua estanqueidade e o sistema deixará de funcionar.Além disso, a garantia é de apenas um ano, embora a vida útil declarada seja de 10 a 15 anos. O flange geralmente se deteriora após o término do período de garantia. Não há como prepará-lo - um metal muito fino. Você deve procurar um novo flange nos centros de serviço ou comprar um novo tanque.

Então, se você deseja que o acumulador sirva por muito tempo, procure um flange feito de galvanizado grosso ou fino, mas feito de aço inoxidável.

Tanque de expansão

A água de aquecimento é projetada para transferir calor da caldeira para os radiadores. Sabe-se que quando aquecido a 10 ° C, o volume de água aumenta em cerca de 0,3%, do que se conclui que o aquecimento aos 70 ° C prescritos dará um aumento de volume em cerca de 3% do original. Sabe-se do curso de física da escola que os líquidos são praticamente incompressíveis, portanto, mesmo um aumento de volume aparentemente insignificante pode levar a uma ruptura da tubulação ou vazamentos nas juntas. Para evitar que isso aconteça, um tanque de expansão é instalado no sistema de aquecimento.

Inicialmente, esses contêineres estavam abertos, o que levou a alguns problemas:

- o líquido neles evapora constantemente, você deve monitorar o nível da água e reabastecê-lo regularmente; - um tanque de expansão aberto deve ser instalado na parte superior do sistema e isolado para evitar o congelamento do refrigerante e, como resultado, um aumento no custo da estrutura; - o acesso constante de oxigênio contribui para a corrosão; - a regulação da pressão com um circuito aberto é difícil.

Materiais modernos e, em particular, o material durável e elástico da membrana, permitem equipar um sistema fechado, sem acesso de oxigênio ao refrigerante. Isso também permite um nível de água constante e a capacidade de ajustar a pressão. Outra vantagem do tanque fechado é a facilidade de instalação e manutenção. Pode ser instalado em qualquer lugar do sistema de aquecimento e, se necessário, pode ser facilmente desmontado e conectado em outro lugar.