Expansionskärl för vattenförsörjning: val, konstruktion, installation och anslutning

En autonom vattenledning som självständigt levererar vatten till tappställen som i en stadslägenhet har länge slutat vara en sällsynthet. Det är normen för livet på landet, som bara måste projekteras, monteras och utrustas med utrustning som kan starta och stoppa systemet när kranarna används.

En expansionstank för vattenförsörjning säkerställer stabil drift av det oberoende nätverket. Den skyddar mot vattenhammare, förlänger avsevärt livslängden på pumpanordningar, garanterar regelbunden fyllning av systemet med vatten, och eliminerar behovet av att bära det i hinkar.

Vi är glada att presentera dig för funktionerna hos hydroackumulatorn och dess arbetsprincip. Vi har noggrant beskrivit reglerna för val av membrantank, specifikationerna för installation och anslutning. Den föreslagna informationen har vi kompletterat med användbara illustrationer, diagram och videoguider.

Egenskaper för slutna expansionstankar

Hydrotank (eller hydroackumulator, expansionstank) är en metallisk hermetisk behållare som används för att upprätthålla ett stabilt tryck i vattenledningen och skapa olika stora vattenreserver.

Vid första anblicken borde valet och installationen av denna enhet inte vara svårt — i vilken webbutik som helst kan man se många modeller som bara skiljer sig lite i form och volym, men inte väsentligt i funktionalitet.

Så är det inte alls. Det finns många nyanser i expansionstankens konstruktion och princip.

Funktioner hos anordning och konstruktion

Olika modeller av expansionskärl kan ha begränsningar i användningssätt – vissa är endast avsedda för tekniskt vatten, andra kan användas för dricksvatten.

Efter konstruktion skiljer man på hydroackumulatorer:

• behållare med utbytbar blåsa;
• kärl med fast membran;
• hydroackumulatorer utan membran.

På ena sidan av behållaren med avtagbar membran (hos bottenansluten tank längst ner) finns en speciell fläns med gänga, till vilken blåsan fästs. På motsatt sida finns en nippel för att pumpa in eller släppa ut luft eller gas. Den är avsedd för anslutning till en vanlig bilpump.

I en tank med utbytbar blåsa pumpas vatten in i membranet utan att komma i kontakt med metallytan. Byte av membranet sker genom att lossa flänsen som hålls fast med bultar. I större kärl fästs membranets bakvägg extra till nippeln för att stabilisera fyllningen.

Livslängden för den avtagbara blåsan beror på lufttrycksinställningarna i hydroackumulatorns gasutrymme. Ibland minskar användaren luftmängden och ökar vattenmängden i blåsan för att skapa en större vattenreserv. Detta leder till att membranet vidrör tankväggen och orsakar snabbt slitage.

Det inre utrymmet i en tank med fast membran delas av membranet i två fack. I det ena finns gas (luft), i det andra kommer vatten in. Den inre ytan av en sådan behållare är belagd med fuktbeständig färg.

Oftast används tankar med fast membran i värmesystem. Eftersom membranet är en komponent som går sönder mycket snabbare, blir livslängden för en sådan tank kortare än för en anordning med utbytbar blåsa.

Det finns även hydroackumulatorer utan membran. I dem är vatten- och luftfacken inte åtskilda av någonting. Deras funktionsprincip bygger också på växelverkan mellan vatten- och lufttryck, men vid sådan öppen interaktion blandas de två ämnena.

Fördelen med sådana anordningar är avsaknaden av membran eller blåsa, som är den svaga länken i vanliga hydroackumulatorer.

Externt kan expansionskärl endast delas in i horisontella och vertikala modeller, men deras driftsparametrar kan vara mycket olika

Diffusion av vatten och luft gör att kärlen måste underhållas ganska ofta. Ungefär en gång per säsong måste du pumpa in luft, som gradvis blandas med vattnet. En betydande minskning av luftvolymen, även vid normalt tryck i kärlet, leder till att pumpen startar ofta.

Hydrauliska ackumulatorer i vattenförsörjningssystem minskar risken för vattenhammare, skyddar pumpar från alltför frekventa starter, gör det möjligt att skapa en vattenreserv och bibehålla trycket i kretsen

Principen för hydraulackumulatorns funktion

Slutna hydrotankar för vattenförsörjning fungerar enligt följande schema: pumpen matar vatten till blåsan, fyller den gradvis, membranet expanderar och luften som finns mellan blåsan och metallhöljet komprimeras.

Ju mer vatten som kommer in i blåsan, desto mer trycker den på luften, som i sin tur försöker trycka ut den ur behållaren. Som ett resultat ökar trycket i reservoaren, vilket leder till att pumpen stängs av.

Under en tid, när det sker vattenförbrukning i systemet, upprätthåller den komprimerade luften trycket. Den trycker ut vattnet i vattenledningen. När mängden vatten i membranet minskar så mycket att trycket sjunker till den undre gränsen, aktiveras reläet och startar pumpen igen.

I hydrotanken sker en konstant växelverkan mellan vatten och gas, åtskilda av ett gummimembran. Vätskevolymen inuti enheten regleras av mängden gas (dess tryck) (+)

Klassificering efter användningsområde

Man får inte blanda ihop tankar för vattenförsörjning och för värmesystem, så vid val måste du veta deras avsedda användning. För tydlig identifiering målar tillverkare hydroackumulatorer för uppvärmning i rött, och för vattenförsörjning i blått.

Men vissa följer inte en sådan märkning, därför kan följande data tjäna som en särskiljande egenskap hos enheterna:

• för vattenförsörjning kommer maximal användningstemperatur för hydroackumulatorn att vara upp till 70 °C, tillåtet tryck kan nå 10 bar;
• enheter avsedda för värmesystem kan tåla temperaturer upp till +120 °C, arbetstrycket för expansionskärlet är oftast inte högre än 1,5 bar.

Alla de viktigaste parametrarna anges på den dekorativa kåpan (typskylten) som täcker nippeln.

Enheten, avsedd för värmesystemet, fungerar som en extra behållare som gör att värmeöverföringsmedlet kan expandera fritt vid uppvärmning. Utan den är systemet dömt att gå sönder.

Listan över funktioner som hydrofortanken utför i ett kallvattensystem är betydligt bredare:

• Upprätthållande av jämnt och konstant tryck i vattenledningen. Tack vare lufttrycket upprätthålls trycket en tid även när pumpen är avstängd, tills det faller till det inställda minimumet och pumpen startar igen. På så sätt bevaras trycket i systemet även när flera sanitära apparater används samtidigt.
• Skydd mot slitage på pumputrustning. Vattenreserven i tanken gör att vattenledningen kan användas en tid utan att pumpen startar. Detta minskar antalet pumpstarter per tidsenhet och förlänger pumpens livslängd.
• Skydd mot tryckstötar. Ett kraftigt tryckhopp i vattenledningen när pumpen startar kan nå 10 eller fler atmosfärer, vilket påverkar alla systemdelar negativt. Membrantanken tar emot stöten och utjämnar trycket.
• Skapa vattenreserver. Vid strömbortfall kommer vattenförsörjningssystemet, om än under en kort tid, ändå att leverera vatten.

För anslutning av varmvattenberedare används expansionskärl som tål höga temperaturer.

Material för hydropneumatisk utrustning

Membranet i expansionskärlet tillverkas av olika material som tål olika temperaturintervall under drift.

I hydroackumulatorer används:

• Naturgummi — NATURAL. Materialet kan komma i kontakt med dricksvatten, används för ackumulering av kallvatten. Med tiden kan det börja läcka vatten. Tål temperaturer från -10 till +50 °C.
• Syntetiskt butylgummi — BUTYL. Mest mångsidig, vattentät, används för vattenförsörjningsstationer, lämplig för dricksvatten. Drifttemperaturen kan variera från -10 till 100 °C.
• Syntetiskt gummi av etylen-propylen — EPDM. Mer vattengenomtränglig än den föregående, kan komma i kontakt med dricksvatten. Tillåtet temperaturintervall -10 till 100 °C.
• SBR-gummi används endast för tekniskt vatten. Användningstemperaturen är densamma som för tidigare typer.

För kallvattenförsörjning måste man välja tankar med ett membran tillverkat av livsmedelsgodkänt gummi med förbättrade elastiska egenskaper, vilket gör att bättre dämpa tryckstötar och upprätthålla ett stabilt vattentryck i systemet.

Tankens hölje tillverkas oftast av korrosionsbeständigt legerat stål, utvändigt målat. Man kan också hitta kärl i rostfritt stål, mycket hållbara men dyra.

Beräkning av tankvolym före val

På marknaden finns tankar med kapacitet från 24 till 1000 liter. Vilken du ska välja avgörs av beräkningar, vars resultat ska avrundas uppåt. Om du väljer en tank med uttagbart membran, kom ihåg att vattenvolymen utgör 30 % av den totala volymen, vilket innebär att i en 100-liters tank blir vattenreserven ungefär 30 liter.

Tabellen visar sambandet mellan lufttrycket i hydroackumulatorns gasutrymme och inställningarna på reläet samt tankens storlek (+)

En egenhet med små tankar är att de ofta saknar ventil för att släppa ut luft från gummiblåsan. Detta kan skapa obekvämlighet vid användning. Stora tankar har en sådan ventil och förutom att ge en större vattenreserv klarar de bättre av att upprätthålla ett stabilt tryck i systemet.

Beräkning av den totala volymen för en sluten hydroackumulator för vattenförsörjning görs med följande formel:

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

där:

• Vt — total volym för hydroackumulatorn;
• Amax – maximalt möjlig vattenförbrukning per minut, liter;
• K – koefficient (se tabell) som beror på pumpens effekt;
• P_max – reläinställning vid avstängning av utrustningen, bar;
• P_min – reläinställning vid start av utrustningen, bar;
• P_luft. – tryck i hydroackumulatorn (i dess gaskammare), bar.

Koefficienten K kan bestämmas med hjälp av följande tabell:

Tabell över koefficienten K, beroende på pumpens effekt, för beräkning av den totala volymen för en sluten hydroackumulator för vattenförsörjning

Vissa tillverkare beräknar även hydroackumulatorns volym på ett annat sätt:

Företaget Gilex, som tillverkar en bred serie utrustning för vattenförsörjnings- och värmesystem, erbjuder ytterligare en formel för snabb bestämning av hydroackumulatorns volym

Horisontell och vertikal orientering

Valet mellan en vertikal och horisontell tank beror på rummets egenskaper. Om rummet är litet eller volymen är imponerande, installerar man en vertikal tank för att inte ta för mycket plats.

Den horisontella tanken har lägre kapacitet, kan hängas på väggen och även fungera som stöd för en ytmonterad pump. Speciella fästen finns för montering. Stora tankar tillverkas endast i vertikalt utförande och monteras på ben.

Sammanfattningsvis kan man konstatera att valet av hydroackumulator står mellan följande utmärkande egenskaper:

• arbetstryck;
• tillverkningsland;
• större eller mindre volym;
• utbytbart gummimembran eller inte;
• membran för tekniskt vatten eller dricksvatten;
• material i höljet – rostfritt eller emaljerat stål.

För att undvika framtida problem med byte av komponenter är det bäst att välja de mest populära modellerna. Gummiblåsor till dem finns alltid i handeln, så om du behöver ett akut byte behöver du inte vänta länge på leverans.

Anslutningsscheman för hydrotankar

För varmvattenförsörjningssystemet installeras expansionskärlet på cirkulationsledningen, sugsidan av pumpen, närmare varmvattenberedaren.

Tanken är utrustad med:

• manometer, säkerhetsventil, luftavledare – säkerhetsgrupp;
• avstängningsventil med anordning som förhindrar oavsiktlig avstängning.

I ett vattenförsörjningssystem med varmvattenberedare tar enheten över expansionskärlets funktioner.

Installationsschema i varmvattensystemet: 1 – hydroackumulator; 2 – säkerhetsventil; 3 – pump; 4 – filter; 5 – backventil; 6 – avstängningskran

I kallvattensystemet är huvudregeln vid installation av hydroackumulator att montera den i början av röranslutningen, nära pumpen.

I anslutningsschemat måste följande ingå:

• backventil och avstängningsventil;
• säkerhetsgrupp.

Anslutningsscheman kan vara mycket olika. En ansluten hydraulisk ackumulator normaliserar utrustningens drift, minskar antalet pumpstarter per tidsenhet och förlänger därmed dess livslängd.

Monteringsschema i kallvattensystem med brunn: 1 – tank; 2 – backventil; 3 – avstängningskran; 4 – tryckregleringsrelä; 5 – pumpstyrningsenhet; 6 – säkerhetsgrupp

I ett schema med en pumpstation arbetar en av pumparna kontinuerligt. Ett sådant system installeras för hus eller byggnader med hög vattenförbrukning. Den hydrauliska ackumulatorn tjänar här till att neutralisera tryckstötar, och för att ackumulera vatten installeras en behållare med så stor volym som möjligt.

Utförande av installation av expansionstank

Innan arbetet påbörjas kontrollerar man den hydrauliska ackumulatorn för skador. Enheten installeras i ett ljudisolerat rum med plusgrader. För att få åtkomst till avtappningskran, avstängningsventiler etc., lämnas ett avstånd på minst 0,6 m från tanken till tak och väggar.

I rummet måste man även möjliggöra påfyllning och tömning av tanken. Fästelement och monteringsplats måste klara 100% fylld behållare.

För expansionskärl upp till 30 liter används väggfäste, större behållare installeras på fötter.

Den hydrauliska ackumulatorn får inte utsättas för mekanisk eller statisk belastning, och det är inte önskvärt att rör eller aggregat påverkar den. Tanken skruvas fast i golvet med gummipackningar. Vid inloppet till den hydrauliska ackumulatorn installeras en backventil och en avtappningskran.

De listade stegen behövdes för att montera hydroackumulators röranslutningar, vilket gjordes ovan jord. För fortsatta åtgärder måste du flytta dig ner i kessongen.

Efter den slutliga monteringen av systemet återstår det att utföra kontrolltester och starta vattenförsörjningskretsen.

Speciella egenskaper för justering av hydroackumulator

Expansionskärl för vattenförsörjning säljs med tillverkarens standardinställningar – ofta är trycket i luftkammaren redan inställt på 1,5 bar. Tillåtet tryck anges alltid på etiketten och tillverkaren rekommenderar inte att avvika från de angivna parametrarna, särskilt inte att öka trycket.

Innan du påbörjar justeringen kopplas systemet bort från elnätet och avstängningsventilerna stängs. Membrantanken töms helt på vatten — ett exakt tryckvärde kan endast mätas när vattenfacket är tomt.

Därefter avläses tryckvärdena med en noggrann manometer. För att göra detta tas den dekorativa hatten bort från ventilen och instrumentet förs fram. Om trycket avviker från det önskade justeras det genom att pumpa upp eller släppa ut överflödig luft.

Med tanke på att tillverkaren är emot avvikelser från rekommenderade tryckvärden är det nödvändigt att redan i projekteringsstadiet välja lämplig utrustning vars parametrar inte kommer att vara i konflikt med varandra.

Vid justering av trycket i tankens gaskammare fyller tillverkaren den med inert gas, till exempel torr kväve. Detta förhindrar korrosion av den inre ytan. Därför rekommenderas användare att också använda teknisk kväve för att öka trycket.

Justering av tanktryck i vattenförsörjningssystemet

Trycket i en sluten tank ställs alltid något lägre (10%) än trycket när pumpen startar. Genom att justera trycket i enheten kan vattentrycket korrigeras. Ju lägre gastrycket i hydrotanken är (men inte lägre än 1 bar), desto mer vatten kan den innehålla.

Trycket blir då ojämnt – starkt när tanken är full och allt svagare när den töms. För att säkerställa ett starkt och jämnt vattenflöde ställs trycket i luft- eller gaskammaren in på 1,5 bar.

Vattentrycket i vattenledningen ställs in med hjälp av tryckvakten. Vid inställning av trycket i expansionskammaren måste dessa värden beaktas.

Justering av hydrotank i varmvattenberedarens krets

Expansionskärlet som används för varmvattenförsörjning ska initialt inte innehålla vatten. Trycket i enheten ställs in på ett värde som är 0,2 högre än pumpens övre avstängningströskel.

Till exempel, om tryckvakten är inställd på att stänga av utrustningen vid ett tryck på 4 bar, bör trycket i expansionskärlets gasutrymme ställas in på 4,2 bar.

Tanken som är installerad i varmvattenberedarens anslutning är inte avsedd för att upprätthålla tryck. Den är avsedd att kompensera för expansion när vattnet värms upp. Om trycket i tanken ställs in på ett lägre värde kommer tanken ständigt att innehålla vatten.

Regler för underhåll av hydrotank

Planerad inspektion av expansionskärlet innebär kontroll av trycket i gasutrymmet. Man måste även inspektera ventiler, avstängningsventiler, luftavledare, kontrollera manometerns funktion och tryckvakten för vatten. För att säkerställa kärlets integritet görs en extern inspektion.

Under förebyggande underhåll bör trycket i hydrofortanken mätas och justeras vid behov.

Trots enhetens enkelhet är expansionskärl för vattenförsörjning inte eviga och kan gå sönder. Typiska orsaker är membranbrott eller luftförlust genom nippeln. Tecken på fel kan identifieras genom att pumpen startar ofta eller att det uppstår brus i vattenledningssystemet. Att förstå hur en hydraulackumulator fungerar är det första steget till korrekt underhåll och felsökning.

Montering av öppen hydrotank

Öppna typer används allt mer sällan eftersom de kräver ständigt användaringrepp. En öppen expansionsbehållare är en icke-tät behållare som används för att skapa tryck i vattenledningen, ackumulera vatten och fungera som expansionskammare.

Till tanken ansluts: tömningskran, anslutningar för retur- och tilloppsrör, kontrollrör och överflödesrör.

Tanken installeras ovanför den högsta VVS-punkten, till exempel på vinden. Vattnet rinner in i systemet med självtryck. Varje meter som anordningen höjs ökar trycket i vattenledningen med 0,1 atmosfärer.

För att automatisera vattenförsörjningsprocessen utrustas tanken med en flottörbrytare och ett automatiskt relä installeras som startar och stoppar pumpen.

Behållaren monteras i ett frostfritt utrymme, täcks med ett lock mot damm och smuts, och väggarna isoleras med mineralull eller annat isoleringsmaterial.

Detta sätt att organisera vattenförsörjning kräver regelbunden övervakning av användaren, annars kan vattnet frysa vid minusgrader (om rummet inte är uppvärmt). Vätskan kommer att avdunsta, så du måste kontinuerligt fylla på den.

Dessutom är en sådan behållare skrymmande och inte estetisk, man måste absolut ha ett vindsutrymme i huset. Men den största nackdelen med anordningen är att tanken inte är anpassad för att arbeta under högt vattentryck i systemet.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video #1. Allt om expansionstankar - klassificering, ändamål, justering och tecken på problem:

Video #2. Felaktig drift av pumpstationen är ofta kopplad till problem med hydroackumulatorn:

Video #3. Nyanser vid val av hydroackumulatorer för vattenförsörjning:

Redan i planerings- och utvecklingsstadiet av vattenledningssystemet måste du överväga alla principiellt viktiga punkter och beräkna alla parametrar. Om du inte är säker på dina beräkningars ofelbarhet och rätt val av hydroackumulator för vattenförsörjning, är det bättre att vända sig till experter.

De flesta företag som säljer professionell utrustning erbjuder konsultation eller utför till och med beräkningar gratis. Detta hjälper dig att undvika misstag och onödiga utgifter.

Vi väntar på dina kommentarer med berättelser om din egen erfarenhet av att använda expansionstank, med frågor som uppstått under bekantskapen med den presenterade informationen. Vi är intresserade av dina synpunkter och eventuella förslag. Du kan kommentera materialet i blocket nedan.