Гидроаккумуляторы: характеристики, типы, виды

Общий тип емкости.

— Гидроаккумулятор. Гидроаккумуляторами называют вспомогательные резервуары, применяемые в системах водоснабжения. Такой резервуар состоит из внешнего жесткого корпуса (обычно металлического) и внутреннего баллона — «груши» из эластичного материала, в которой находится запас воды. Эта «груша» способна сжиматься и растягиваться при изменении объема находящейся в ней жидкости, а сама эта жидкость не контактирует с наружными стенками резервуара (в этом заключается одно из ключевых различий между гидроаккумуляторами и расширительными баками). Что касается применения, то подобные емкости выполняют сразу несколько функций. Во-первых, они обеспечивают поддержание стабильного напора при перепадах давления в системе водоснабжения. Во-вторых, гидроаккумулятор достаточно эффективно гасит гидроудары, защищая от них более чувствительные компоненты системы. В-третьих, запас воды в таком резервуаре пригодится в случае полного отключения водоснабжения. В свете этого объем гидроаккумуляторов довольно велик — в большинстве моделей от 20 л и более; исключения встречаются крайне редко.

— Расширительный бак. Разновидность вспомогательных резервуаров, применяемая в системах отопления. От описанных выше гидроаккумуляторов такие изделия отличаются, во-первых, сравнительно небольшими объемами, во-вторых, конструкцией: вместо баллона внутри устанавливается мембрана, раз...деляющая внутреннее пространство на две части, а находящаяся в резервуаре вода контактирует с его наружными стенками. Применяются расширительные баки для того, чтобы компенсировать колебания объема теплоносителя при изменениях его температуры. Так, если температура повышается и жидкость в системе увеличивается в объеме — ее излишек поступает в бак, что позволяет избежать критического роста давления и повреждения контуров. При снижении температуры, соответственно, необходимый объем теплоносителя возвращается из бака в систему.

Подчеркнем, что разные типы резервуаров не являются взаимозаменяемыми: использование расширительного бака вместо гидроаккумулятора (и наоборот) чревато целым рядом неприятных последствий.

Номинальный объем гидроаккумулятора или расширительного бака.

Для нормальной работы резервуара этот объем должен быть не меньше определенного значения. А вот методики расчета зависят от типа емкости (см. выше). Так, для гидроаккумуляторов учитывается общее число потребителей (общий расход воды) и производительность насоса, для расширительных баков — объем контура, показатели теплового расширения теплоносителя и колебания температуры. Подробные рекомендации по поводу этих вычислений можно найти в специальных источниках; другой вариант — обратиться к эксперту по системам отопления / водоснабжения. Отметим только, что вместо одного большого резервуара вполне допускается установка нескольких маленьких — во втором случае значение будет иметь их суммарный объем.

Что касается конкретных значений объема, то в большинстве гидроаккумуляторов он составляет от 11 – 25 л до более чем 100 л (101 – 150 л, 151 – 200 л и даже больше). При этом даже в небольшие системы водоснабжения нередко устанавливают весьма вместительные накопители — в расчете на то, чтобы иметь запас воды на случай сбоев в водоснабжении. В свою очередь, расширительному баку для выполнения своих задач значительные объемы не требуются, так что такие изделия вместимостью не отличаются — многие модели вмещают 10 л и менее (хотя бывают и...исключения).

Штатный способ установки вспомогательного резервуара. Независимо от типа (см. выше), современные изделия могут использовать и горизонтальный, и вертикальный способ установки. На основной функционал это не влияет, поэтому выбирать модель по данному показателю стоит на основании того, какой вариант наиболее удобен под предполагаемое место установки. Отметим лишь два специфических момента. Во-первых, если место установки позволяет, то для насосных станций лучше использовать горизонтальные модели, а для погружных насосов — вертикальные. Во-вторых, по мере использования в резервуаре накапливается воздух, неизбежно поступающий туда вместе с водой; он скапливается в верхней части резервуара, и при вертикальной установке его намного проще стравливать, чем при горизонтальной. Впрочем, это актуально только для емкостей со специальным клапаном; при отсутствии такого клапана воздух можно удалить, лишь полностью опорожнив бак (независимо от способа установки).

Наибольшее рабочее давление, допустимое для резервуара.

Данный показатель должен быть не ниже, чем постоянное рабочее давление в системе отопления / водоснабжения. А вот конкретные значения зависят от типа системы и, соответственно, типа резервуара (см. выше). Так, для гидроаккумулятора максимальное рабочее давление должно быть выше, чем давление выключения насоса. В целом же в системах водоснабжения встречаются довольно высокие показатели давления, поэтому большинство современных гидроаккумуляторов относятся к одной из следующих категорий: 6 бар, 8 бар, 10 бар и более 10 бар (хотя встречаются модели с более скромными показателями).

В свою очередь, расширительный бак должен переносить давление, при котором срабатывает предохранительный клапан в системе отопления. Большинство таких емкостей рассчитаны на 3 бара, 4 бар или 5 бар — системы отопления редко используют более высокие давления (хотя и здесь возможны исключения).

В целом же при выборе по данному параметру вполне работает правило «чем больше — тем лучше»: хороший запас по давлению даст дополнительную гарантию на случай нештатных ситуаций. Обратной стороной этой надежности можно назвать разве что несколько повышенную цену.

Диаметр резьбы, используемой для подключения вспомогательного резервуара к системе отопления или водоснабжения. В современной сантехнике используются стандартные диаметры, обозначаемые в дюймах и долях дюйма — например, 2" или 3/8". Этот показатель должен соответствовать характеристикам «посадочного места» для бака — иначе в лучшем случае придётся использовать переходники, а в худшем изделие окажется вообще непригодным для установки.

Как правило, чем объёмнее резервуар — тем более крупное соединение применяется для его установки (иначе невозможно было бы обеспечить необходимую пропускную способность в точке подключения).

Материал, из которого выполнен непосредственно бак (внешняя оболочка) вспомогательного резервуара.

— Углеродистая сталь. Сравнительно простая и недорогая разновидность стали. При этом данный сплав достаточно прочен и надежен, он устойчив к перепадам температур и высоким давлениям. Главным недостатком углеродистой стали можно назвать то, что она неизбежно подвержена коррозии от контакта с водой. Однако для гидроаккумуляторов (см. «Тип») этот момент не имеет особого значения, т. к. в них со стенками бака контактирует не вода, а эластичный баллон. В расширительных баках, в свою очередь, могут применяться различные решения для защиты внутренних стенок — например, специальные покрытия. И даже без таких покрытий бак ржавеет довольно медленно, срок его службы обычно исчисляется минимум годами, а ржавчины в теплоноситель выделяется немного. Поэтому большинство современных вспомогательных резервуаров оснащаются баками именно из углеродистой стали (для дополнительной надежности отдельные элементы в таких моделях могут выполняться из нержавейки).

— Нержавеющая сталь. Разновидность стали, выделяющаяся, в соответствии с названием, высокой стойкостью к коррозии: даже при постоянном контакте воды с таким сплавом на нем не появляется ржавчина. Соответственно, баки из «нержавейки» получаются чрезвычайно надежными и долговечными. С другой стороны, стоят они в разы дороже, чем ана...логичные емкости из углеродистой стали, а стойкость к ржавчине является не такой уж критичной (подробнее см. выше). Поэтому данный вариант используется крайне редко, причем в основном в гидроаккумуляторах.

Материал, из которого выполнена внутренняя эластичная мембрана резервуара.

Напомним, в гидроаккумуляторах (см. «Тип») эта мембрана имеет вид своеобразного баллона, который заполняется водой так, что жидкость не контактирует с металлическими стенками резервуара. В свою очередь, в расширительных баках устанавливаются эластичные поперечные перегородки. Впрочем, и там, и там для мембраны обычно используется один из трех материалов: EPDM (этиленпропилендиеновая резина), Butyl (бутиловая резина) или SBR (стирол-бутадиеновая резина). Вот более детальное описание каждого из этих вариантов:

— EPDM (этиленпропилендиеновая резина). Наиболее популярный в наше время материал для мембран — как в гидроаккумуляторах, так и в расширительных баках. Подобная распространенность обусловлена сочетанием надежности, практичности, безопасности и доступности. Так, EPDM имеет высокую эластичность и широкий диапазон рабочих температур, переносит в среднем до 100 тыс. циклов растяжения / сжатия в допустимых пределах, не вступает в реакцию с кислородом и техническими спиртами и может применяться в системах снабжения питьевой водой. Правда, по общей прочности и стойкости к диффузии этот материал несколько уступает бутиловой резине (см. ниже) — однако и обходится он заметно дешевле.

— Butyl (бутиловая резина). Также известна как IIR. Высококлассный материал, испо...льзуемый преимущественно в гидроаккумуляторах для систем холодного водоснабжения. Одним из ключевых преимуществ IIR является отличная газонепроницамость — в разы выше, чем у EPDM; проще говоря, через такую мембрану проникает намного меньше воздуха, что позволяет резервуару дольше работать без специального обслуживания. Также этот материал характеризуется высокой прочностью, стойкостью к растворителям и гигиеничностью; последнее позволяет применять бутиловую резину даже в системах подачи питьевой воды. Главный недостаток данной разновидности мембран — высокая стоимость.

— SBR (стирол-бутадиеновая резина). Материал, используемый преимущественно в мембранах расширительных баков. Такая специализация связана с тем, что SBR не очень хорошо переносит частые растяжения-сжатия и лучше подходит для статических нагрузок, которые как раз характерны для таких емкостей. В то же время этот материал надежен, эластичен, устойчив к гидроударам, а также очень слабо проницаем для воздуха. К его однозначным недостаткам можно отнести непригодность для систем с питьевой водой.

Материал, из которого выполнен фланец гидроаккумулятора или расширительного бака (см. «Тип»).

Фланец представляет собой характерный диск, расположенный с бокового или нижнего торца емкости (при горизонтальном и вертикальном расположении соответственно). В центре диска находится патрубок, используемый для подключения бака к системе. Собственно, одной из основных функций фланца как раз и является фиксация патрубка в баке; кроме того, в гидроаккумуляторах с помощью контрфланца к этому элементу крепится внутренняя мембрана.

Фланец является одним из наиболее чувствительных к коррозии элементов конструкции; именно поэтому материал этой детали имеет важное значение, он уточняется в характеристиках отдельно и может отличаться от материала самой емкости. Наибольшее распространение в наше время получили фланцы из углеродистой и нержавеющей стали, заметно реже встречаются изделия из пластика и сочетания металла с пластиком. Вот более детальное описание каждого варианта:

— Углеродистая сталь. Сталь с высоким содержанием углерода, дополненная специальным покрытием — наиболее популярный в наше время материал для фланцев. Главные достоинства этого материала — простота в производстве и невысокая стоимость. С другой стороны, такая сталь не отличается особой стойкостью к коррозии. Упомянутое покрытие (чаще всего цинковое) несколько улучшает ситуацию..., однако данная разновидность фланцев все равно не особенно долговечна: гарантированный срок их службы в среднем составляет 4 – 6 лет, после чего деталь придется менять. По этой же причине углеродистая сталь не рекомендуется для систем подачи питьевой воды. Тем не менее, многие считают этот материал оптимальным по соотношению цены и долговечности / качества.

— Нержавеющая сталь. Сталь с особым составом, обеспечивающим высокую стойкость к коррозии (отсюда и название). Из этого вытекают основные достоинства подобных фланцев — высокая надежность, долговечность и гигиеничность; последнее позволяет без особых ограничений применять «нержавейку» даже для подачи питьевой воды. Однако и обходится данный материал заметно дороже углеродистой стали.

— Пластик. Пластик сочетает в себе достоинства углеродистой и нержавеющей стали: с одной стороны, этот материал недорог, с другой — абсолютно не подвержен коррозии. В то же время подобные фланцы не отличаются прочностью, что затрудняет их применение в емкостях высокого давления и в целом снижает надежность. Поэтому данный материал в наше время не получил распространения.

— Металл / пластик. Комбинированные конструкции, сочетающие в себе металлическую основу (обычно из углеродистой стали) и пластиковый внутренний вкладыш. Это позволяет объединить достоинства обоих материалов и отчасти компенсировать недостатки: сталь обеспечивает общую прочность, а с водой контактирует преимущественно пластик, который не боится коррозии. С другой стороны, подобные детали относительно сложны в производстве, а потому встречаются редко.