Expansievat voor watervoorziening: selectie, ontwerp, installatie en aansluiting

Een autonoom watervoorzieningssysteem, dat zelfstandig water levert aan distributiepunten zoals in een stadsappartement, is al lang geen curiosum meer.Dit is de norm van het plattelandsleven, dat alleen maar op de juiste manier moet worden ontworpen, gemonteerd en uitgerust met apparatuur die het systeem kan starten en stoppen terwijl de kranen worden gebruikt.

Een stabiele werking van een onafhankelijk netwerk zal worden verzekerd door een expansievat voor de watervoorziening. Het beschermt tegen waterslag, verlengt de levensduur van pompapparatuur aanzienlijk, garandeert een regelmatige vulling van het systeem met water en elimineert de noodzaak om het in emmers te dragen.

Wij laten u graag kennismaken met de kenmerken van het apparaat en het werkingsprincipe van de hydraulische accumulator. We beschrijven zorgvuldig de regels voor het kiezen van een membraantank, de details van installatie en aansluiting. We hebben de ter overweging aangeboden informatie aangevuld met nuttige illustraties, diagrammen en video-tutorials.

Kenmerken van gesloten expansietanks

Hydraulische tank (of hydraulische accu, expansievat) is een met metaal afgesloten container die dient om een ​​stabiele druk in de watertoevoer te handhaven en waterreserves met verschillende volumes te creëren.

Op het eerste gezicht zou het kiezen en installeren van dit apparaat geen problemen moeten veroorzaken - in elke online winkel zie je veel modellen die qua vorm en volume slechts licht verschillen, maar qua functionaliteit niet significant verschillen.

Het is helemaal niet zo. Er zijn veel nuances in het ontwerp van het expansievat en het principe van de werking ervan.

Kenmerken van het apparaat en ontwerp

Verschillende modellen expansievaten kunnen beperkingen hebben op de gebruiksmethode: sommige zijn alleen ontworpen voor het werken met proceswater, andere kunnen worden gebruikt voor drinkwater.

Door hun ontwerp zijn hydraulische accumulatoren onderverdeeld in:

• tanks met vervangbare lamp;
• containers met een vast membraan;
• hydraulische tanks zonder membraan.

Aan de ene kant van de tank met een verwijderbaar membraan (voor een tank met een bodemaansluiting - onderaan) bevindt zich een speciale flens met schroefdraad waaraan de lamp is bevestigd. Aan de achterkant bevindt zich een nippel voor het verpompen of ontluchten van lucht of gas. Het is ontworpen om te worden aangesloten op een gewone autopomp.

In een tank met een vervangbare lamp wordt water in het membraan gepompt zonder in contact te komen met het metalen oppervlak. Het membraan wordt vervangen door de flens los te draaien die op zijn plaats wordt gehouden door de bouten. Om de vulling te stabiliseren, wordt bij grote containers de achterwand van het membraan bovendien aan de nippel bevestigd.

De levensduur van de verwijderbare lamp is afhankelijk van de luchtdrukinstellingen in het gascompartiment van de accu. Om een ​​grotere watertoevoer te creëren, vermindert de gebruiker soms de hoeveelheid lucht en verhoogt hij de hoeveelheid water in de bol. Hierdoor raakt het membraan de tankwand, waardoor er snelle slijtage ontstaat.

De interne ruimte van de tank met een vast membraan is verdeeld in twee compartimenten. De ene bevat gas (lucht), de andere bevat water. Het binnenoppervlak van een dergelijke tank is bedekt met vochtbestendige verf.

Meestal worden tanks met een vast membraan gebruikt voor verwarmingssystemen. Omdat het membraan een element is dat veel sneller kapot gaat, is de levensduur van een dergelijke tank korter dan die van apparaten met een verwijderbare lamp

Er zijn ook hydrauliektanks zonder membraan. De compartimenten voor water en lucht zijn op geen enkele manier gescheiden. Het principe van hun werking is ook gebaseerd op de wederzijdse druk van water en lucht, maar bij een dergelijke open interactie vindt vermenging van de twee stoffen plaats.

Het voordeel van dergelijke apparaten is de afwezigheid van een membraan of lamp, de zwakke schakel in conventionele hydraulische accumulatoren.

Extern kunnen expansietanks alleen worden onderverdeeld in horizontale en verticale modellen, maar hun bedrijfsparameters kunnen heel verschillend zijn

De diffusie van water en lucht maakt het noodzakelijk om de tanks regelmatig te onderhouden. Ongeveer één keer per seizoen moet je lucht inpompen, die zich geleidelijk met water vermengt. Een aanzienlijke afname van het luchtvolume, zelfs bij normale druk in de tank, zorgt ervoor dat de pomp regelmatig wordt ingeschakeld.

Hydraulische accumulatoren in watertoevoersystemen verminderen de kans op waterslag, beschermen pompen tegen te vaak starten, zorgen ervoor dat u een watertoevoer kunt creëren en de druk in het circuit kunt handhaven

Werkingsprincipe van een hydraulische accumulator

Gesloten hydraulische tanks voor watervoorziening Ze werken volgens het volgende schema: de pomp levert water aan de bol, vult deze geleidelijk, het membraan neemt toe en de lucht die zich tussen de bol en het metalen lichaam bevindt, wordt gecomprimeerd.

Hoe meer water de peer binnendringt, hoe meer druk er op de lucht wordt uitgeoefend, waardoor deze op zijn beurt uit de container wordt geduwd. Hierdoor neemt de druk in de tank toe, waardoor de pomp uitschakelt.

Wanneer er water door het systeem stroomt, handhaaft perslucht enige tijd de druk. Het duwt water in de watertoevoer.Wanneer de hoeveelheid in het membraan zo sterk afneemt dat de druk naar de ondergrens daalt, wordt het relais geactiveerd, waardoor de pomp weer wordt ingeschakeld.

In de hydraulische tank is er een constante interactie van water en gas, van elkaar gescheiden door een rubberen membraan. Het vloeistofvolume in het apparaat wordt geregeld door de hoeveelheid gas (de druk ervan) (+)

Indeling naar toepassingsgebied

Tanks voor de watervoorziening en voor het verwarmingssysteem mogen niet worden verward, dus bij het kiezen moet u hun doel achterhalen. Voor een duidelijke identificatie schilderen fabrikanten hydraulische accumulatoren voor verwarming rood en voor watervoorziening blauw.

Sommige houden zich echter niet aan dergelijke markeringen, dus de volgende gegevens kunnen als onderscheidend kenmerk van apparaten dienen:

• voor watertoevoer zal de maximale gebruikstemperatuur van de hydraulische accumulator oplopen tot 70 °C, de toegestane druk kan 10 bar bereiken;
• apparaten bedoeld voor verwarmingssystemen zijn bestand tegen temperaturen tot +120 °C; de werkdruk van het expansievat is vaak niet hoger dan 1,5 bar.

Alle belangrijkste parameters zijn aangegeven op de sierkap (typeplaatje) die de nippel bedekt.

Een apparaat bedoeld voor een verwarmingssysteem dient als extra reservoir, waardoor het koelmiddel bij verhitting vrij kan uitzetten. Zonder dit systeem is het systeem gedoemd tot vernietiging

De lijst met functies die een hydraulische tank vervult in een koudwatervoorzieningssysteem is veel breder:

• Het handhaven van een gelijkmatige en constante druk in de watertoevoer. Dankzij de luchtdruk blijft de druk ook als de pomp uitgeschakeld is nog enige tijd behouden, totdat deze zakt naar het ingestelde minimum en de pomp weer gaat werken.Zo blijft de druk in het systeem gehandhaafd, zelfs als meerdere sanitaire voorzieningen tegelijkertijd worden gebruikt.
• Bescherming tegen slijtage van pompapparatuur. Dankzij de waterreserves in de tank kunt u de watertoevoer enige tijd gebruiken zonder de pomp in te schakelen. Dit vermindert het aantal pompbewegingen per tijdseenheid en verlengt de werking ervan.
• Bescherming tegen waterslag. Een scherpe sprong in de druk in de watertoevoer wanneer de pomp wordt ingeschakeld, kan 10 atmosfeer of meer bereiken, wat een negatief effect heeft op alle elementen van het systeem. De membraantank vangt de schok op en egaliseert de druk.
• Aanleg van waterreserves. Bij een stroomstoring blijft het waterleidingnet nog enige tijd water leveren, ook al is het maar voor een korte tijd.

Voor het leidingwerk van de boiler worden expansievaten gebruikt die bestand zijn tegen hoge temperaturen.

Materialen voor hydropneumatische apparatuur

Het expansievatmembraan is gemaakt van verschillende materialen die tijdens bedrijf bestand zijn tegen verschillende temperatuurbereiken.

De volgende worden gebruikt in hydraulische accumulatoren:

• Natuurlijk rubber - NATUURLIJK. Het materiaal kan in contact komen met drinkwater en wordt gebruikt om koud water op te slaan. Na verloop van tijd kan het water gaan lekken. Bestand tegen temperaturen van -10 tot 50 °C boven nul.
• Synthetisch butylrubber - BUTYL. De meest universele, waterdichte, gebruikt voor watervoorzieningsstations, geschikt voor drinkwater. De bedrijfstemperatuur kan variëren van -10 tot 100 °C.
• Synthetisch rubber gemaakt van ethyleenpropyleen - EPDM. Het is beter doorlaatbaar dan het vorige en kan in contact komen met drinkwater. Het toegestane temperatuurbereik ligt tussen -10 en 100 °C.
• SBR-rubber wordt alleen gebruikt voor proceswater. De bedrijfstemperatuur is hetzelfde als eerdere merken.

Om de koudwatervoorziening te organiseren, is het noodzakelijk om tanks te kiezen met een bol gemaakt van voedselveilig rubber met verbeterde elastische eigenschappen, die de waterslag beter zullen absorberen en een stabiele waterdruk in het systeem zullen handhaven.

Het tanklichaam is meestal gemaakt van gelegeerd staal, bestand tegen corrosie, aan de buitenkant bedekt met verf en lak. Er zijn ook roestvrijstalen containers in de uitverkoop, die zeer duurzaam zijn, maar ook duur.

Berekening van het tankvolume voordat u kiest

Er zijn tanks te koop met een inhoud van 24 tot 1000 liter. Welke u moet kiezen, wordt bepaald door berekeningen, waarvan het resultaat naar boven moet worden afgerond. Wanneer u een tank met een verwijderbaar membraan kiest, moet u er rekening mee houden dat het watervolume 30% van het totale volume van de tank beslaat, dat wil zeggen dat in een tank van 100 liter de watertoevoer ongeveer 30 liter zal zijn.

De tabel toont de relatie tussen de luchtdrukparameters in het gascompartiment van de accu met de relaisinstellingen en tankgrootte (+)

De eigenaardigheid van kleine tanks is dat ze vaak geen klep hebben om lucht uit de rubberen bol te laten ontsnappen. Dit kan ongemak veroorzaken tijdens het gebruik. Grote containers hebben zo'n klep en creëren niet alleen een grotere watertoevoer, maar zijn ook beter in staat een stabiele druk in het systeem te handhaven.

De berekening van het totale volume van een hydraulische tank voor een watervoorziening van het gesloten type wordt berekend met behulp van de volgende formule:

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

Waar:

• Vt is het totale volume van de hydraulische tank;
• Amax – maximaal mogelijk waterverbruik per minuut, liter;
• K – coëfficiënt (zie tabel), afhankelijk van het pompvermogen;
• P_maximaal – relaisinstellingen wanneer apparatuur is uitgeschakeld, balk;
• P_min – relaisinstellingen bij het starten van apparatuur, balk;
• P_lucht. – druk in de hydraulische tank (in de gasholte), bar.

De K-coëfficiënt kan worden bepaald uit de volgende tabel:

Tabel met coëfficiënt K, afhankelijk van het pompvermogen, voor het berekenen van het totale volume van een gesloten hydraulische tank voor watervoorziening

Sommige fabrikanten berekenen het volume van de hydraulische tank ook anders:

Het bedrijf Gilex, dat een uitgebreide lijn apparatuur voor watervoorziening en verwarmingssystemen produceert, biedt een andere formule voor het uitdrukkelijk bepalen van het volume van een hydraulische tank

Horizontale en verticale oriëntatie

De keuze tussen een verticale en horizontale tank is afhankelijk van de kenmerken van de ruimte. Als de ruimte klein is of het volume van de container indrukwekkend is, installeer dan een verticale container om niet veel ruimte in beslag te nemen.

De horizontale tank heeft een kleinere inhoud, kan aan de muur worden gehangen en dient tevens als ondersteuning voor het installeren van een oppervlaktepomp. Voor de installatie zijn speciale bevestigingen voorzien. Grote tanks worden alleen verticaal geproduceerd en op poten geïnstalleerd.

Als we al het bovenstaande samenvatten, kan worden opgemerkt dat de keuze voor een hydraulische accumulator moet worden gemaakt tussen de volgende onderscheidende eigenschappen:

• bedrijfsdruk;
• land van fabrikant;
• groter of kleiner volume;
• vervangbaar of niet rubberen membraan;
• membraan voor industrieel of drinkwater;
• Materiaal kast: roestvrij of geëmailleerd staal.

Om problemen met het vervangen van componenten in de toekomst te voorkomen, is het beter om de populairste apparaatmodellen te kiezen. Rubberen lampen hiervoor zijn altijd gratis te koop; als u dringend vervanging nodig heeft, hoeft u niet lang op de levering te wachten.

Aansluitschema's voor hydraulische tanks

Voor warmwatersysteem installatie van een expansievat uitgevoerd op het gedeelte van de circulatieleiding, de zuigleiding van de pomp, dichter bij de boiler.

De tank is voorzien van:

• manometer, veiligheidsklep, ontluchter - veiligheidsgroep;
• afsluitklep met een apparaat dat onbedoelde afsluiting voorkomt.

In een watertoevoersysteem waar waterverwarmingsapparatuur aanwezig is, neemt het apparaat de functies van een expansievat over.

Installatieschema in het warmwatersysteem: 1 – hydraulische tank; 2 – veiligheidsklep; 3 – pompapparatuur; 4 – filterelement; 5 – terugslagklep; 6 – afsluitklep

In het HV-systeem is de hoofdregel wanneer installatie van een hydraulische accumulator — installatie aan het begin van de leidingen, dichter bij de pomp.

Het aansluitschema moet het volgende bevatten:

• terugslagklep en afsluiter;
• beveiligingsgroep.

Verbindingsschema's kunnen heel verschillend zijn. De aangesloten hydraulische tank normaliseert de werking van de apparatuur, waardoor het aantal pompstarts per tijdseenheid wordt verminderd en daardoor de levensduur ervan wordt verlengd.

Installatieschema in een koudwatersysteem met een put: 1 – tank; 2 – terugslagklep; 3 – afsluitklep; 4 – relais voor drukregeling; 5 – bedieningsapparaat voor pompapparatuur; 6 – beveiligingsgroep

In een schema met een boost tankstation een van de pompen draait constant. Dit systeem wordt geïnstalleerd voor huizen of gebouwen met een hoog waterverbruik. De hydraulische tank dient hier om drukstoten te neutraliseren en om water op te slaan, wordt een container met een zo groot mogelijk volume geïnstalleerd.

Een expansievat installeren

Controleer vóór aanvang van de werkzaamheden de hydraulische accumulator op beschadigingen.Het apparaat wordt geïnstalleerd in een geluiddichte ruimte bij temperaturen boven nul. Om toegang te hebben tot de aftapkraan, afsluiters etc. moet de afstand van de tank tot het plafond en de wanden minimaal 0,6 m bedragen.

Het is ook noodzakelijk om de mogelijkheid te bieden om de tank te vullen en het water in de kamer af te tappen. De bevestigingsmiddelen en installatielocatie moeten bestand zijn tegen 100% vulling van de container.

Voor expansievaten met een inhoud tot 30 liter wordt een muurbeugel gebruikt, grote containers worden op poten geïnstalleerd

De hydraulische accumulator mag niet worden blootgesteld aan mechanische en statische belastingen; het is onwenselijk dat leidingen en constructies er tegenaan botsen. De tank wordt met rubberen pakkingen aan de vloer vastgeschroefd. Bij de ingang van de hydraulische tank zijn een terugslagklep en een aftapklep geïnstalleerd.

De genoemde stappen waren nodig voor het installeren van de leidingen voor de hydraulische accumulator, die overdag op het oppervlak werden uitgevoerd. Voor verdere actie moet je naar de caisson gaan.

Na de eindmontage van het systeem hoeft u alleen nog maar controletests uit te voeren en het watertoevoercircuit te starten.

Kenmerken van het afstellen van de hydraulische accumulator

Expansievaten voor watervoorziening worden verkocht met standaard fabrieksinstellingen - vaak is de druk in het luchtcompartiment al ingesteld op 1,5 bar.De toegestane druk wordt altijd aangegeven op het etiket en de fabrikant raadt af om van de opgegeven parameters af te wijken, vooral niet in de richting van verhoging ervan.

Voordat u verder gaat met het afstellen, wordt het systeem losgekoppeld van de stroomvoorziening en worden de afsluiters gesloten. Door het water af te tappen wordt de membraantank volledig geleegd; een nauwkeurige drukindicator kan alleen worden gemeten als het watercompartiment leeg is.

Vervolgens worden de drukmetingen gedaan met behulp van een nauwkeurige manometer. Verwijder hiervoor de decoratieve dop van de spoel en breng het apparaat mee. Als de druk afwijkt van de vereiste druk, wordt deze op peil gebracht door overtollige lucht weg te pompen of te laten ontsnappen.

Aangezien de fabrikant tegen afwijkingen van de aanbevolen drukwaarden is, is het noodzakelijk om in de ontwerpfase geschikte apparatuur te selecteren, waarvan de parameters niet met elkaar in conflict zullen komen

Bij het aanpassen van de druk in het gascompartiment van de tank vult de fabrikant deze met een inert gas, bijvoorbeeld droge stikstof. Dit voorkomt corrosie van het binnenoppervlak. Daarom wordt gebruikers ook aanbevolen om technische stikstof te gebruiken om de druk te verhogen.

Instellen van de tankdruk in het watertoevoersysteem

De druk in een gesloten tank wordt altijd iets lager (10%) ingesteld dan het drukniveau bij het starten van de pomp. Door de druk in het apparaat aan te passen, kunt u de waterdruk aanpassen. Hoe lager de gasdruk in de hydraulische tank (maar niet minder dan 1 bar), hoe meer water deze kan bevatten.

In dit geval zal de druk ongelijkmatig worden: sterk als de tank vol is en steeds zwakker als deze leeg is. Om een ​​sterke en gelijkmatige waterstroom te garanderen, stelt u de druk in de kamer met lucht of gas in op maximaal 1,5 bar.

De waterdruk in de watertoevoer wordt ingesteld met behulp van een relais. Bij het instellen van de druk in de expansiekamer moet met deze waarden rekening worden gehouden

Afstellen van de hydrauliektank in de trim van de boiler

Het expansievat, dat wordt gebruikt voor de warmwatervoorziening, mag in eerste instantie geen water bevatten. De druk in het apparaat is ingesteld op een waarde die 0,2 hoger is dan de bovenste uitschakeldrempel van de pomp.

Als het relais bijvoorbeeld is geconfigureerd om de apparatuur uit te schakelen bij een druk van 4 bar, moet de druk in het gascompartiment van het expansievat worden ingesteld op 4,2 bar.

De tank, geïnstalleerd in de leidingen van de waterverwarmer, dient niet om de druk op peil te houden. Het is ontworpen om uitzetting te compenseren wanneer water wordt verwarmd. Als je de druk daarin op een lagere waarde instelt, zal er altijd water in de tank zitten.

Onderhoudsregels voor hydraulische tanks

Een routine-inspectie van het expansievat bestaat uit het controleren van de druk in het gascompartiment. Het is ook noodzakelijk om de kleppen, afsluiters, ontluchter te inspecteren, de werking van de manometer te controleren en waterdrukschakelaar. Om de integriteit van de tank te garanderen, wordt een externe inspectie uitgevoerd.

Tijdens preventief onderhoud moet de druk in de hydrauliektank worden gemeten en indien nodig worden aangepast.

Ondanks de eenvoud van het apparaat gaan expansievaten voor de watervoorziening nog steeds niet eeuwig mee en kunnen ze kapot gaan. Typische oorzaken zijn het scheuren van het membraan of luchtverlies via de tepel. Tekenen van storingen kunnen worden bepaald door de frequente werking van de pomp en het optreden van geluid in het watertoevoersysteem. Begrijpen hoe uw accu werkt, is de eerste stap naar goed onderhoud en probleemoplossing.

Installatie van een open hydraulische tank

Een open apparaat wordt steeds minder vaak gebruikt, omdat het constante tussenkomst van de gebruiker vereist bij de werking ervan. Een open expansievat is een niet-afgedichte container die dient om te vormen druk in de watertoevoer, wateropslag, en dient tevens als expansiekamer.

Op de tank zijn aangesloten: een aftapkraan, leidingen voor de recirculatie- en aanvoerleidingen, een regel- en overloopleiding

De tank wordt boven het hoogste afvoerpunt geïnstalleerd, bijvoorbeeld op zolder komt water door de zwaartekracht het systeem binnen. Elke meter dat het apparaat stijgt, verhoogt de druk in de watertoevoer met 0,1 atmosfeer.

Om het proces van watervoorziening te automatiseren, is de tank uitgerust met een vlotterschakelaar en is er een automatisch relais geïnstalleerd dat de pomp aan en uit zet.

De container wordt in een vorstvrije ruimte gemonteerd, afgedekt met een deksel om stof en vuil te voorkomen, en de wanden zijn omwikkeld met minerale wol of andere isolatie.

Deze methode om de watervoorziening te organiseren vereist regelmatige controle door de gebruiker, anders kan het water bevriezen bij temperaturen onder het vriespunt (als de kamer niet wordt verwarmd). De vloeistof zal verdampen, dus je zult deze constant moeten toevoegen.

Bovendien is een dergelijke container omvangrijk en niet esthetisch aantrekkelijk, er is een zolderruimte in huis voor nodig. Maar het belangrijkste nadeel van het apparaat is dat de tank niet is ontworpen om te werken onder omstandigheden van hoge waterdruk in het systeem.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Alles over expansievaten - classificatie, doel, aanpassing en tekenen van problemen:

Video #2. Onjuiste werking van het gemaal gaat vaak gepaard met storingen in de hydraulische accumulator:

Video #3. Nuances bij het kiezen van hydraulische tanks voor watervoorziening:

Zelfs in de fase van het plannen en ontwikkelen van een watervoorzieningssysteem is het noodzakelijk om alle fundamenteel belangrijke punten te overdenken en alle parameters te berekenen. Als u niet zeker bent van de onfeilbaarheid van uw berekeningen en de juiste keuze van een hydraulische tank voor watervoorziening, kunt u beter contact opnemen met specialisten.

De meeste bedrijven die professionele apparatuur verkopen, geven advies of voeren zelfs gratis berekeningen uit. Dit helpt fouten en onnodige kosten te voorkomen.

We wachten op uw commentaar met verhalen over uw eigen ervaringen met het gebruik van een expansievat, met vragen die zijn gerezen tijdens het bekijken van de verstrekte informatie. Wij zijn geïnteresseerd in uw opmerkingen en mogelijke suggesties. In het onderstaande blok kunt u reageren op het materiaal.