С. Дейнеко
Часто при установці побутових навісних ємнісних водонагрівачів споживачі не замислюються про такий важливий чинник, як можливі коливання тиску води в баку. А вони залежать не тільки від робочого тиску в трубопроводі холодної води, але і від такого явища, як теплове розширення. Нівелювати його вплив і таким чином продовжити термін експлуатації водонагрівача можливе шляхом застосування правильної схеми його підключення (обв'язки)
З кожним роком зростає кількість людей, які віддають перевагу використанню індивідуальних електричних водонагрівачів (електричного бойлера). Причини тому - відключення гарячої води в літній період (в цьому випадку пристрій використовується сезонно). Крім того, водонагрівачі встановлюють на підприємствах - в цілях економії тепла на віддалених ділянках теплових мереж (виняток втрат в трубах). Та й для багатьох жителів міст України, де давно і безповоротно відключені системи централізованого ГВП, водонагрівач є вже буденним предметом домашнього інтер'єру.
Однак, не дивлячись на поширеність, нерідко можна зустріти явні помилки при монтажі і в обв'язки водонагрівачів. І, в першу чергу, необхідно звертати увагу на боротьбу з надлишковим тиском.
витоки проблеми
Ще зі шкільного курсу фізики все ми засвоїли правило, що при охолодженні тіла звужуються, а при нагріванні - розширюються. Це також відноситься і до води в її звичному рідкому стані.
Відносна зміна об'єму тіла, що відбувається в результаті зміни його температури на 1 К при постійному тиску позначається коефіцієнтом об'ємного теплового розширення β. Він розраховується за формулою:
де V - об'єм рідини; ∂V - зміна об'єму рідини; ∂T - різниця температур.
Вода, в залежності від її температури, має різний коефіцієнт об'ємного розширення (табл.). При цьому, чим вище температура, тим, відповідно, вище і даний показник.
Таблиця. Коефіцієнт об'ємного теплового розширення води в залежності від її температури
Це пояснюється, зокрема, тим, що c підвищенням температури води, зменшується її щільність. Так, при температурі води 0 ° С її щільність ρ0 становить 0,9998 кг / дм3, а при 100 ° С - вже 0,9583 кг / дм3. Так як питома обсяг води обернено пропорційний щільності, то коливання обсягу води складе:
Δv = 1 / ρ100 - 1 / ρ0 = 1,0435 - 1,0002 = 0,0433.
Таким чином, при нагріванні від 0 до 100 ° С вода збільшує свій обсяг у порівнянні з початковим на 4,33%.
У реальних умовах, звичайно, перепад температур не такий значний, однак навіть додаткові 1-2% в замкнутій системі, яку представляє собою система ГВП з водонагрівачем, можуть стати фатальними для елементів гідравлічної системи і водонагрівача, перш за все.
Зміна тиску при температурному розширенні без урахування деформації елементів системи можна розрахувати за формулою:
Δp = βt Δt / βv,
де βt - коефіцієнт температурного розширення води 1 ° / С; Δt - зміна температури води, ° С; βv - коефіцієнт об'ємного стиснення води, 1 / Па.
Розрахунки показують, що в жорсткій замкнутій системі зміна тиску становить близько 3 бар / ° С. Дане підвищення дещо компенсується розширенням елементів системи, зокрема, труб. У сталевих трубопроводах, з урахуванням їх деформації підвищення тиску складе в середньому 2,2 бар / ° С. При використанні полімерних і металополімерних труб - 1,2 бар / ° С.
Проілюструємо зміна тиску на прикладі показань манометра (рис. 1), встановленого після регулятора тиску, при різних режимах роботи водонагрівача, в обв'язці якого відсутній зворотний клапан або розширювальний бак. При цьому регулятор підтримує постійний тиск тільки в тому випадку, коли не відбувається нагрів води. Тиск в системі холодного водопостачання до регулятора складає 7,0 бар. Встановлене тиск води на регуляторі - 3,3 бар.
Мал. 1. Показання манометра в обв'язки водонагрівача:
а) тиск при включеному нагріванні води; б) тиск при розборі води; в) тиск при відсутності розбору і вимкненому нагріві води
Таким чином, щоб уникнути критичного підвищення тиску, в залежності від ситуації, необхідно використовувати в обв'язки водонагрівача запобіжний клапан, регулятор тиску, зворотний клапан або розширювальний бак. Розглянемо коротко основи роботи і застосування цих пристроїв.
Пристрої обмеження тиску
Запобіжний клапан (рис. 2) є обов'язковим для установки. Адже багато сучасних моделей напірних водонагрівачів, як правило, розраховані на робочий тиск до 8 бар. Зазвичай запобіжний клапан входить в комплект поставки водонагрівача, проте може купуватися і окремо. Його принцип роботи заснований на тому, що, він, по-перше, запобігає протитечія води в трубопровід подачі, по-друге, при певному перевищенні тиску в баку надлишковий обсяг води дренируется через патрубок в відведену для цього ємність або безпосередньо в каналізацію. Дренаж може здійснюватися автоматично або вручну (в пристроях типу важеля). Запобіжний клапан налаштований в заводських умовах і не може бути переналаштувати.
Мал. 2. Запобіжний клапан
Мал. 3. Регулятор тиску води
Використання регуляторів дозволяє не тільки убезпечити систему від зовнішніх впливів коливань тиску, а й більш економно витрачати воду.
Однак саме по собі наявність регулятора тиску не гарантує (по вищевказаній причині явища теплового розширення) безпеку експлуатації водонагрівача. Справа в тому, що регулятор обмежує тиск води на вводі. Тим часом вода, розширюючись при нагріванні, починає тиснути на регулятор з боку вихідного патрубка. Це призводить до некоректної роботи регулятора і Проскакування тиску.
Крім зростання ризику перевищення деякого граничного тиску для елементів системи, це призводить ще й до втрат тепла та енергоносіїв. В крайньому випадку, при використанні системи ГВП від водонагрівача в багатоквартирному будинку це може привести до того, що у сусідів з крана холодного водопроводу може потекти гаряча вода. Тому рекомендується на ділянці від запобіжного клапана (службовця для захисту бака від надлишкового тиску при тепловому розширенні) до регулятора встановлювати зворотний клапан (рис. 4). Він буде сприяти тому, щоб вода з водонагрівача не надходила назад в трубопровід холодної води.
Мал. 4. Зворотний клапан
Однак і цього може виявитися недостатньо, якщо експлуатується водонагрівач великого обсягу (понад 80 л). У цьому випадку, за аналогією з системами індивідуального опалення, варто передбачити в обв'язки водонагрівача розширювальний мембранний бак (рис. 5). Його ємність розраховується виходячи з необхідності компенсації 10% від обсягу водонагрівача. Тобто для водонагрівача об'ємом 100 л необхідний розширювальний бак ємністю 10 л.
Мал. 5. Розширювальний бак
Використання даного пристрою виключає дренаж «зайвої» води з патрубка запобіжного клапана, а, значить, і пов'язані з цим незручності та втрати води.
резюме
Таким чином, можна зробити висновок, що в ідеальному випадку обв'язка водонагрівача повинна бути такою, як на представленій схемі (рис. 6).
Мал. 6. Обвязка водонагрівача індивідуальної системи ГВП:
1 - термостатичний змішувальний клапан; 2 - вихід гарячої води; 3 - змішувачі; 4 - електричний водонагрівач; 5 - вхід холодної води; 6 - запобіжний клапан; 7 - злив води з бака в разі необхідності очищення або заміни (підключення до каналізації); 8 - централізована магістраль системи ГВП; 9 - трійник для перемикання централізованого та індивідуального ГВС; 10 - фільтр механічного очищення ХВП; 11 - централізована магістраль ХВП; 12 - розширювальний мембранний бак; 13 - зворотний клапан; 14 - регулятор тиску
Крім усього вищерозглянутого, на представленій схемі в обв'язки передбачений термостатичний змішувальний клапан (рис. 7).
Мал. 7. Термостатичний змішувальний клапан
Він забезпечує змішання нагрітої у водонагрівачі і холодної води, підтримуючи температуру на виході в діапазоні 30 ... 60 ° С, тим самим збільшуючи продуктивність і ефективність водонагрівача. Одночасно з цим обмежується температура для захисту від опіків , Щоб вода з водонагрівача безпосередньо не надходила на змішувач. А для запобігання водонагрівача і домашньої сантехніки від попадання механічних забруднень (іржі, піску і т.д.) з центрального водопроводу на вході в водонагрівач може застосовуватися фільтр тонкої механічної очистки.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm . Підписуйтесь!
Вас може зацікавити:
Вам також може сподобатися
Замовлення було відправлено, з Вами зв'яжеться наш менеджер.
Создание сайтов Донецк
