Для чего нужен мембранный бак в системе водоснабжения: Мембранный бак — расчет, конструкция, особенности подбора и установки

Мембранный бак для водоснабжения — принцип работы, устройство

Мембранные расширительные баки нашли применение как компенсаторы давления в водопроводе.

В настоящее время, теплоснабжение, где вода движется под действием силы тяжести, заменяются на коммуникации с принудительным движением теплоносителя.

Компенсирующее устройство потребуется при монтаже автономного водопровода или при разводке горячего водоснабжения.

Большое количество моделей усложняет выбор, который делают на основании знаний принципов работы, технических характеристик устройства и коммуникаций.

Особенности конструкции

Несмотря на небольшие конструктивные различия моделей, применяемых в водоснабжении и отоплении, функционируют устройства по одному физическому принципу.

В общем случае, конструкция бака состоит из герметичного стального корпуса и резиновой мембраны.

«Груши» разделяют на два типа:

• диафрагма, которая разделяет емкость пополам;
• резиновая емкость, закрепленная на входном патрубке.

 
ВАЖНО!
Модели первого типа не имеют возможности для замены мембраны. При неполадках меняют устройство.

Замена «груши» осуществляется легко. Для этого, необходимо раскрутить фланец входного отверстия (про устройства для крепления сантехнической арматуры и трубопроводов написано здесь).

В отопительной системе используются модели, в которых теплоноситель контактирует с металлическим корпусом.

Устройства для водоснабжения изолируют воду от стальных стенок. Такие модели рекомендуются в качестве небольших пластиковых резервуаров для воды.

Контакт жидкости с металлом корпуса является различием в баках двух типов.

А что вы знаете про септики Танк, отзывы о которых опубликованы на странице под ссылкой? Прочитайте полезную статью перед тем, как принять решение о покупке и установке оборудования в частном доме.

Ответ на вопрос, что лучше септик Астра или Топас, написан на этой странице.

Второе отличие в материале мембраны:

• пищевая резина;
• термически стойкая резина.

 
«Груши» для отопительных расширителей приспособлены к более агрессивной среде с высокой температурой.

Работа устройства построена на разнице давления по сторонам мембраны. С одной стороны мембрана ограничивает поступающую внутрь бачка жидкость.

Объем воды зависит от давления воздуха с противоположной стороны «груши». Давление воды регулируется количеством воздуха, изменить которое можно с помощью золотника (про регулирующую арматуру для трубопроводов прочитайте здесь).

При понижении температуры или уменьшении давления воды в «груше» воздух выталкивает жидкость в трубопровод.

Правильный выбор

Придя в магазин, помним о том, что расширители разделяются по использованию в отоплении или водоснабжении.

Часто, различить модели внешне, невозможно, устройство даже красятся в один цвет, как правило, в красный.

Различия в свойствах мембраны может привести к авариям, если установить модель, которая не подходит по характеристикам.

Обращайте внимание на характеристики прибора, которые указаны на шильдике.

На табличке располагаются данные о характеристиках устройства.

Если указано, что давление 10 бар, температура +70 градусов, то модель предназначена для трубопроводов с холодной водой.

[note]Надпись на табличке: температура +120 градусов, 3 бар – такое устройство подлежит монтажу на отопление.[/note]

Следующее, на что нужно обратить внимание – это объем стальной емкости, которая определяется так:

• объем моделей для отопления должен равняться 10 процентам от количества теплоносителя, который используется в трубопроводе. Такой расчет позволит установить расширитель с небольшим запасом;

А знаете ли вы, как построить пруд на даче своими руками? Схемы, фото, видео и пошаговая инструкция опубликованы в полезной статье.

Как сделать труборез своими руками, прочитайте здесь.

На странице: https://ru-canalizator.com/santehnika/s-oborudovanie/truborezy.html написано про труборез ручной для стальных труб большого диаметра.

• для ХВС устройство подбирается, исходя из параметров насоса, который не должен производить больше 50 циклов включения/отключения в час. Консультант в магазине подскажет точный параметр расширителя. Про прямой цанговый фитинг прочитайте здесь;
• бак для бойлера подбирается исходя из 10 процентов объема водонагревателя.

 
ВАЖНО! Для бойлера устанавливают расширитель, применяемый в холодном водоснабжении.

Монтаж устройства

Правильная установка расширителя повлияет на эксплуатацию коммуникаций и время службы самого устройства.

В первую очередь, закрепляют бачок на стене или полу в положении, которое указано в инструкции производителя.

Следующий шаг – установка запорной арматуры в месте присоединения бака к магистрали (возможно, понадобится купить цепной труборез для домашнего использования).

Это поможет провести обслуживание, ремонт или замену мембранного бака.

Вода из расширителя сливается через специальный штуцер, который устанавливают в промежутке между емкостью и арматурой.

Это позволит слить жидкость до начала демонтажа прибора (цена клуппа для нарезки трубной резьбы указана здесь).

Для отопительных систем

Если производитель не указал ориентацию расширителя, то устройство закрепляется входным отверстием вниз.

Вертикальное положение позволяет продолжать работу при повреждении мембраны. Воздух, расположенный сверху, продолжит давить на жидкость, не попадая в трубопровод.

Установка бачка возможна, как на прямую ветку, так и на обратку. Это касается отопления на основе газовых или жидкостных котлов.

В системах с котлами на твердом топливе расширитель устанавливают на обратке. Настройку гидроаккумулятора для отопления осуществляют при помощи золотника, расположенного сверху.

После монтажа мембранного бака систему заполняют теплоносителем, периодически стравливая воздух.

Необходимо, замерить давление воды на выходе из котла и сравнить с давлением в расширителе.

Параметры бачка должны быть на 0,2-0,3 бар ниже, чем в трубопроводе.

При больших и меньших значениях закачивают или стравливают воздух через золотник.

Для водопровода

Гидроаккумулятор для водоснабжения ориентируется в помещении, в зависимости от удобства расположения.

Направленность патрубка вниз значения не имеет.

Перед накопителем устанавливают устройство слива и запорную арматуру в виде шарового крана (ремонт).

Расширитель для холодной воды настраивается иначе, чем для отопления.

Давление в системе создается насосом, для которого устанавливаю порог включения и отключения (про ремонт реле давления насосной станции своими руками написано здесь).

Исходя из характеристик насоса, в бачке устанавливают давление на 0,2 бар ниже, чем порог насосного оборудования.

Это позволит избежать вероятности гидроудара.

При установке бачка на линию горячей воды устанавливают давление на 0,2 бар выше, чем верхний порог станции. Такое значение позволит воде не застаиваться в трубах.

В заключение

Простая на первый взгляд конструкция потребует знаний, опыта и аккуратности при монтаже. Расширитель выполняет значимую роль в трубопроводах автономного, замкнутого типа.

От качества установки зависит срок эксплуатации бачка и коммуникаций в целом.

[note]Стоит помнить, что грамотный подход необходим при монтаже любого элемента водопровода или отопления.[/note]

Для чего нужен мембранный бак в системе автономного водоснабжения частного дома, узнаете во время просмотра видеоролика.

Мембранный бак для водоснабжения: описание, типы, принцип работы

Современные домовладельцы в качестве компенсирующего устройства для водоснабжения начали использовать расширительные бачки мембранного типа. Самотечные агрегаты особой популярностью не пользуются, так как там применяется естественный вид циркуляции. Использование открытых резервуаров не вполне оправдано, поэтому они потихоньку отходят на второй план. В подобном оборудовании нуждаются не только отопительные устройства, но и оборудование по водоснабжению, в которых устанавливаются приборы косвенного нагрева (бойлеры) и насосные станции.

Содержание

Зачем нужен расширительный бачок
Виды бачков расширения
Особенности конструкции
Как устройство работает
Как правильно установить

Зачем нужен расширительный бачок

Монтаж подобного устройства позволяет одновременно решить две несущие задачи технического характера, такие как:

• способствует меньшему количеству используемых циклов (выключение и включение) насоса, что позволяет увеличить срок его эксплуатации;
• позволяет защитить устройство от возможных гидравлических ударов, которые могут указать на завоздушенность устройства или наличие перепадов в электрической сети. Эти моменты могут сделать работу устройства нестабильной;
• способствует созданию резервного объема жидкости, который будет находиться под определенным давлением внутри системы, обеспечивая оптимальный уровень подачи воды в любой точке дома. В среднем объем бака составляет порядка 30 литров, что дает возможность обеспечить жидкостью одну точку на протяжении нескольких минут.

Виды бачков расширения

Используемые бачки расширения являются основной комплектующей устройств водоснабжения, отопительных систем и приборов пожаротушения. Разновидностей всего несколько:

1. Мембранный бачок (закрытого типа). Представляет собой металлическую капсулу-емкость, которая имеет форму шара или капсулы. Внутри нее пространство разделено при помощи мембраны, для производства которой используется термическая резина. В результате чего образуется две камеры – воздушная и жидкостная. Воздушный клапан следует установить в воздушной камере. Он позволит удалить некоторое количество воздуха в тот момент, когда уровень давления будет существенно повышен. Так жидкость заполняет весь бачок.
2. Бачок открытого типа. Выглядит как емкость, на дне которой находится специальное устройство, напрямую подключаемое к отопительному устройству (его трубе). К характерным особенностям можно отнести соотношение общего объема жидкости в отопительной системе и того, который находится в расширительном бачке. Объем будет напрямую зависеть от температурного режима внутри системы. Рекомендуется устанавливать бачок в верхней точке отопительного устройства (чердачное помещение). Для уменьшения тепловых потерь возможно использование теплоизолятора. Бачок открытого типа назвать герметичным нельзя, от чего выглядит он не совсем привлекательно, достаточно громоздко, что не позволяет проводить установку в жилых помещениях.

Особенности конструкции

Для начала стоит упомянуть о том, что все аппараты подобного типа имеют существенные конструктивные различия, поэтому путать их между собой не стоит. А вот принцип функционирования мембранного бачка одинаков, в не зависимости от его конструктивных особенностей. Внутри устройства обязательно будет находиться грушевидная прорезиненная мембрана (может иметь цилиндрическую форму). Может встречаться как в виде груши, основание которой будет прикреплено к патрубку входа воды, так и в виде диафрагмы (условно деля имеющееся пространство на две равные части).

Основные отличия между емкостями заключается в том, что мембранные заполняются теплоносителями, которые контактируют со стенками резервуара. А вот для тех бачков, которые используются для водоснабжения, теплоноситель никогда не будет соприкасаться со стенками. Особенно дорогостоящие модели даже оснащены автоматическими устройствами, которые будут регулярно проводить промывку груши. Столько необычное устройство является неотъемлемой частью оборудования, которое отвечают за поставку питьевой воды. Также к отличительным особенностям можно отнести и материал, который используется для изготовления бачков для воды:

• они могут быть изготовлены из привычной пищевой резины;
• способные выдержать давление большее, нежели в устройствах, которые предназначены для отопления.

Лучше остальных адаптированы под высокие температуры груш. Принцип функционирования достаточно прост – под воздействием внешних факторов емкость будет наполняться водой, что приведет к растяжению мембраны до установленных пределов. Другая сторона груши не допустит того, чтобы воздух попал во втору половину, которая будет находиться под определенным давлением. Для того, чтобы в бачке присутствовало оптимальное давление, дополнительно устанавливается золотник. В момент, когда прекращается воздействие внешних факторов  давление трубопровода снижается (теплоноситель остывает), мембрана начинает потихоньку выталкивать жидкость обратно.

Как устройство работает

Для установки качественных устройств водоснабжения предусматривается наличие и использование расширительных бачков закрытого типа (мембранного). Внешне напоминает полностью герметичную емкость, в которой находится воздушный и водяной порожек, который разделен между собой мембраной. В камере находится воздух, который поддерживается под определенным давлением, который способен дать оптимальный подпор жидкости.

Функции и устройство

Расширительный бачок закрытого типа используется для поддержания оптимального давления внутри системы, способствующий подаче воды. Для частного водоснабжения рекомендуется использовать бачки закрытого типа. Представляют собой емкости полностью герметичного типа, внутри которых устанавливается ограничительная мембрана. Она условно делит резервуар на две части – водную и воздушную. При помощи электрического насоса наполняется жидкостью первая, при этом объем жидкости в емкости будет зависеть от внутреннего давления.

В тот момент, когда показатель достигнет установленной отметки, насосы автоматически отключатся. Включение произойдет тогда, когда давление станет ниже установленной отметки. В этот же момент жидкость начнет поступать из камеры емкости бака. Цикличность выключений и включений настраивается автоматически, это позволяет продлить срок службы устройства. Установленный манометр позволит проверить уровень давления в любое время. Монтаж производится на поверхности оборудования. Он также настраивается исходя из предпочитаемого диапазона рабочего давления.

Мембранный бак одновременно будет выполнять такие важные функции:

• защита от преждевременного износа и возможной механической поломки;
• определенное количество жидкости будет сохранено под рабочим давлением;
• помогает избежать возможного гидравлического удара, который может быть вызван скачком напряжения в сети или завоздушенностью системы;
• способствует поддержанию оптимального уровня давление при аварийном прекращении работы насоса.

Если уровень водопотребления не существенен, то включения насоса можно избежать. При этом уровень потребления будет перекрываться только тем объемом, который находится в бачке. Использование подобных устройств имеет ряд существенных преимуществ. Примером может служить низкий процент вероятности загрязнения воды, которая находится внутри устройства. Они практичны, легко устанавливаются и полностью герметичны, что позволяет избежать попадания мусора извне. При этом не следует избегать соблюдения самых обычных правил безопасности. Возможна и самостоятельная установка, но рекомендуется отдать предпочтение подобной работе профессионалу.

Как правильно установить

Исходя из способов установки, устройство может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Что касательно технических отличий, то в большинстве моделей они отсутствуют. Это надо учитывать в момент выбора способа установки одного из мембранных бачков для водоснабжения. Сам процесс установки особых сложностей вызвать не должен, поэтому все необходимые работы можно выполнить самостоятельно, не привлекая третьих лиц. Но при этом должен быть хотя бы минимальный опыт в монтаже сетей водопровода.

Основные правила, которых следует придерживаться:

• во избежание увеличения гидравлического сопротивления, между устройством насоса и баком не должны монтироваться дополнительные устройства;
• сам корпус нуждается в качественном заземлении, что поможет избежать электрокоррозии в дальнейшем;
• сечение используемого патрубка должно равняться или быть больше подсоединяемого трубопровода;
• подключение рекомендуется проводить при помощи американок – фитингов быстроразъемных, которые используются для подключения к трубопроводам. Они дадут возможность отключить устройство от всех сетей в случае крайней необходимости;
• монтаж должен проводиться в таком месте, где было бы удобно осуществлять ремонтные и другие типы профилактических работ. Необходимо учитывать размеры комнаты, в которой будет проводиться установка.

Установка такого устройства, как расширительный бак мембранного типа, позволит значительно повысить эффективность всего устройства водоснабжения. Немаловажную роль здесь будет играть выбранный тип установки основного оборудования и соблюдения всех технологий и требований. Если, по каким либо причинам, вы сомневаетесь в своих способностях, стоит доверить все необходимые работы специалистам, которые смогут произвести верные расчеты и уделить внимание всем нюансам касательно технологических особенностей и места установки расширительного бачка. Экономии здесь не место, так как сертифицированные и действительно качественные продукты будут стоить дорого, но и прослужат хорошую службу, избежав дорогостоящих ремонтных работ.

Все о мембранных баках. Установка, замена и ремонт.

Частые вопросы связанные с ремонтом и установкой мембранных баков

Предисловие.

Современные инженерные решения позволяют облегчить жизнь потребителей во многих смыслах. Одним из таких технических решений, являются мембранные баки. Мембранный бак – устройство, для создания дифференциального давления. В системах отопления, с помощью мембранных баков, стало возможно монтировать закрытые системы трубопроводов. Это позволило уйти от громоздких емкостей в открытых системах отопления и необходимости контролировать уровень жидкости в этих емкостях. В системах водоснабжения расширительный бак, позволил создавать компактные резервуары для запасов воды, в противовес громоздким емкостям и водонапорным башням.    

Отличия расширительного бака от гидроаккумулятора.

Хоть мы имеем два разных названия, по смыслу, это совершенно одинаковые приборы. Есть разница только в цвете, и качестве применяемой резины. Баки красного цвета – расширительные, они для систем отопления, т.е. предназначены для горячей воды. Гидроаккумуляторы – синего цвета, применяются для холодной воды.

Советы по выбору и опыт.

Резиновая мембрана, которая находиться внутри расширительного бака или гидроаккумулятора, является по сути расходным материалом. Конечно же все зависит от качества применяемой в них резины, однако сам по себе материал не слишком долговечен, и судя по опыту нашего монтажного отдела, редко встречаются эксземпляры, старше 12 лет. По опыту обслуживания подобного оборудования, можем отметить долгожителями – марку REFLEX, но с одним «но»! Современные экземпляры, точно проигрывают в качестве, тем, что приобретались 10 лет назад. Среди брендов, которые мы обслуживаем, точно не посоветуем* мембраны Джилекс, и Wester. Так как именно их приходилось много менять. Самые частые причины выхода из строя:

·        Разрыв мембраны

·        Коррозия фланца

·        Коррозия ёмкости

·        Герметичность ниппеля

Конечно любая из этих проблем вполне решаема, но только в том случае, если Вы имеете оригинальные расходные материалы. Подбором и поиском аналогичных расходников, сантехник врят-ли будет заниматься, а скорее всего, предложит заменить вышедшее из строя оборудование. Именно поэтому, мы рекомендуем покупать тех производителей, чьи расходные материалы, есть в свободной продаже. Интернет-магазин SANCOM, рекомендует устанавливать расширительные баки под торговой маркой Tim, производимые в КНР. Такой выбор, дает возможность докупить фланец или мембрану, в случае выхода из строя.

Как определить вышедший из строя расширительный бак.

В правильно смонтированной системе отопления, установленное давление не должно иметь больших перепадов. Если Вы заметили, что установленное давление резко повышается, при включении котла, скорее всего вышел из строя расширительный бак. Для начала, проверьте ниппель для подкачки воздуха. Если при нажиме на клапан ниппеля, из него потекла жидкость, скорее всего это внутренний разрыв мембраны, так как в воздушном пространстве, не должно быть воды. Мембрану придется заменить на аналогичную. Если же при нажатии на ниппель, нет ни воды, ни воздуха, следует проверить наполненность бака водой. Если бак прикручен на гибком соединении, можете аккуратно покачать его, если соединение с трубопроводом жесткое, то постучите по стенкам бака. Глухой звук – бак полный, звонкий – бак пустой. Если бак полный, значит он не накачен воздухом. Причина отсутствия воздуха в баке, пропускающий ниппель, или не герметичность(плохо прикручен фланец или коррозия). В этом случае, рекомендуем произвести визуальный осмотр бака на наличие коррозии, затем накачать бак через ниппель, компрессором или обычным насосом, проверить ниппель и сомнительные места и понаблюдать за давлением. Обратите внимание, что накачку мембранного бака воздухом следует производить при сброшенном давлении в системе трубопровода до нуля! Если на баке присутствует сквозная коррозия, к сожалению бак придется заменить. Если неисправен ниппель, можно заменить его на другой, подойдет обычный автомобильный. Если бак пустой, при работающей системе отопления под давлением, скорее всего, что давление воздуха в расширительном баке больше давления воды в трубопроводе. Отрегулируйте давление в мембранном баке при необходимости.

Как определить вышедший из строя гидроаккумулятор?

Если у Вас загородный дом, и в доме установлена насосная станция или поверхностный насос, то определить вышедший из строя бак, будет проще всего. Гидроаккумулятор, дает некоторый запас воды в Вашем трубопроводе, следовательно работать насосу приходиться только тогда, когда заканчивается запас этой воды. Если при каждом открытии крана, включается насос, и отключается при закрытии крана, то с уверенностью можно сказать, мембранный бак – не работает должным образом. Определить бак, который вышел из строя при работающем насосе в колодце или скважине сложнее. Однако проще и точнее всего, попросить помощника, и послушать работу насоса. Если помощника рядом нет, то вышедший из строя гидроаккумулятор, можно определить по напору. Каждый раз, когда Вы открываете кран, напор на секунду обрывается, а затем резко бьет мощной струей. Но данный пример, может означать так-же неверно настроенную автоматику и давление бака. Можно воспользоваться еще одним способом проверки… Отключите питание насоса, и проверьте, будет ли в трубопроводе вода. Если вода есть, значит и есть запас воды в баке. Если баков несколько, то данный способ, покажет только выход из строя сразу всех баков. Каждый раз, когда возникают сомнения в работоспособности мембранного бака, рекомендуем проверить ниппель мембранного бака. В нем должен быть воздух. Если через ниппель потекла жидкость, скорее всего, порвана мембрана и ее нужно заменить. Если нет ни воды не воздуха, проверьте наполненность бака водой. Если бак под завязку наполнен водой, то скорее всего воздух стравило с ниппеля, попробуйте слить систему и подкачать бак, через ниппель обычным автомобильным насосом или компрессором. Если бак пустой, а через ниппель идет воздух с хорошим давлением. Значит давление воздуха, выше давления в водяной магистрали.

Установка мембранного бака.

Мембранный бак, установить и подключить в систему очень просто. Он имеет подключение на фланце, как правило либо 3/4», либо 1» с наружной резьбой. Подключить расширительный бак можно на любом участке трубопровода. Для врезки в систему можно использовать тройник или выход на коллекторе. Соединиться можно любыми водопроводными трубами, но удобнее всего соединяться с помощью специальной угловой гибкой подводки. Еще есть один вариант установки небольших расширительных баков, это установка на специальный кронштейн, присверливаемый к стене, либо на настенную группу безопасности. Но этот вариант годится для баков объемом до 36 литров. Установка данного прибора может вполне осилить и владелец хозяйства, больших навыков это не требует. Единственное, что требуется проверить и отрегулировать после установки, это накаченное заводское давление, и в случае неверных значений, отрегулировать его. Давление в баке, рассчитывается по значениям, исходя из перепадов давления в системе, согласно настройкам автоматики насоса. Для того, чтобы бак заполнялся, нужно накачать в него давление воды больше, чем закаченное давление воздуха. Для водопроводных систем, давление воздуха ниже 1,5 Bar, не имеет особого смысла, так как это то давление, которое будет выдавливать воду из бака. Бак пропустит в себя воду тогда, когда значение давления воды, превысит значение по давлению воздуха. Далее, опорожнятся бак начнет тогда, когда давление воды, станет меньше, чем давления воздуха. И опорожняться бак будет под давлением воздуха, которое в него закачали. Поэтому накачивайте воздушное давление в баке, с учетом того давления, которое будет выдавливать воду, при отключенном насосе. Подкачку давления воздуха в баке, следует проводить только на пустом трубопроводе. По завершению работ, на всякий случай, проверьте герметичность ниппеля.

Замена и ремонт мембранного бака.

Заменить бак не составит большой трудности и с этой задачей, легко может справиться и домовладелец. Прежде всего, необходимо слить всю систему, или тот участок, который перекрывается предусмотренными для этого кранами. После того, как мембранный бак будет опорожнен, необходимо раскрутить гайку скрученную с фланцем и освободить бак. Установленный новый бак, необходимо отрегулировать по нужному Вам давлению воздуха, сделать это лучше до запуска системы. После того, как Вы прикрутите бак и установите нужное давление, можно сделать пробный запуск. Следите за тем, чтобы при запуске, не было воздушного шипенья и подтеков.

Кроме замены непосредственно самого бака, возможно произвести и его ремонт. Например, можно заменить проржавевший фланец, или мембрану (грушу) внутри бака. Сантехники идут неохотно на подобное мероприятие, тк подобная работа грязная, а много за неё не взять. Скорее всего, Вам предложат заменить бак целиком, ссылаясь на отсутствие подходящих запчастей. Поэтому зачастую, ломать голову с заменой внутренностей, приходиться хозяевам. Заменить мембрану или фланец не сложно. Нужно лишь раскрутить болты на фланце. Однако нужно понимать целесообразность такого ремонта. Например, если бак вышел из строя быстро или имеет следы коррозии, то такой ремонт лучше и не планировать, а действительно, заменить на новый бак. Если бак остался как новый, а у Вас имеется мембрана от производителя, тогда лучше поменять. Прежде чем приступить к ремонту, Вы должны быть уверены, в том, что именно мембрана вышла из строя. Главным фактором разрыва мембраны, является наличие жидкости, при нажатии на клапан ниппеля. Помните, при разрыве мембраны, вода поступает во внутреннюю полость мембранного бака, и имеет контакт, с необработанной внутренней поверхностью. Такой контакт может ускорить внутреннюю коррозию стенок бака, поэтому при замене мембраны, хорошо просушите внутреннюю поверхность бака.

Установка, замена или ремонт расширительного бака от SANCOM

Монтажники интернет-магазина SANCOM, выполнят работы по установке любых мембранных баков в системы отопления и водоснабжения. Огромный опыт в монтаже сантехнических систем, позволяет с твердой уверенностью говорить о нас, как о профессионалах рынка услуг. Работы любой сложности, расширительные баки любого объема, как для отопления так и для водоснабжения, с напольной и настенной установкой. Работы выполняются с выездом к заказчику, при установке оборудования, возможен выезд с необходимым материалом и оборудованием. Стоимость замены, складывается из удаленности объекта от Москвы, сложности условий работ, объема расширительного бака. Выполняем ремонт расширительных баков, при наличии необходимых расходников. На расширительные баки, которые мы поставляем и рекомендуем, выполняем ремонт в рамках гарантии и пост-гарантийное обслуживание.

Надеюсь данная статья будет для Вас полезной!

Автор статьи — Капустин Александр, статья подготовлена для интернет-магазина SANCOM 29/05/2019 года. Данная статья является интеллектуальной собственностью интернет-магазина SANCOM и ее автора. При копировании статьи и размещения на сторонних ресурсах, обязательно указание на источник и автора! По вопросам сотрудничества и обратной связи, просьба обращаться по адресу электронной почты: [email protected] pro, с указанием ссылки данной статьи.

Всего доброго!

*Личное мнение автора статьи, основанное на личном опыте обслуживания.

Гидроаккумулятор и расширительный бак узнай отличия чтобы не тратить деньги зря

Чем отличается гидроаккумулятор для водоснабжения от расширительного бака

Гидроаккумуляторы для водоснабжения или мембранные баки для воды применяют давно и много. Бывает потребитель даже не догадывается, что для систем водоснабжения и отопления применяются баки различных типов. Некоторые неграмотные продавцы уверяют покупателей, что различия в цвете бака. Красные баки для отопления — расширительный бак, синие для вoдоснабжения — гидроаккумулятор. Так ли это? Чем же отличается бак на отопление от бака на водоснабжение?

Итак, расширительный бак для отопления, судя из названия, применяются для сглаживания, компенсации  расширения теплоносителя, воды вследствие ее нагрева  в закрытых системах отопления. В результате работы нагревательного котла, жидкость-теплоноситель в нем расширяется. Известно, что при каждом нагреве жидкости на 10 °С, ее объем увеличивается приблизительно на 0,3 %. Исходя из этого, если жидкость нагреется на 70 °С, исходный объем теплоносителя увеличится на 3 %. Жидкость практически несжимаема и если в системе отопления не будет предусмотрено дополнительное место, куда денется излишек жидкости теплоносителя, то будет разрыв системы. Чтобы не допустить этого, применяются расширительные баки для систем отопления. Бывают баки горизонтальные и вертикальные. На нашем сайте Вы сможно найти баки различных производителей Elbi, Zilmet, Спрут.

Посмотреть цены на расширительные баки

Для питьевой воды применяются уже другие баки — это баки для систем водоснабжения (гидроаккумулятор). Мы на Насосвдом называем эти баки: гидроаккумуляторы для водоснабжения.

Для чего нужны они?

Первое, для запаса воды и поддержания нужного напора. Благодаря гидроаккумулятору, насос водоснабжения включается не каждый раз, когда мы набираем стакан воды, а  когда давление падает ниже установленного. Это конечно продлевает жизнь насосу. Ну и конечно, если купить гидроаккумулятор на 80л, 100л, 150л, 200л, 300л, то это уже реальный запас воды в доме. А в наше время запасы вода — вещь не лишняя.

Второе, гидроаккумулятор защищает систему от гидроударов. Гидравлический удар может появиться в трубах, если резко выключить или включить насос, быстро закрыть кран. Гидроудар может быть причиной прорыва трубопроводов и уменьшает время службы сантехнической арматуры. 

По виду гидроаккумуляторы для водоснабжения и расширительные баки систем отопления одинаковы. Однако назначение и требования к использованию у них разные, значит и конструкция разная. Главное отличие гидроаккумулятора от расширительного бака заключается в материале изготовления мембраны, а также особенностях расположения воздушной и водяной полостей. Гидроаккумулятор представляет собой железный бак с мембраной в виде груши с водой внутри, на которую под давлением давит воздух, находящийся между корпусом бака и мембраной (грушей).

А расширительный бак для отопления разделен внутри резиновой мембраной на две полости: одна из них заполняется теплоносителем, а другая воздухом. Поэтому нельзя применять расширительные баки для отопления в системах водоснабжения, так как вода в системе водоснабжения будет соприкасаться со стенками стального бака, они постепенно поржавеют и из  Вашего крана может потечь ржавая вода.

Различны требования и к материалам, применяемых в изготовлении мембран. Мембраны для расширительных баков должны быть долговечны и выдерживать температуры до +90 °С.

Для систем водоснабжения температурные характеристики резины не так важны. Здесь имеет важное значение то, что есть частые циклы расширения-сужения и контакт с питьевой водой. Для материала мембран для гидроаккумуляторов нужно использовать эластичную пищевую резину.

Гидроаккумулятор состоит:

Металлическая емкость 1, внутри которой вставлена резиновая мембрана в виде груши 2 из пищевой резины. Фартук мембраны закреплен между фланцами 3 с помощью болтов 4. В верхней части бака имеется  тяга с патрубком 5, закрепленная гайкой 6. Патрубок служит для установки предохранительного клапана и воздухоотводчика. Нужно учитывать, что вода занимает не весь объем бака, а всего лишь его часть. Остальной объем занимает воздух под давлением. Давление воздушной подушки может регулироваться с помощью ниппеля 7, закрытого пластиковой крышкой 8.

Работа насоса заключается в подаче воды под давлением в трубы и, естественно, в грушу гидроаккумулятора. Мембрана — груша расширяется, при этом воздух, окружающий мембрану, начинает сжиматься. Наполнение бака водой происходит пока давление воды не уравняется давлением воздуха. Если водопотребления нет, давление в системе выравнивается с давлением отключения реле. Насос выключается. При открытии крана вода, вытесняемая давлением воздуха, поступает в первую очередь из гидроаккумулятора и только когда давление в системе упадет ниже установочного, реле давления включает в работу насос.

Гидроаккумуляторы и расширительные баки: в чем разница?

В магазинах бытовой техники порой можно услышать невероятные вещи – например, что между гидроаккумулятором и расширительным баком нет никакой разницы, кроме цвета: одни синие, другие красные. Тогда зачем понадобилось окрашивать два одинаковых агрегата в разные цвета, если они взаимозаменяемы?

Разные функции – разные устройства

Принципиальное различие между гидроаккумулятором и компенсационным баком определяется функциональностью. Гидроаккумулятор предназначен для защиты систем водоснабжения, расширительный бак – для компенсации теплового расширения воды. Разные задачи предъявляют к конструкции агрегатов разные требования, поэтому не стоит обманываться внешним сходством.

Основная задача расширительного бака – поддержание стабильного давления в отопительном контуре с поправкой на тепловое расширение воды. Жидкости, как и газы, увеличивают объём при нагревании, но не способны сжиматься. Когда воде становится тесно, она рвётся на свободу, не считаясь с препятствиями. Финал предсказуем: протечка в месте стыка или разрыв трубопровода. Для предотвращения аварий требуется установка компенсаторного бака, в котором собираются избытки воды.

Гидроаккумулятор выполняет защитные функции в системе водоснабжения, компенсируя перепады давления в сети при включении и выключении насоса. Так удаётся избежать гидравлических ударов, сокращающих срок эксплуатации системы. Кроме того, насосное оборудование не может работать непрерывно, поэтому важно иметь запас воды на случай внезапного отключения электричества или поломки насоса.  

Одновременно гидробак поддерживает достаточный напор в системе во время простоя насосного оборудования. Пока давление в сети не упадёт до критической отметки, насосы отдыхают – нет необходимости запускать их всякий раз, когда кто-нибудь открывает кран. Чем меньше включений и выключений, тем дольше прослужит насос. Разумеется, не все гидроаккумуляторы одинаково эффективны на своём посту – важно правильно подобрать агрегат и аксессуары к баку с учётом характеристик насосного оборудования, количества водоразборных точек и расчётного расхода воды в системе.

В Интернете можно найти формулы для определения оптимального объёма водонакопительного резервуара, но иногда в методику расчёта требуется вносить поправки на условия эксплуатации. К примеру, при частых перебоях электроснабжения объём сосуда подбирают с запасом – но ровно настолько, чтобы не допускать застоя воды. Если у вас не хватает знаний и опыта, чтобы учесть все нюансы и выполнить монтаж гидробака собственными силами, обратитесь за помощью к специалистам.

Всё дело в мембране: конструктивные отличия гидроаккумуляторов и расширительных баков

Поначалу компенсационные баки делали открытыми, но позже оказалось, что такое инженерное решение создаёт новые проблемы. Во-первых, вода постоянно испаряется, и её потери нужно восполнять. Во-вторых, никто не отменял коррозийное действие кислорода. В-третьих, в открытых контурах труднее контролировать напор. Наконец, монтаж бака вылетает в копеечку, так как конструкцию приходится утеплять.

Появление прочных и эластичных мембранных материалов подсказало выход из инженерного тупика, сделав возможным изготовление закрытых расширительных баков, не пропускающих кислород. Аналогичным образом были решены задачи поддержания постоянного уровня воды и регулировки давления. Кроме того, закрытая конструкция упростила монтаж и сервисное обслуживание расширительных баков – отныне агрегат можно устанавливать не только в верхней точке системы, а там, где вам удобнее.

Диафрагменная мембрана делит ёмкость компенсационного бака на две части. Верхний отсек заполняют теплоносителем, а в нижний закачивают воздух, плотно прижимающий диафрагму к стенкам резервуара. Увеличение объёма теплоносителя при нагревании сжимает воздух, пропуская воду в верхний отсек бака.

Гидроаккумуляторы также оснащены мембранами, но их форма и расположение совершенно иные. Внутри сосуда помещается баллонная мембрана, похожая на грушу, которая крепится между фланцами, исключая контакт воды с внутренней поверхностью резервуара. Именно поэтому недопустимо использование расширительных баков в системах водоснабжения: если питьевая вода соприкасается со стенками резервуара, её качество окажется неприемлемым – к примеру, из-под крана может потечь ржавая вода.

Пока напор поступающей воды не уравновесит давление воздуха между стенками сосуда, мембрана расширяется, стремясь заполнить всю ёмкость гидроаккумулятора. Давление воздуха регулируется ниппелем. В верхней части сосуда располагается патрубок, к которому подключают воздухоотводчик и предохранительный клапан.

Поскольку мембраны расширительных баков и гидроаккумуляторов функционируют в разных условиях, требования к материалам будут различны. Так, для диафрагменной мембраны важна термостойкость, поскольку температура воды в системах отопления достигает 90°C.

Для баллонных мембран в приоритете динамическая эластичность и стойкость к частому повторению растяжений и сжатий – от 5 до 15 циклов в час в штатном режиме. Поскольку мембраны гидробаков контактируют с питьевой водой, их изготавливают из пищевой резины с минимальной диффузией. Устойчивость к тепловому воздействию не имеет особого значения – температура воды в сетях холодного водоснабжения не превышает 30°C.

Какая мембрана лучше?

По свойствам мембран можно сделать вывод о допустимых сферах применения агрегатов. Если установить мембранный гидроаккумулятор в систему отопления, баллонная мембрана быстро выйдет из строя. Зато расширительные баки с успехом применяются в автоматических противопожарных установках в качестве сосудов для огнегасящих жидкостей или модулей порошкового пожаротушения.

Для изготовления мембран используют разные материалы:

• NATURAL – натуральный каучук, совместимый с технической и питьевой водой; отличается большой динамической эластичностью, хотя по мере износа может наблюдаться частичная диффузия;
• BUTYL – бутиловая резина для компенсационных баков и гидроаккумуляторов. Материал более устойчив к диффузии по сравнению с каучуком, но проигрывает в эластичности;
• EPDM – этиленпропиленовая резина; по характеристикам сходна с бутиловой резиной, но более водопроницаема. Как и каучук, может использоваться с питьевой и технической водой;
• NITRIL – обладает антикоррозийными свойствами и выдерживает действие активных сред;
• SBR – мембранная резина для расширительных баков, для установки в гидроаккумулятор недостаточно растяжима.

Синтетические резины рассчитаны на эксплуатацию при температурах от -10 до 100°C; у каучука диапазон рабочих температур на порядок меньше – от -10 до 50°C.

Теперь, когда вы знаете, чем продиктованы конструктивные отличия элементов систем отопления и водоснабжения, ни один продавец не собьёт вас с толку. Вы и сами разберётесь, какой агрегат вам нужен – расширительный бак или гидроаккумулятор. Внимательно изучайте технические паспорта предложенных моделей и делайте правильный выбор!

Отличия гидроаккумулятора от расширительного бака- плюсы и минусы

Выбирая комплектующие для систем автономного водоснабжения и отопления, необходимо четко уяснить разницу между типами устройств, используемых в этих системах. Внешне они могут быть довольно похожими – но особенности конструкции накладывают отпечаток на функционирование подобных изделий.

Это правило подходит и для резервуаров – расширительных баков и гидроаккумуляторов. Кроме того, что расширительные баки обычно делают красными, а гидроаккумуляторы – синими, эти изделия отличаются и выполняемыми функциями, и сферой применения. Об основных отличиях гидроаккумуляторов и расширительных баков мы расскажем ниже.

Конструкция и назначение устройств

Расширительный бак

Устройства обоих типов, используемые в автономных системах, имеют сходную конструкцию и работают по единому принципу. Рассмотрим основные элементы изделий на примере расширительного бака для отопительной системы:

• Основное назначение бака – компенсация расширения теплоносителя. При нагревании вода увеличивается в объеме, причем довольно сильно (+0,3% на каждые 10 градусов Цельсия). При этом жидкость практически не сживается, так что нагретый теплоноситель будет оказывать значительное давление на стенки труб, места соединения и запорную арматуру.




• Чтобы компенсировать это давление, а также свести к минимуму последствия гидроударов, в систему встраивается дополнительный резервуар – расширительный бак. Первые баки имели негерметичную конструкцию, но сегодня почти повсеместно используются пневмогидравлические модели.




• Внутри такого бака размещается мембрана из эластичного материала. Поскольку мембрана контактирует с нагретым теплоносителем, ее делают из полимеров, отличающихся стойкостью к высоким температурам – EPDM, SBR, бутилкаучков и нитрилкаучуков.




• Мембрана разделяет бак на две полости – рабочую (в нее попадает теплоноситель) и воздушную. При повышении давления в системе воздушная камера уменьшается в объеме (за счет сжатия воздуха), и это компенсирует нагрузку на трубы и запорную арматуру. Примерно то же самое происходит при гидроударе — но здесь процесс идет с большей скоростью.




• При снижении температуры теплоносителя объем воды уменьшается, и воздух, оказывая давление на мембрану, вытесняет дополнительный объем горячей воды в трубы отопительной системы.

Примером расширительного бака может служить Wester WRV 35  емкостью в 35 литров, отлично подходящий для систем отопления большого дома или общественного здания.

Гидроаккумулятор

Гидроаккумулятор, на первый взгляд, практически не отличается по конструкции от расширительного бака:

• Основа – та же емкость из коррозионно-устойчивой стали, только выкрашенная в синий цвет.




• Внутри ёмкости тоже находится мембрана – правда, несколько отличающаяся по форме от мембраны расширительного бака.




• Внутренний объем тоже делится на две камеры, только у гидроаккумуляторов камера для воды находится внутри мембраны, т.е. полностью исключается контакт жидкости с металлическими стенками бака.

Да и функционирует конструкция по сходному принципу, хоть и используют ее по другому назначению:

• При включении насоса или подаче воды по централизованному водопроводу камера наполняется жидкостью под определенным давлением.




• Если напор по какой-то причине падает, воздушная камера увеличивается в объеме, и вода из рабочей камеры попадает в систему. Благодаря этому стабилизируется давление в трубах, и оборудование (стиральные машины, посудомойки и т.д.) работает без сбоев.




• Второй аспект работы гидроаккумулятора – защита насоса от частых включений. Пока можно компенсировать отбор воды из системы за счет резерва в баке, реле давления не будет срабатывать, и насос не начнет подкачивать воду. Таким образом, техника будет включаться реже, а значит, проработает дольше.




• Большой гидроаккумулятор (на 50, 100 или более литров) – это еще и запас воды. Да, долго на таком запасе не протянешь, но при экономном расходовании вполне можно пережить аварию на водопроводе или отключение электричества, которое сделает невозможной работу насоса.




• Кроме того, гидроаккумулятор, как и расширительный бак, компенсирует гидроудары.

Пример гидроаккумулятора в каталоге интернет-магазина «Альфатэп» — горизонтальная модель на 24 литра Джилекс 24 Г.

Отличия изделий

Резюмируя все вышесказанное, стоит свести воедино основные отличия между гидроаккумуляторами и расширительными баками для отопительных систем:

• Основная разница в конструкции – материал, используемый для изготовления мембраны. Для расширительных баков приоритетом является термостойкость, для гидроаккумуляторов – эластичность и нейтральность (т. е. отсутствие реакции с водой). Использовать расширительный бак в системе питьевого водоснабжения не стоит как минимум по этой причине – вода будет иметь отчетливый привкус резины.




• Конструкция гидроаккумуляторов разрабатывается производителем с таким расчётом, чтобы минимизировать контакт металлической емкости с водой (иначе коррозии не избежать). Чаще всего это обеспечивается за счет установки мембраны особой формы.




• Может присутствовать и разница в давлении в воздушной камере. Как правило, для работы гидроаккумуляторов это давление должно быть выше – тогда устройство обеспечит более эффективную стабилизацию напора.




• При подборе устройство мы тоже руководствуемся разными принципами. Объем расширительного бака зависит от объема теплоносителя в сети (в среднем он должен составлять около 10%, если будет меньше – не получится компенсировать температурное расширение). Гидроаккумулятор же выступает в том числе и резервуаром для запаса воды, потому тут действует правило «чем больше, тем лучше» (в разумных пределах!).

Вот, в принципе, и все, что вам стоит иметь в виду, если вы не хотите выбирать емкости для автономных систем отопления и водоснабжения только по цвету. Если же на этапе выбора у вас появятся вопросы, то их всегда можно задать консультантам компании «Альфатэп», позвонив по контактному номеру 8 (495) 109-00-95.

Как устроен мембранный расширительный бак. Баки для водоснабжения

Сегодня нам предстоит выяснить, для чего нужна установка расширительного бака в системе водоснабжения, как устроен мембранный бачок, и как его правильно подключить. Начнем мы, однако, с уточнения формулировок и названий сантехнической арматуры.

Долой путаницу

В магазинах сантехники вы можете встретить две разновидности этих устройств, отличающиеся друг от друга цветом:

Изображение	Описание
	1. Устанавливаемые на отопление — водоснабжение расширительные баки обычно красные и в полном соответствии с названием предназначены для компенсации теплового расширения воды или жидкого теплоносителя при нагреве. Жидкости практически не сжимаются, и при их расширении давление в замкнутом контуре начинает расти с катастрофической скоростью; воздушная подушка тормозит его рост.
Гидроаккумуляторы, или расширительные баки для систем питьевого водоснабжения — синие	2. Гидроаккумуляторы — синего цвета (см. ) . Они позволяют создать автономный запас холодной воды, и выполняют функцию демпфера. То есть, гасят скачки давления при открытии/закрытии запорной арматуры и включении/выключении подающего воду насоса.

Узнать больше о мембранных баках вам поможет видео в этой статье.

Устройство

Как устроены расширительные баки для водоснабжения?

Мембранный бачок — это стальная емкость с патрубком для подключения к водопроводу или системе отопления и золотником для накачки. Она разделена эластичной мембраной на два отсека — воздушный и водяной. Воздушный отсек нередко вместо воздуха заполняется азотом, исключающим поражение стенок бачка коррозией.

Любопытно: расширительный бак системы горячего водоснабжения или отопления обычно снабжается мембраной с повышенной термостойкостью. Никаких других конструктивных различий между ним и гидроаккумулятором нет, поэтому расширительный бачок можно смело использовать в роли гидроаккумулятора.

Схемы

Теперь давайте более детально разберемся, зачем нужен расширительный бак в системе водоснабжения, на примере конкретных схем.

Обвязка бойлера

Обвязка бойлера обычно включает два установленных на его входном патрубке элемента арматуры:

Изображение	Описание
	Обратный клапан. Он пропускает холодную воду из водопровода внутрь накопительного водонагревателя, но не позволяет ей выливаться обратно при отключении ХВС.
	Предохранительный клапан. Поскольку обратный клапан превращает водопровод и бойлер в замкнутый контур, при нагреве воды в нем начинает быстро расти давление. Когда оно достигает опасных значений, предохранительный клапан сбрасывает избыток воды через дренажную трубку.

Полезно: объединенные в одном корпусе обратный и предохранительный клапаны часто продаются под названием «группа безопасности бойлера».

Пока объем бойлера невелик, потери нагретой воды незначительны или отсутствуют (тепловое расширение компенсируется упругостью стенок водопровода). А вот при его значительном объеме горячая вода сбрасывается в дренаж литрами и десятками литров, что заметно сказывается на расходах на нужды ГВС.

Подключение расширительного бака к системе водоснабжения полностью исключает потерю нагретой воды. Ее избыток вмещается мембранным бачком, что сопровождается незначительным ростом давления в контуре.

Насколько большим должен быть расширительный бак на систему водоснабжения с бойлером известного объема?

Обычно он берется равным 10% от объема бойлера. Да, тепловое расширение воды в разумных пределах температуры меньше 10%; однако не забывайте про то, что вместимость отсека для воды не равна полному объему мембранного бачка: часть этого объема занята воздухом.

Поэтому на практике используется округление в большую сторону: бак расширительный для водоснабжения 50 литров способен обеспечить безопасную работу 500-литрового бойлера.

Запас воды

Как использовать гидроаккумулятор или расширительный бак для холодного водоснабжения, обеспечив себя водой на время ее периодических отключений?

Инструкция по монтажу прибора своими руками предельно проста и состоит всего из двух пунктов:

1. Подключите патрубок бачка к любому участку водопровода гибкой или жесткой подводкой;

1. На вводе ХВС установите обратный клапан. Он не позволит воде сливаться из бака в отключенный и сброшенный магистральный водопровод.

Обратите внимание: полезная емкость мембранного бака заметно отличается от его полного объема. Например, расширительный бак системы водоснабжения 500 литров, способен запасти на случай отключения не больше 250 литров воды.

Вода из скважины

Как установить расширительный бак в системе водоснабжения с подачей воды из скважины или колодца? Он опять-таки монтируется в любой точке водопровода.

Помимо мембранного бака, такая система включает:

Какое давление в расширительном баке системы водоснабжения нужно поддерживать?

Ответ нельзя дать, на зная настроек автоматики управления насосом. Давление в расширительном бачке водоснабжения должно быть немного ниже (примерно на 0,2 атмосферы) давления включения подкачки воды из скважины. В этом случае насос будет запускаться до того, как остатки воды из мембранного бачка вытекут через открытый кран.

Как накачать расширительный бак в системе водоснабжения, если давление в нем упало ниже необходимого? Это можно сделать любым воздушным насосом — велосипедным, автомобильным и т.д. Шланг насоса подключается к золотнику на мембранном бачке.

Вода из емкости

Водоснабжение из накопительной емкости практикуется в садовых товариществах с подачей воды по графику, а также там, где изношенные магистрали водоснабжения часто отключаются для ремонта. Самый простой способ подачи воды в водопровод — самотеком, из установленного на чердаке бака.

Однако такая схема имеет три серьезных недостатка:

1. Запас воды ограничен прочностью перекрытия;
2. Чердак должен быть утепленным и отапливаемым, иначе вода замерзнет в первые же заморозки;
3. Напор в самотечном водопроводе ограничен расстоянием по вертикали между баком и краном. Между тем для нормальной работы бытовой техники (проточных водонагревателей, стиральных и посудомоечных машин) нужен напор не менее 3 метров (0,3 кгс/см2).

Подача воды из емкости, установленной в подвале, подполе или цокольном этаже, с помощью насосной станции лишена всех этих недостатков: вес стоящего на поверхности грунта или стяжки бака ничем не ограничен, напор создает насос, а температура грунта ниже уровня промерзания круглый год выше нуля.

Какую роль в этой схеме выполняет расширительный бак для систем водоснабжения? Ту же, что и при подаче воды из скважины: сглаживает скачки давления и позволяет насосу простаивать при незначительном расходе воды.

Какой должна быть схема подключения расширительного бака для водоснабжения? Опять-таки такой же, как при автономном водоснабжении из скважины или колодца.

Однако: на практике на подачу воды из емкости обычно ставится поверхностная насосная станция, представляющая собой насос, автоматическое реле с датчиком давления и гидроаккумулятор на одной станине.

Борьба с гидроударами

Гидроударом называется кратковременный скачок давления, возникающий в замкнутом контуре вследствие инерции движущегося потока воды при его мгновенной остановке. Гидроудар часто выводит давление за пределы прочности труб и гибких подводок; последствия весьма предсказуемы — владелец получает разрывы водопровода по швам и фитинговым соединениям.

Если к водопроводу подключены расширительные баки — водоснабжение делается абсолютно безопасным: воздушная емкость и в этом случае исполняет роль демпфера. Бачок небольшого объема монтируется на вводе водоснабжения или (при коллекторной разводке воды) на коллекторе.

Заключение

Надеемся, что наш материал поможет уважаемому читателю в проектировании и монтаже собственного водопровода. Успехов!

|

Мембранный бак
функционирует
следующим образом: после монтажа системы и подключения к электросети
насос включается и начинает закачивать воду в водяную камеру; при этом
объем воздуха, находящегося в воздушной камере бака, уменьшается на
величину поступающего объема воды в бак. При уменьшении объема воздуха
давление в мембранном баке
возрастает. После того,
как давление в мембранном баке превысит давление отключения насоса,
предварительно установленное на реле давления, насос отключается и
находится в отключенном состоянии до тех пор, пока давление в системе
не упадет в результате водоразбора ( вода при этом поступает потребителю непосредственно из мембранного бака
), после чего насос снова включается и т.д.

Так как давление воздуха в
мембранном баке уравновешено давлением воды, мембрана постоянно
находится в свободном состоянии, не испытывая внутренних напряжений —
она как бы «плавает» в баке между водой и воздухом. Давление в мембранном баке

можно контролировать по манометру. По нему же происходит и настройка
реле давления на требуемый рабочий диапазон работы мембранного бака.

Где используется мембранный бак?

Использование мембранных баков в системах отопления

При нагреве котла температура
жидкости-теплоносителя в нем повышается и жидкость расширяется.
Жидкость практически несжимаема, и если система отопления не будет
оснащена дополнительным устройством, позволяющим отвести дополнительный
объем, то неизбежно произойдет ее разрушение. Для исключения этого и
применяются расширительные (компенсационные) баки.

Использование мембранных баков в системах водоснабжения и водоподготовки

Баки для воды (гидроаккумуляторы) служат для
аккумулирования некоторого количества воды, чтобы можно было ее
выдавать под нужным давлением в нужный момент.

Другие функции мембранных баков

Расширительные баки могут применяться для
предотвращения разрушения системы от гидравлического удара. Также баки
могут использоваться и как емкости с огнегасящей жидкостью в системах
пожаротушения, и как резервные баки в тех случаях, когда отключается
электричество. Гидравлические баки используются не только в бытовых, но
и в промышленных и сельскохозяйственных системах водоснабжения. При
этом профессиональная серия рассчитана на рабочее давление до 16 бар.

Какие существуют конструкции мембранных баков?

Баки со сменной мембраной

Бывают горизонтального и вертикального
исполнения. Отличительной особенность — жидкость целиком находится
внутри мембраны и не контактирует с металлической поверхностью бака.
Замена мембраны производится через фланец, который закреплен с помощью
нескольких болтов. При больших объемах расширительного бака мембрана
баллонного типа закрепляется задним концом к ниппелю через резьбовое
соединение для стабилизации заполнения.

Баки с фиксированной диафрагмой

Внутренняя поверхность бака разделена на два объема мембраной. Мембрана

— диафрагменная, несменяемая, жестко закреплена по периметру сечения
бака. В одном объеме находится воздух, в другом — теплоноситель или
питьевая вода. Внешняя поверхность бака покрыта эмалью, а внутренняя
поверхность, контактирующая с жидкостью, — влагостойкими красками.

Как правильно установить мембранный бак?

Прежде, чем устанавливать
бак,необходимо обязательно убедится, что в техническом расчете
правильно определены параметры,. Категорически запрещается
устанавливать мембранный бак
, не проверив технические расчеты и параметры, так как это может причинить ущерб людям, отопительной системе или самому баку.
Мембранный бак должен быть установлен только подготовленным специалистом.

Мембранный бак должен быть технически верно установлен и надежно
присоединен к трубопроводу и фундаменту. Если масса бака превышает 30
кг, необходимо закреплять его с помощью специального приспособления во
избежание ущерба.
На системах оборудованных мембранным баком
должны быть установлены предохранительные устройства, ограничивающие
давление и гарантирующие невозможность превышения максимального
рабочего давления.
Для предотвращения электролитической коррозии бак должен быть надежно заземлен.

Предварительное давление в мембранном баке

На заводе-изготовителе в мембранном баке
установлено предварительное давление воздуха (не более 4 бар).
Предварительное давление может быть скорректировано на месте с учетом
условий эксплуатации. Правильная настройка предварительного давления
гарантирует надежную работу всей системы и долгий срок службы мембраны.
В процессе монтажа системы рекомендуется всегда
проверять предварительное давление в мембранном баке. Перед изменением
предварительного давления бак должен быть опорожнен. Предварительное
давление должно быть ниже давления включения насоса. Для правильной
установки этого давления рекомендуем воспользоваться представленной
здесь настроечной таблицей.

Максимальный и фактический объемы мембранного бака

Максимальный объем воды, содержащейся в мембранном баке, может составлять не более
75 % от его общего объема. Фактический же объем содержащейся в нем
воды, как правило, заметно меньше, так как лишь в редких случаях,
предусмотренных спецификой того или иного технологического процесса,
давление находящейся в мембранном баке

воды достигает 10 бар. Поэтому, если перепад давлений между включением
и выключением насоса не превышает 2 — 2,5 бар (наиболее приемлемый в
условиях автономного водоснабжения диапазон), фактический объем воды в
мембранном баке будет составлять приблизительно 30 — 35 % от общего его
объема.
Чем больше разница между давлениями включения и выключения насоса, тем больше фактический объем мембранного бака.

Минимальный объем мембранного бака

Минимальный допустимый объем мембранного бака
напрямую зависит от максимально допустимого числа включений насоса в
час и от интенсивности водоразбора, а также от того, при каких
значениях давления насос будет включаться и выключаться.
Минимально допустимый объем мембранного бака
можно определить из следующего приближенного выражения:
V = 2Q/N,
где V — объем мембранного бака, м3
Q — предполагаемый разбор воды, м3/ч
N — максимально допустимое число включений насоса в час
Для того, чтобы продлить срок службы
электродвигателя насоса, рекомендуется выбирать мембранный бак, объем
которого несколько превышает минимально допустимый. Допускается
установка двух и более мембранных баков в одну систему, при этом
давление в воздушных камерах этих мембранных баков должно быть
одинаковым.

Обслуживание мембранных баков

Необходимо чтобы эксплуатация осуществлялась только квалифицированными специалистами.
Мембранные баки должны обслуживаться, по крайней
мере раз в год, а результаты предварительной закачки воздуха должны
соответствовать значению,указанному на этикетке +20 %.
При осуществлении предварительной закачки воздуха бак должен быть полностью слит.
Если во время предварительной закачки воздуха
давление отличается от того давления, которое указано на этикетке, оно
должно быть восстановлено до первоначального уровня.
Не отсоединяйте расширительный бак до тех пор,
пока он не будет полностью слит при помощи сливного крана. Бак должен
быть защищен от сильного холода.

Техника безопасности

Предварительное давление ни в коем случае не
должно превышать уровень, указанный на информационной табличке и
закрепленной на каждом баке. Мембранный бак
никогда
не должен разбираться или демонтироваться во время работы. Запрещается
рассверливать бак и открывать его, применяя усилие. Необходимо всегда
соблюдайть технические характеристики, указанные на информационной
табличке. Никогда не превышайте максимальную рабочую температуру и
максимальное рабочее давление. Не используйте мембранный бак не по
назначению.
Каждый мембранный бак
проверяется, испытывается индивидуально или совместно, упаковывается на заводе-изготовителе.

В статье подробно рассмотрены баки для водоснабжения, их классификация и особенности. Рассмотрена конструкция мембранного бака и принцип работы, даны советы и рекомендации по монтажу баков в систему водоснабжения.

Расширительные баки — это баки, предназначенные для компенсации излишков объема воды, выравнивая этим давление в водонагревательных приборах, обеспечивая безопасность беспрерывной работы системы отопления. Второе его название — гидроаккумулятор (гидро — вода, аккумулятор — накопитель). Расширительные баки для водоснабжения устанавливаются с целью поддержания водяного давления в системе. При необходимости восстановления объемных изменений теплоносителя, которые возникают в процессе охлаждения или нагрева, нужда в приобретении расширительного бака неизбежна. (См. также: )

Виды расширительных баков:

1. Плоские;
2. Навесные;
3. Напольные;
4. Напольные баки со сменной мембраной.

Классы расширительных баков

1. Расширительные баки для водоснабжения горячей воды;
2. Расширительные баки для отопления.

Рисунок 1: Расширительные баки

Конструкция расширительных баков

Расширительные баки непосредственно изготавливаются из обычной или нержавеющей стали. Объем их должен составлять не менее чем 25-50 литров, и он будет зависеть от расстояния между подключением труб до места соединения со стояком. Рабочие мембраны могут быть сменные и несменные.

Экспанзоматы (гидравлические баки для системы отопления) состоят из стального корпуса высокого качества. Конструкция бака разделена мембраной с выходом на две камеры: воздушную (камера в которой уже подготовленный воздух) и водяную. Такие баки могут быть плоские и баллонные.

Рисунок 2: Гидравлический бак вертикального исполнения

Технические характеристики расширительных баков:

• Рабочая температура прибора от -10 до +99˚С;
• При испытаниях давление будет составлять в 1,5 раза больше максимального в рабочем режиме;
• Обшивка и дно состоит из стали и холодной штамповки;
• Мембрана состоит из сменной резины с повышенной эластичностью;
• Максимальное давление от 4 до 6 бар;
• Мембранный накопительный бак для водоснабжения

Рисунок 3: Монтаж расширительного бака

Накопительные баки мембранного типа

Мембранный накопительный бак для водоснабжения предназначен для осуществления нескольких функций системы водоснабжения: (См. также: )

• накопление запаса воды
• поддержка воды при определенном уровне давления
• накопившаяся вода служит резервом, уменьшающим цикл запуска и выключения насоса воды.

Если контакты питания часто щелкают, срок службы насоса, естественно, быстро сокращается. Если в доме выключился свет, то всем понятно, что работать насос не будет, но бывает, что в гидроаккумуляторе еще есть вода, и она под хорошим давлением, то на некоторое время система водоснабжения будет работать. Объем мембранного бака будет влиять на продолжительность его использования.

Гидроаккумулирующие мембранные баки созданы для систем горячего и холодного водоснабжения, установок для пожаротушения, повышающих установок и подпитываемых систем и систем отопления. Служат для восстановления после гидродинамических ударов. Мембранный расширительный бак для водоснабжения работает следующим образом: после монтирования системы и подключения к нему электросети насос начинает заполнять водяную камеру водой. А объем воздуха, который находится в воздушной камере бака, будет уменьшаться с поступающим объемом воды в бак. Если уменьшить объем воздуха бака, то давление в мембранном баке увеличится.

При превышении давления бака того давления, которое сопутствует отключению насоса, насос автоматически отключится, и будет находиться в таком состоянии пока давление в самой системе не упадет до требуемого уровня при водозаборе (вода в таком случае будет доставляться из мембранного бака), затем насос опять включиться и так далее. Мембрана все время находится в хаотичном состоянии, потому что давления воздуха мембранного бака уравновешено с давлением воды, и по этому мембрана, не испытывая внутренних напряжений, находится в потоке между воздухом и водой. Давление мембранного бака можно проверять по специальному манометру. По нему же можно настроить реле давления на нужный рабочий диапазон в работе мембранного бака. (См. также: )

Принцип работы гидравлического бака

При нагреве воды в системе ее объем расширяется и далее она попадает в водяную камеру. При охлаждении вода возвращается в систему обратно. Поэтому в системе отопления нельзя обойтись без расширительного бака. Вода, которая поступает в мембранный бак для водоснабжения, не взаимодействует с поверхностью корпуса, изготовленного из стали, так как само отделение бака сделано из бутила (специальный резиновый материал). Нужно отметить, что срок службы и надежность расширительных баков будет зависеть от толщины его стенок.

Рисунок 4: Зарядка гидроаккумулятора

Рисунок 5: Вытеснение воды сжатым воздухом

Рисунок 6: Зарядка гидроаккумулятора насосом

Рисунок 7: Отключение насоса при нужном давлении

Применение мембранных баков в системе отопления

Когда котел нагревается, температура жидкости-теплоносителя растет, и жидкость начинает расширяться. Такая жидкость практически не способна сжиматься, и если вдруг отопительная система не будет иметь дополнительное устройство оснащения, которое позволяет отводить объем для дополнения, то произойдет неизбежное разрушение всей системы. Во избежание подобного применяют компенсационные (расширительные) баки для систем водоснабжения.

Дополнительные функции

Компенсационные баки для систем водоснабжения применяются для предотвращения разрушений систем от гидравлических ударов. Еще такого рода баки используют как емкости для огнегасящей жидкости в пожаротушительных системах, и как баки для случаев, при отключении электроэнергии. Гидравлические баки используют не только в бытовой технике, но и сельскохозяйственной промышленности. Серия профессионально рассчитана на давление в 16 бар. Это рабочее стандартное давление. (См. также: )

Конструкции мембранных баков

Баки, имеющие сменную мембрану. Бывают как вертикального, так и горизонтального исполнения. Отличительная особенность состоит в том, что вся возможная жидкость расположена внутри самой мембраны и не имеет контакта с поверхностью бака, металлической поверхностью. Заменяют мембрану через специальный фланец, закрепленный при помощи всего нескольких болтов. Если же расширительный бак имеет слишком большой объем, то баллонную мембрану закрепляют задней частью за ниппель, через соединение с резьбой для стабилизации заполнения водой.

Бак, имеющий фиксированную диафрагму. Внутренняя часть такого бака разделилась на два мембранных объема. Мембрана в таком случае будет иметь жесткое крепление по всему периметру сечения. Один объем содержит в себе воздух, второй объем — питьевую воду или теплоноситель. Верхняя часть бака покрыта специальной эмалью, а внутренняя поверхность, которая контактирует с жидкостью, покрыта влагостойкой краской.

Рисунок 8: Конструкция мембранного бака

Запрещено!
Категорически запрещается устанавливать мембранные баки, не совершив технических расчетов и не проверив параметров. Это может принести значительный ущерб, как отопительной системе, баку, так и людям.

Право на установку мембранного бака имеет только подготовленный специалист. Данный бак должен быть технически правильно и надежно соединен с фундаментом и трубопроводом.

Совет!
Во избежание ущерба при весе бака более 30 кг для крепления нужно использовать специальное приспособление. Так же необходимо установить предохранительное устройство, которое способно ограничивать давление и гарантировать невозможность превышения рабочего максимального давления.

Баки для систем водоснабжения обязательно должны быть заземлены, это в свою очередь предотвратит электролитическую коррозию.

На заводе, изготавливающем мембранные баки, в баках устанавливается предварительное давление, создается оно воздухом (до 4 бар). Данное давление требует правильной настройки, ибо только при таком условии можно получить гарантию надежной работы всей системы на протяжении долгого срока службы мембранного бака.

Использование материалов разрешено только при наличии индексируемой ссылки на страницу с материалом.

Читайте также…

Знакомство с вашим резервуаром для хранения под давлением | Расширение Небраски: Общественная среда

Вы можете воспринимать напорный бак в вашей частной системе водоснабжения как должное. Но это хорошая идея, чтобы понять назначение танка и то, как он работает.

Напорный бак в частной системе водоснабжения имеет три цели. Он накапливает воду и подает воду под давлением, когда насос не работает. Он создает резервный запас воды, поэтому насос запускается и останавливается реже, что продлевает срок службы насоса.Кроме того, он обеспечивает запас воды для использования в периоды высокого спроса.

Работа напорного резервуара основана на физических свойствах. Воду нельзя сжать до меньшего размера, в отличие от воздуха. Когда вода закачивается в резервуар с воздухом, воздух сжимается, в результате чего вода оказывается под давлением. Чем сильнее сжат воздух, тем больше давление воды. Когда вода достигает заданного давления, обычно от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм (psi), насос автоматически отключается.По мере использования воды давление в баке понижается. Когда вода достигает заданного давления, обычно от 20 до 40 фунтов на квадратный дюйм, насос снова запускается. Минимальное давление в баллоне должно быть по крайней мере таким же высоким, как давление, необходимое для любого устройства или прибора, использующего воду. Многим для правильной работы требуется не менее 10 фунтов на квадратный дюйм. Установкам очистки воды, умягчителям воды, стиральным машинам и посудомоечным машинам может потребоваться более высокое давление воды для правильной работы; возможно, до 30 фунтов на квадратный дюйм или более.

Баки высокого давления бывают разных типов.К более старым типам напорных резервуаров относятся резервуары из оцинкованной стали и резервуары из оцинкованной стали с плавающей пластиной. Сегодня баки высокого давления с диафрагмой или резиновым баллоном являются обычным явлением.

До 1970 года наиболее распространенным типом напорного бака, используемого в частной водопроводной системе, был бак из оцинкованной стали. Недостатком резервуара из оцинкованной стали является то, что воздух и вода находятся в непосредственном контакте друг с другом. Вода может поглотить часть воздуха, поэтому воздух необходимо заменять, чтобы не допустить переувлажнения резервуара.В этом случае в резервуаре остается мало воздуха для сжатия, поэтому насос работает почти каждый раз, когда используется вода. Кроме того, слишком много воздуха в резервуаре является проблемой, потому что это уменьшает пространство для хранения воды. Необходимо выпустить дополнительный воздух, иначе в баллоне появится воздух. Устройство для измерения объема воздуха, прикрепленное к стальному напорному резервуару, автоматически регулирует объем воздуха. Стальной оцинкованный резервуар с пластиной имеет плавающую пластину, отделяющую воздух от воды.

С 1970 года в большинстве частных систем водоснабжения используются баллонные напорные баки.Мочевой пузырь — это мешок, обычно сделанный из бутилкаучука или гибкого поливинилхлорида. Вода находится в мочевом пузыре и не вступает в прямой контакт с воздухом в резервуаре. Баллон, содержащий воду, расширяется в воздушное пространство под давлением в резервуаре по мере его наполнения. Поскольку вода используется из системы, баллон сжимается до тех пор, пока вода не будет почти полностью опорожнена, прежде чем будет достигнуто минимальное давление, активируя насос. На заводе они находятся под давлением (обычно около 20 фунтов на квадратный дюйм), но давление можно регулировать с помощью воздушного клапана, расположенного рядом с верхней частью резервуара.Поскольку в баллоне почти не остается воды при давлении, когда насос включен, эти резервуары могут не подходить для скважин с низким дебитом (например, с очень низкой скоростью откачки), если не используется дополнительный резервуар. Также используются мембранные напорные баки. Диафрагма — это мембрана, которая разделяет воду и воздух в резервуаре.

Один из способов выбрать подходящий размер напорного бака — это основываться на расходе насоса. Типичный частный насос для водоснабжения подает воду со скоростью от 5 до 10 галлонов в минуту (галлонов в минуту).Умножьте расход на четыре, чтобы определить размер диафрагмы или бака-дозатора. Например, для насоса на 9 галлонов в минуту потребуется резервуар для хранения на 36 галлонов. Это будет та же формула размера, что и для резервуара из оцинкованной стали с установленной пластиной. Резервуар из оцинкованной стали без пластины имеет размер, в 10 раз превышающий расход; насос на 9 галлонов в минуту потребует резервуара для хранения на 90 галлонов. Обратитесь к поставщику насоса, чтобы определить подходящий размер напорного бака для вашей системы водоснабжения.

Как и для любой формулы, есть исключения, в том числе системы с малодебитными скважинами.Ваш поставщик насосов может определить подходящий размер напорного бака, если у вас скважина с низким дебитом.
Кроме того, водяные насосы и двигатели, предназначенные для использования с контроллерами двигателей с частотно-регулируемым приводом (VFD), популярны, особенно с погружными насосами. Такие системы называются водяными системами с постоянным давлением, поскольку контроллер определяет скорость двигателя насоса, необходимую для поддержания давления. Когда используется вода, давление падает, и насос ускоряется. Когда расход воды замедляется или прекращается, давление увеличивается, и насос замедляется или останавливается.Поддерживается почти постоянное давление. Для большинства домашних нужд водяной насос с ЧРП нуждается только в небольшом напорном баке; обычно от 1 до 2 галлонов.

Содержание этой статьи было получено из Nebraska Extension NebGuide «Частные колодцы питьевой воды: система распределения» Ян Р. Хигнстром, менеджер проекта расширения, Уэйн Уолдт, специалист по расширению водоснабжения и окружающей среды, и Шарон О. Скиптон, специалист по расширению водоснабжения Качественный педагог. См. NebGuide для получения дополнительной информации о напорных баках и других компонентах системы распределения воды.

Мембранный резервуар — обзор

Сосуды для сжиженного природного газа Qflex и Qmax

В этом разделе используются данные, исследованные К.

Раньше танкеры для перевозки СПГ можно было разделить в основном на две отдельные группы: 75 000 м ³ и 150 000 м ³ . Их размер определялся не дедвейтом, а максимальным объемом газа, который они могли перевезти в кубических метрах.

В настоящее время, благодаря достижениям в области судовых технологий, Naval Architects получили преимущества «экономии на масштабе», спроектировав суда для СПГ вместимостью 200 000–266 000 м. ³ .

Судно на 200 000–220 000 м ³ СПГ известно как суда Qflex. К октябрю 2011 года у судостроителей был размещен 31 заказ на эту конструкцию Qflex. Все три судна Qflex, представленные в Таблице 52.1, имеют 19 офицеров и 18 членов экипажа. Каждый из них рассчитан на 25 лет работы.

Таблица 52.1. Недавно доставленные суда.

Qmax design = 14 заказов, прибл. 265 тысяч кубометров грузового газа.

Qflex design = 31 проект, скажем, 210 000–216 000 кубометров грузового газа. Проект Qatargas 4 / Проект Qatargas 2.

Судно для перевозки СПГ площадью 250 000–266 000 м ³ известно как суда Qmax. К октябрю 2011 года у судостроителей было размещено 14 заказов на эту конструкцию Qmax. В конечном итоге они будут загружать свои партии СПГ на новом экспортном терминале Рас-Лаффан в Катаре.

Таблица 52.1 приведены общие сведения о пяти из этих судов, которые уже поставлены и находятся в коммерческой эксплуатации сегодня (октябрь 2011 г.). Все они имеют длину более 300 м и рабочие скорости 19,50–20,50 узлов.

На рис. 52.1 показан хороший пример одного из крупнейших кораблей Qmax, MOZAH гигантского размера, работающего со служебной скоростью 19,50 узлов.

Рисунок 52.1. Пример корабля Q _max , MOZAH.

Каждое из судов в Таблице 52.1 имеет:

•

Кормовое машинное отделение

•

Конструкция пятимембранного бака

•

Двустенный корпус

902

•

Мощность от двух низкооборотных дизельных двигателей (без паротурбинного оборудования)

•

Двухвинтовая силовая установка

•

Луковица Qflex дедвейтом около 100000 тонн, Qmax dwt около 125 000 тонн.

Весь отработанный газ, являющийся обычным побочным продуктом транспортировки СПГ, повторно сжижается и возвращается в грузовые танки вместо использования в качестве котельного топлива на паротурбинной установке.

Переименование дочерних кораблей ULCC

Сверхбольшие нефтеналивные суда, Hellespont Alhambra , Hellespont Fairfax , Hellespont Metropolis и Hellespont Tara (построены в 2002/2003 гг.) Были переименованы (в 2004 г.) TI Asia , TI Oceania , TI Africa и TI Europe соответственно.

Часто задаваемые вопросы: обратный осмос

1. Что такое обратный осмос (RO)?
2. Как это работает?
3. Какая система обратного осмоса самая лучшая?
4. Похож ли установка обратного осмоса на дистиллятор?
5. Дистиллированная вода чище, чем вода обратного осмоса?
6. Установки обратного осмоса тратят много воды?
7. Каковы ежегодные затраты на техническое обслуживание?
8. Какое значение имеет давление воды для системы обратного осмоса?
9. Могу ли я подключить установку обратного осмоса к моему холодильнику / льдогенератору?
10. Как долго прослужит установка обратного осмоса?
11. Удаляет ли обратный осмос хлор?
12. Удаляют ли установки обратного осмоса минералы, необходимые для здоровья?
13. Требуется ли электричество для установок обратного осмоса?
14. Почему установки обратного осмоса так популярны?
15. Может ли смягчитель воды повредить RO?

1.Что такое обратный осмос (RO)?

Обратный осмос, часто называемый RO, представляет собой усовершенствованный метод очистки воды, который изначально был разработан ВМС США для производства питьевой воды из морской воды для экипажей подводных лодок. Это технология мембранной фильтрации, которая заставляет воду под давлением проходить через очень крошечные поры полупроницаемой мембраны. Современные установки обратного осмоса для дома сочетают мембранную технологию с угольной и механической фильтрацией для получения высокоочищенной воды с прекрасным вкусом.

2. Как это работает?

Проще говоря, вода в современных жилых домах управляется нормальным давлением городской воды и проходит через фильтр предварительной очистки, который удаляет любую грязь и мелкие частицы, которые находятся в воде. Затем угольный фильтр предварительной очистки удаляет органические загрязнения, включая хлор и его побочные продукты. Затем он попадает в мембрану обратного осмоса — очень плотный листовой фильтр, который пропускает воду, но не пропускает растворенные твердые частицы и примеси, такие как натрий, свинец и мышьяк.Часть воды, поступающей в установку, используется для очистки поверхности мембраны и попадает в водосточные трубы на кухне. Очищенная вода хранится в небольшом резервуаре для хранения до тех пор, пока она не понадобится. Когда кран, установленный на раковине, открывается, очищенная вода пропускается через другой угольный фильтр, который придает ей окончательную полировку и оттуда попадает в смеситель. Конечно, здесь есть нечто большее, чем это упрощенное описание, поскольку устройства управления потоком, обратные клапаны и автоматические запорные устройства, которые останавливают приток воды, когда резервуар для хранения заполнен, все играют важную роль в RO, но мы вас спасем. время пока.

3. Какая система обратного осмоса самая лучшая?

Все мембраны обратного осмоса производят одинаковую воду высокой степени очистки. Однако не все системы предлагают одинаковые функции. Например: модель FMRO5-MT идеально подходит для городского водоснабжения. Этот блок имеет пять ступеней, то есть вода проходит через предфильтр из полипропилена для осаждения 5 микрон, затем два картриджа из твердого экструдированного угольного блока для удаления хлора, затем мембрану обратного осмоса для удаления мельчайших загрязнений и, наконец, еще один угольный фильтр для полировки вкуса. .FMRO4G-ERP обеспечивает экономию воды благодаря высокоэффективной конструкции. Эта модель производит больше воды за более короткий период времени, при этом в канализацию уходит меньше воды, чем при использовании традиционной системы обратного осмоса 50 галлонов в сутки. Это происходит из-за неэлектрического насоса пермеата, который использует дренажный поток для снижения противодавления из резервуара для хранения, обеспечивая более постоянное рабочее давление через мембрану. Модель WQC4RO13 разработана для потребителей, которые хотели бы получить RO с низким уровнем обслуживания. Эта модель разработана с дизайнерским краном для подачи воды, низкопрофильным резервуаром для хранения из полипропилена и головками фильтров коллектора, которые могут поворачиваться на 180 градусов, со встроенными запорными клапанами, что делает замену фильтра такой же простой, как поворот на 1/4 фильтр.

4. Походит ли установка обратного осмоса на дистиллятор?

Хотя как установки обратного осмоса, так и дистилляторы эффективно снижают содержание «растворенных твердых частиц» в воде, процессы совершенно разные. RO фильтрует воду через очень плотную полупроницаемую мембрану, а дистиллятор похож на большой чайник в том смысле, что он кипятит воду, улавливает пар, конденсирует его и улавливает образующуюся воду. Большинство примесей остается в камере кипячения. Оба они в значительной степени полагаются на угольную фильтрацию для химического удаления.Стоит отметить, что в дешевых дистилляторах часто мало или совсем нет угольной фильтрации, и они не так эффективны.

5. Дистиллированная вода чище, чем вода обратного осмоса?

Дистилляторы обычно удаляют на несколько частей на миллион больше обычных минеральных компонентов, таких как натрий. Однако дистилляторы неэффективны, когда речь идет о летучих химикатах с низкой температурой кипения. Например. Хлорамины, которые во многих городах теперь используют вместо хлора в качестве дезинфицирующего средства, не так эффективно удаляются дистилляторами.Однако обратный осмос в сочетании с угольными фильтрами очень хорошо удаляет следы хлораминов. Если летучие химические вещества, такие как хлор, не удаляются угольной фильтрацией до того, как они попадут в дистиллятор, они будут выбрасываться в воздух или попадать в дистиллированную воду. Тем не менее, оба метода производят очень чистую воду.

6. Установки обратного осмоса тратят много воды?

Это зависит от того, что вы подразумеваете под отходами. Домашняя установка обратного осмоса использует воду для самоочистки и смывания загрязнений, как и большинство других приборов, использующих воду.Учитывая, что мы также используем воду для мытья одежды, посуды, автомобилей и для смыва туалетов, установка обратного осмоса потребляет больше воды, чем вы фактически потребляете, но этого недостаточно, чтобы повлиять на ваш счет за воду. Однако установка обратного осмоса использует воду только при заполнении резервуара для хранения. Как только бак наполняется, устройство отключается, и вода не течет в слив — подумайте, два или три дополнительных смыва в день.

7. Каковы ежегодные затраты на техническое обслуживание?

Ежегодно необходимо заменять только предварительные фильтры и постфильтры для обеспечения надлежащей работы.В конечном счете, качество воды и объем использования будут определять частоту замены фильтра. В зависимости от модели RO в точке использования годовая стоимость составляет менее 0,30 долл. США в день. Срок службы самой мембраны обратного осмоса обычно составляет от двух до пяти лет.

8. Какое значение имеет давление воды для системы обратного осмоса?

Очень важно. Давление воды — это то, что заставляет воду проходить через мембрану для очистки и смывать отбракованные твердые частицы. Низкое давление воды приведет к снижению производительности и преждевременному загрязнению мембраны.Идеальное давление для работы системы обратного осмоса составляет 60 фунтов на квадратный дюйм. Давление ниже 40 фунтов на квадратный дюйм обычно считается недостаточным, и его следует повышать с помощью подкачивающего насоса.

9. Могу ли я подключить установку обратного осмоса к моему холодильнику / льдогенератору?

Да, но только в том случае, если вы можете достать до прибора трубку 1/4 дюйма от блока обратного осмоса под раковиной. В некоторых холодильниках необходимо учитывать давление, поэтому рекомендуется проконсультироваться с производителем. от установки обратного осмоса составляет около 2/3 входящего давления в линии.

10. Как долго прослужит установка обратного осмоса?

Практически навсегда, если вы регулярно обслуживаете его и заменяете изнашиваемые детали, такие как резервуар для хранения и кран. Типичный срок службы мембраны составляет от 2 до 5 лет, в зависимости от природы воды, которую она обрабатывает.

11. Удаляет ли обратный осмос хлор?

Хотя мембрана обратного осмоса сама по себе не удаляет хлор, это не обязательно. С этим справятся пара высококачественных угольных фильтров. Фактически, если бы первый угольный фильтр не удалял весь хлор, мембрана была бы съедена заживо в мгновение ока.

12. Удаляют ли установки обратного осмоса минералы, необходимые для здоровья?

Установки

обратного осмоса удаляют около 95% минеральных веществ, но проблема минеральных веществ, вероятно, является наиболее спорным вопросом при очистке питьевой воды. Убедительно говорят эксперты с обеих сторон вопроса. Если вода приятна на вкус, она находится в допустимом для организма диапазоне. Основная проблема с водой — это химические вещества, а не минералы. Содержит ли вода 30 или 3 части кальция на миллион — не так важно, как разница между 0.5 и 5 частей на миллион хлороформа.

13. Требуется ли электричество для установок обратного осмоса?

Нет, они работают от давления воды. Вам понадобится электричество, только если вы добавите электрический насос повышения давления или ультрафиолетовую лампу. Стандартные устройства не имеют ни того, ни другого.

14. Почему установки обратного осмоса так популярны?

Потому что они производят очень чистую воду с прекрасным вкусом по разумной цене по сравнению с покупкой воды в бутылках, а также в безотказном, полностью автоматическом формате. Страстные любители воды знают, что не вся вода одинакова на вкус.

15. Может ли смягчитель воды повредить RO?

Нет, на самом деле смягчитель воды может помочь продлить срок службы мембраны обратного осмоса. Кальций и магний (известковый налет) — два минерала, которые сложнее всего удалить с помощью обратного осмоса, а натрий (добавленный в воду с помощью умягчителя) намного легче воздействует на мембрану, поскольку он удаляет 98% всего натрия, содержащегося в воде.

Резервуары для хранения воды с обратным осмосом (RO) и напорные резервуары

Резервуар для хранения продуктов обратного осмоса под давлением рекомендуется из-за его способности подавать воду обратного осмоса в кран с помощью давления воздуха внутри резервуара.Запорный клапан системы (продается отдельно) автоматически включает и выключает систему обратного осмоса по мере необходимости.

Вода хранится в баллоне внутри резервуара напротив сжатого воздуха. По мере наполнения баллона противодавление увеличивается до тех пор, пока не достигнет предварительно установленного предела давления (определяемого запорным клапаном, который продается отдельно), в результате чего запорный клапан перекрывает подачу корма в систему обратного осмоса. Вода будет оставаться в мочевом пузыре до тех пор, пока кран не откроется. Давление воздуха, окружающее мочевой пузырь, вытеснит воду из резервуара для хранения и направленной точки использования.По мере использования воды давление будет падать до тех пор, пока запорный клапан не отключится, что позволит возобновить подачу воды в систему обратного осмоса до тех пор, пока резервуар не будет пополнен.

Купить сейчас »
Запрос цитаты »

Преимущества

Преимущества резервуаров для хранения воды под давлением

• Сохраняет воду обратного осмоса до тех пор, пока она не понадобится
• Сжатый воздух подает воду в кран или прибор
• Работает вместе с мембранным запорным клапаном для автоматического управления системой обратного осмоса

Подробности

Запрос предложения »

Резервуары AMI RO Технические характеристики и информация для заказа

Коммерческие резервуары для хранения обратного осмоса

Для коммерческих резервуаров для хранения под давлением обратного осмоса емкостью до 80 галлонов ознакомьтесь с нашей линейкой продуктов Flexwave Коммерческие резервуары для хранения обратного осмоса .

Характеристики

Бак для хранения воды обратного осмоса под давлением AMI Характеристики

• Сертификат ANSI / NSF 058
• Соединение с системой из нержавеющей стали
• Максимальное рабочее давление: 100 фунтов на кв. Дюйм; Предварительная зарядка: 7 фунтов на кв. Дюйм

Применения

Применения для герметичных резервуаров для хранения обратного осмоса в домашних условиях

Детали

Продукты, относящиеся к домашним резервуарам для хранения обратного осмоса AMI

Литература

Литература по компонентам для очистки воды в домашних условиях

Связаться с нами
для получения предложения или дополнительной информации
или позвоните нам по телефону 1.800.321.9321

Почему поток воды при обратном осмосе может быть медленным

Если вода, выходящая из вашего крана обратного осмоса (RO), кажется медленнее, чем обычно, или медленнее, чем вы думаете, вот шесть причин, которые могут замедлить выработку воды в вашем обратном осмосе (RO):

1. Забитая мембрана обратного осмоса замедляет поток воды

Если вы забудете заменить мембрану обратного осмоса, со временем ваша система будет производить все меньше и меньше воды .Мембраны обратного осмоса хрупкие и могут загрязняться, если не менять их часто. Попытка наполнить резервуар загрязненной мембраной может занять 4-6 часов вместо обычных 2-4 часов. Как правило, мембраны обратного осмоса необходимо заменять каждые 24 месяца. Предлагаем установить календарное напоминание о покупке сменной мембраны обратного осмоса.

2. Давление в резервуаре может быть низким

Низкий расход воды может быть результатом низкого давления внутри резервуара обратного осмоса. Резервуары обратного осмоса должны иметь давление от 7 до 8 фунтов на квадратный дюйм без воды в резервуаре.Чтобы проверить давление, найдите клапан Шредера, обычно закрытый синей пластиковой крышкой, на стороне резервуара рядом с дном. После удаления всей воды из бака используйте манометр, чтобы определить давление в баке. Если он низкий, подкачайте воздух с помощью насоса, пока давление не достигнет 7-8 фунтов на квадратный дюйм. Будьте осторожны, добавляйте только небольшое количество воздуха за раз, так как слишком большое давление может разорвать воздушный пузырь.

3. Разрыв мочевого пузыря обратного осмоса

Если вы набираете только около одной чашки (8 унций) воды из крана обратного осмоса при нормальном давлении воды , , а затем вода быстро стекает в очень небольшой поток, это обычно является признаком наличия воздушной камеры в хранилище. бак как разорванный.К сожалению, воздушный пузырь не подлежит ремонту, и единственный способ решить эту проблему — заменить резервуар для хранения. Запасные баки можно найти здесь .

4. Забитые фильтры могут замедлить поток воды обратного осмоса

Замена фильтра для воды по расписанию имеет решающее значение для сохранения чистой и вкусной питьевой воды. Если ваша 5-ступенчатая система обратного осмоса производит воду медленно, вам, вероятно, нужно заменить угольный блок, осадок или полировальные фильтры GAC. Фактически, засоренные фильтры, вероятно, являются наиболее частой причиной медленного потока воды при обратном осмосе .Фильтры следует менять ежегодно, если только состояние воды и присутствующие загрязнители не требуют более частой замены фильтра (например, каждые шесть месяцев вместо 12).

5. Перегиб в линии воды может нарушить поток

Убедитесь, что на линии подачи воды нет перегибов, которые могут замедлить добычу воды . И пока вы проверяете свою систему питьевой воды обратного осмоса, дважды проверьте, что клапан линии подачи воды находится в полностью открытом положении.

6.Потеря давления воды обратного осмоса

У вас может быть временная потеря давления воды . Для правильной работы системы обратного осмоса требуется минимум 40 фунтов на квадратный дюйм, но предпочтительно 60 фунтов на квадратный дюйм. Если кажется, что все ваши бытовые краны имеют низкое давление воды, возможно, ваша местная водопроводная компания временно работает с более низким давлением. Часто более высокое давление воды возвращается, если вы немного подождете. Если более высокое давление воды не восстанавливается, сообщите о проблеме в местную компанию водоснабжения.

Вы также можете узнать, как правильно обслуживать вашу систему обратного осмоса.

Ваша система обратного осмоса недостаточно быстро производит воду?

Если кажется, что ваша установка обратного осмоса производит меньше фильтрованной воды, чем раньше, мы кратко описываем здесь несколько простых шагов, чтобы проверить текущую производительность вашей системы обратного осмоса.

Выполните следующие 5 шагов, чтобы определить, сколько воды производит ваша система питьевой воды обратного осмоса за 24-часовой период, а также некоторые предложения по увеличению скорости потока.

Как определить расход воды вашей системы обратного осмоса

С подачей воды в систему обратного осмоса,

Шаг 1: Сначала убедитесь, что линия подачи воды в систему обратного осмоса включена. Затем поверните шаровой кран в верхней части резервуара для хранения обратного осмоса в положение «ВЫКЛ» (обычно на 1/4 оборота).

Шаг 2: Если у вас стандартный смеситель обратного осмоса, переверните ручку в положение «вверх», чтобы кран теперь был заблокирован в постоянно открытом / проточном положении.В это время любая вода в линиях системы будет вытекать из крана.

Шаг 3: После того, как в линиях системы закончится вода, вам может потребоваться подождать 1-5 минут, после чего вы получите / должны получить постоянную быструю или очень медленную струю из крана. (ПРИМЕЧАНИЕ: если вы не получаете потока из крана обратного осмоса, система не производит воду).

Этот расход представляет собой расход, который система производит воду, и скорость, которую резервуар для хранения обратного осмоса заполнял бы, если бы клапан на резервуаре для хранения находился в «открытом» положении.

Шаг 4: После того, как у вас будет постоянная капля или медленный поток из крана, с помощью мерной чашки измерьте, сколько воды капает / течет из крана обратного осмоса в мерную чашку в течение 60 секунд.

Шаг 5: Теперь пора заняться математикой!

• Определите количество унций, произведенное вашей системой обратного осмоса за одну минуту.
• Умножьте это число на 1440 — количество минут в день.
• Разделите это число на 128 — количество унций в галлоне.

Это число — количество воды, производимое вашей системой обратного осмоса за 24 часа.

Если вам нужна почасовая производительность воды, просто разделите это число на 24.

Пример: В течение 1 минуты ваша система производит 4 унции в минуту. 4 x 1440 (минут в день) = 5760 (унций) разделите на 128 (унций в галлоне) = 45 галлонов в день. Разделить на 24 (часы в день) = 1,875 галлона в час

После того, как вы точно поймете, сколько воды производит ваша система обратного осмоса, вы сможете лучше оценить ситуацию.Например, если вы определили, что скорость потока в системе обратного осмоса уменьшилась, теперь вы можете работать, чтобы выяснить причину и найти решение.

Опять же, снижение скорости потока может быть вызвано засорением фильтров или загрязненной мембраной, которую просто необходимо заменить. Эта страница может оказаться полезной для устранения различных проблем, связанных с вашей системой обратного осмоса, поскольку мы перечисляем симптомы, возможные причины и рекомендуемое решение.

Дополнительная помощь по поиску и устранению неисправностей, связанных с медленным потоком воды обратного осмоса

Вы можете обратиться к нашему руководству по поиску и устранению неисправностей или позвонить специалисту по очистке воды в вашем районе для получения дополнительной помощи.Для продуктов, приобретенных через espwaterproducts.com, служба поддержки клиентов доступна с понедельника по пятницу с 8:00 до 17:00 (центральное время) по телефону 877-377-9876. Подготовьте номер вашего клиента или счет-фактуру.

ПРИМЕЧАНИЕ. «Комплекты фильтров» — удобный способ позаботиться о ежегодной замене фильтров. Эти комплекты для ежегодной замены включают все необходимое для ежегодной замены фильтров и часто экономят ваше время и деньги. Найдите свой комплект фильтров, сначала указав марку / модель вашей системы обратного осмоса.

Мембранные вычисления с водой | SpringerLink

Изучение концепций аналоговых вычислений олицетворяет вдохновляющую область информатики и обещает получить прочную информацию для образования. Как правило, аналоговые ЭВМ отличаются простотой настройки и наглядным принципом работы, близкими к принятым механизмам. По сравнению с цифровой обработкой информации, арифметика может быть легко реализована напрямую, не заботясь о различиях между отдельными цифрами.Аналоговые вычисления, основанные на воде, используют объем воды в резервуаре напрямую, чтобы представить неотрицательное рациональное значение, которое можно измерить и изменить. Как следствие, аналоговым компьютерам приходится иметь дело с небольшими неточностями в обработке, и они, как правило, подвержены возмущениям. Системы резервуаров для воды, работающие в аналоговом режиме, используют одинаковый объемный расход во всех трубах, затопленных водой. Это предположение оказывается полезным для того, чтобы системы оставались небольшими и эффективными.Мы ориентируемся на аналоговые системы резервуаров для воды для сложения, неотрицательного вычитания, целочисленного деления и целочисленного умножения таким образом, чтобы выходные данные операции могли выступать в качестве входных данных для последующей операции, которая позволяет оценивать составные термины.

Сложение

Сложение неотрицательных рациональных чисел относится к простейшим задачам, выполняемым аналоговой машиной на водной основе. Мы ожидаем, что оба входных слагаемых будут доступны в виде объемов воды в резервуарах x и y .Для суммирования достаточно объединения этих объемов воды в общий выходной резервуар \ (z = x + y \). На рисунке 3 в левой части показана основная схема.

Рис. 3

Аналоговая реализация добавления на водной основе с входными баками x , y и выходным баком \ (z = x + y \), в результате чего объем воды доступен для последующего использования, как только оба входные баки опорожняются

Формальная спецификация соответствующей системы водяных баков приведена ниже.Приведем пример, в котором вычисляется сумма \ (2 + 3 = 5 \). Это подразумевает начальные объемы воды \ (V_ {x} (0) = 2 \) и \ (V_ {y} (0) = 3 \). Система приводится в действие в \ (t = 25 \) путем открытия пусковых клапанов, и она настроена на завершение в \ (t = 200 \). Кроме того, мы равномерно назначаем объемный расход \ ({\ dot {v}} = 0,1 \) для всех заполненных труб. Переливные трубы во всех резервуарах размещены таким образом, чтобы можно было обрабатывать числа в диапазоне от 0 до 90.

$$ \ begin {align} \ varPi _ {\ text {Add}} = & {} ( {\ mathcal {W}}, A, P, 25, 200) \, \, \ text {с} \\ {\ mathcal {W}} = & {} \ {(x, 2), (y, 3 ), (z, 0), (резервуар, + \ infty) \} \\ A = & {} \ left \ {\ left (\textf {start} (t) = \ left \ {\ begin {array} { ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, t \ ge 25 \\ 0 & {} \ text {в противном случае} \ end {array} \ right.\ right) \ right \} \\ P = & {} \ {(x, z, \ {\textf {start} \}, 0,1,0), (x, резервуар, \ emptyset, 0,1,90), ( y, z, \ {\textf {start} \}, 0,1,0), \\ & (y, резервуар, \ emptyset, 0,1,90), (z, резервуар, \ emptyset, 0,1,90) \} \ end {align} $$

Результаты моделирования, показанные на рис. 3 (правая часть), показывают длительность 30 временных шагов для проведения расчета. После того, как оба резервуара для воды на входе x и x будут полностью опорожнены, объем воды на выходе может быть передан для последующего использования.

Неотрицательное вычитание

Для эмуляции неотрицательного вычитания \ (z = x \ dot {-} y = \ left \ {\ begin {array} {ll} x — y & {} \ text {iff } \, \, x> y \\ 0 & {} \ text {else} \ end {array} \ right. \), мы используем стратегию, основанную на гарантии того, что все трубы, затопленные водой, имеют одинаковый объемный расход \ ({\ dot {v}} \). Имея эту функцию под рукой, мы строим систему, начиная с двух отдельных входных баков x и y , пусковые клапаны которых могут открываться одновременно.Наряду с этим, вода одновременно течет из x и из y в резервуар до тех пор, пока y не станет (почти) пустым. Как только вся вода исчезнет из области x , поток x немедленно переключится на заполнение z . Таким образом, желаемая разница, выраженная частью начального объема воды в x , превышающей таковые в y , накапливается в z ; см. левую часть рис.4.

Рис. 4

Схема резервуара для воды для неотрицательного вычитания с входными резервуарами x , y и выходным резервуаром \ (z = x \ dot {-} y \). После полного опорожнения обоих входных резервуаров объем воды на выходе \ (V_ {z} (t) \) готов для дальнейшей обработки

Визуализация выполняется экземпляром системы для вычисления \ (5 \ dot {-} 2 = 3 \), в котором начало происходит в \ (t = 25 \). Все заполненные трубы имеют одинаковый объемный расход \ ({\ dot {v}} = 0.1 \). Каждая переливная труба поставляется в том случае, если в баке содержится не менее 90 единиц объема воды. В дополнение к пусковым клапанам требуются два вспомогательных клапана yempty и ynotempty, указывающие на пустое и непустое состояние резервуара y .

$$ \ begin {align} \ varPi _ {\ text {Sub}} = & {} ({\ mathcal {W}}, A, P, 25, 200) \, \, \ text {with} \ \ {\ mathcal {W}} = & {} \ {(x, 5), (y, 2), (z, 0), (резервуар, + \ infty) \} \\ A = & {} \ left \ {\ left (\textf {start} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, t \ ge 25 \\ 0 & {} \ текст {иначе} \ end {array} \ right.\ right), \ left (\textf {yempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y} (t) <{ \ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ right), \ right. \\&\левый. \ left (\textf {ynotempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y} (t)> 0 \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ right) \ right \} \\ P = & {} \ {(x, z, \ {\textf {start}, \textf {yempty} \ }, 0,1,0), (x, \ text {резервуар}, \ {\textf {start}, \textf {ynotempty} \}, 0,1,0), \\ & (x, \ text {резервуар}, \ пустой набор, 0.1,90), (y, \ text {резервуар}, \ {\textf {start} \}, 0,1,0), \\ & (y, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), ( z, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0.1,90) \} \ end {align} $$

Мы позволяем моделированию выполняться на 200 временных шагов. В правой части рис. 4 показаны временные изменения объемов воды в резервуарах x , y и z . Через 50 временных шагов после запуска системы результат расчета доступен в выходном резервуаре z и может быть использован для дальнейшей обработки при необходимости.

Целочисленное деление

Реализация целочисленного деления с помощью системы резервуаров для воды требует хорошо разработанной алгоритмической стратегии. Мы решили использовать рекурсивное определение

$$ \ begin {align} \ left \ lceil \ frac {x} {y} \ right \ rceil = \ left \ {\ begin {array} {ll} 0 & {} \ текст {iff} \, \, x 0 \\ \ left \ lceil \ frac {xy} {y} \ right \ rceil + 1 & {} \ text {else}, \ end {array} \ right.\ end {align} $$

, в которой выполняются \ (x, y \ in {\ mathbb {N}} \) и \ (y \ ge 1 \). Для эмуляции рекурсивной схемы адаптируем кольцевой генератор и совмещаем его с вычитателем. С этой целью мы помещаем два отдельных входных резервуара x и y , дополненных резервуаром \ (x-y \), содержимое которого соответствует неотрицательному вычитанию \ (x \ dot {-} y \), как описано ранее. Через промежуточный резервуар \ (x-yd \) мы транспортируем объем воды, представляющий \ (x-y \), обратно в резервуар x , завершая цикл.Каждая итерация воды на протяжении этого цикла уменьшает ее вращающийся объем на y до тех пор, пока вода не останется и все три резервуара x , \ (x-y \) и \ (x-yd \), образующие цикл, не будут опустошены. На каждой итерации снова требуется часть y воды для выполнения вычитания. Итак, мы должны позаботиться о том, чтобы y восстанавливались вместе с итерацией. Для этого реализуем второй цикл, состоящий из трех резервуаров y , \ (y_2 \) и \ (y_3 \).Итерации в обоих циклах выполняются одновременно самосинхронизированным образом, управляемым перекрестно расположенными клапанами; см. верхнюю часть рис. 5. Нижележащее разделение осуществляется отдельным вспомогательным резервуаром под названием inc с емкостью хранения ровно одной единицы объема воды. Каждая итерация открывает запас бака inc на короткое время для пополнения. Наконец, это количество одной единицы воды перемещается в резервуар для воды на выходе \ (z = x / y \), который, в свою очередь, накапливает эти порции за время, потраченное на итерации.После этого выходной бак содержит желаемый результат деления.

Рис. 5

Схема резервуара для воды при целочисленном делении с входными резервуарами x , y и выходным резервуаром \ (z = x / y \). После того, как входной резервуар x и вспомогательные резервуары \ (xy \), \ (x-yd \) и inc были полностью опорожнены, объем воды на выходе \ (V_ {x / y} (t) \) равен готов к дальнейшей обработке

Формальная спецификация системы резервуаров для воды для целочисленного деления включает всего восемь резервуаров.Кроме того, требуются девять типов клапанов и 17 труб обеспечивают транспортировку воды. Приведенный ниже экземпляр системы посвящен примеру деления \ (20/4 = 5 \). Мы назначаем общий объемный расход \ ({\ dot {v}} = 0,1 \) для всех заполненных труб. Все резервуары для воды, кроме inc , имеют емкость 90 единиц объема. Мы запускаем систему в \ (t = 25 \) и наблюдаем за ней 1600 временных шагов:

$$ \ begin {выровнено} \ varPi _ {\ text {Div}} \, = \, & {} ({\ mathcal {W}}, A, P, 25, 1600) \, \, \ text {с} \\ {\ mathcal {W}} = & {} \ {(x, 20), (y, 4), (xy, 0), (x-yd, 0), (y_2,0), (y_3,0), (\ textit {inc}, 0), (x / y, 0), \\ & (\ text {резервуар}, + \ infty) \} \\ A = & {} \ left \ {\ left (\textf {start} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ текст {iff} \, \, t \ ge 25 \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right.\ right), \ left (\textf {xempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {x} (t) <{ \ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ right), \ right. \\ & \ left (\textf {xnotempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {x} (t)> 0 \ \ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ Right), \\ & \ left (\textf {yempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right.\ right), \\ & \ left (\textf {ynotempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y} (t )> 0 \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ Right), \\ & \ left (\textf {x-yempty} (t) = \ left \ {\ begin { array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {xy} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {в противном случае} \ end {array} \ right. \ right), \\ & \ left (\textf {x-ydempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ { x-yd} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right.\ right), \\ & \ left (\textf {y2empty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y_2} (t ) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ right), \\ & \ left. \ left (\textf {y3empty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y_3} (t) <{\ dot {v }} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ Right) \ right \} \\ P \, = \, & {} \ {(x, xy, \ {\textf {start, yempty, y3empty, x-yempty} \}, 0.1,0), \\ & (x, \ text {резервуар}, \ {\textf {start, ynotempty, y3empty, x-yempty} \}, 0 .1,0), \\ & (x, \ textit {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), (xy, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \\ & (xy, x- yd, \ {\ textf {yempty, xempty} \}, 0,1,0), (x-yd, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \\ & (x-yd, x, \ { \textf {y2empty, x-yempty} \}, 0,1,0), (y, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \\ & (y, y_2, \ {\textf {start, y3empty , x-ydempty, xnotempty} \}, 0,1,0), \\ & (y_2, y_3, \ {\textf {yempty, xempty} \}, 0,1,0), (y_3, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \\ & (y_3, y, \ {\textf {y2empty, x-yempty} \}, 0,1,0), (\ textit {inc}, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0.1,1), \\ & (\ text {резервуар}, \ textit {inc}, \ {\textf {start, xnotempty} \}, 0,1,0), (x / y, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \\ & (y_2, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), (\ textit {inc}, x / y, \ {\textf {start, xempty, yempty} \ }, 0.1,90) \} \ end {align} $$

На рисунке 5 в нижней части показаны два прогона моделирования, отражающие деления \ (20/4 = 5 \) и \ (12/4 = 3 \). Последовательное уменьшение объема воды, доступного в резервуаре x вместе с каждой итерацией, и накопление порций воды в 1 единицу объема становится очевидным из диаграмм.После того, как резервуары inc и x вместе с его преемниками \ (x-y \) и \ (x-yd \) опустеют одновременно, вывод завершен и может быть использован для дальнейшей обработки.

Целочисленное умножение

В рамках аналоговой арифметики на основе воды, целочисленное умножение требует наибольших усилий для построения базовой системы. Наша алгоритмическая стратегия фокусируется на рекурсивном определении

$$ \ begin {align} x \ cdot y = \ left \ {\ begin {array} {ll} y & {} \ text {iff} \, \, x = 1 \\ (x-1) \ cdot y + y & {} \ text {else}, \ end {array} \ right.\ end {align} $$

, тогда как \ (x, y \ in {\ mathbb {N}} \) и \ (x \ ge 1 \). Этот подход должен сочетать кольцевой осциллятор с вычитателем, отвечающим за декремент, чтобы контролировать спуск x в \ (x-1 \) при последовательном отслеживании рекурсии. Как следствие, для этой цели мы строим цикл, состоящий из трех резервуаров для воды, называемых x , \ (x-1 \) и \ (x-1d \); см. верхнюю левую часть рис. 6. Второй цикл, состоящий из трех резервуаров, называемых , один , \ (o_2 \) и \ (o_3 \) управляет повторным присутствием вычитаемого 1 для преобразования x в \ (x -1 \) вычитанием.Итерации в обоих циклах необходимо синхронизировать друг с другом. Это достигается перекрестным размещением клапанов. Наряду с каждой итерацией, объем воды в х единиц должен быть доступен и последовательно накапливаться для получения окончательного результата умножения. Это требование подразумевает третий цикл, состоящий из трех танков, называемых y , \ (y_2 \) и \ (y_3 \). Начальный объем воды в х единиц вращается вдоль этих резервуаров одновременно с итерациями, происходящими в любом из вышеупомянутых циклов.Нам нужно разместить дополнительные клапаны, чтобы синхронизировать этот цикл. Вода объемом yc , периодически присутствующая в резервуаре y , управляет подачей в отдельный резервуар с именем yc , чтобы обеспечить копию объема воды y . Как только итерация закончена, этот объем добавляется к объему воды в выходном резервуаре \ (x \ умноженное на y \). Вместе с каждой итерацией суммируется часть из y единиц. После того, как вся вода исчезла из x за несколько циклов, желаемый результат вычисления \ (x \ times y \) сохраняется в соответствующем выходном резервуаре.

Приведем пример вычисления \ (5 \ times 4 = 20 \) для формулировки экземпляра системы. Он состоит из 11 резервуаров для воды, 13 типов клапанов и 23 труб. Всем заполненным трубам назначен объемный расход \ ({\ dot {v}} = 0,1 \). Единая ставка обязательна для обеспечения работы всей системы. Кроме того, мы размещаем переливные трубы таким образом, чтобы они могли обрабатывать объемы воды до 90 единиц, за исключением резервуара и резервуара , вместимость которого ограничена до 1 единицы. Система начинается в \ (t = 25 \), и ее временное поведение наблюдалось в течение 700 временных шагов.Соответственно, формальная спецификация гласит:

$$ \ begin {align} \ varPi _ {\ text {Mul}} = & {} ({\ mathcal {W}}, A, P, 25, 700) \, \ , \ text {with} \\ {\ mathcal {W}} = & {} \ {(x, 5), (y, 4), (x-1,0), (x-1d, 0), ( \ textit {one}, 1), (o_2,0), (o_3,0), (y_2,0), \\ & (y_3,0), (\ textit {yc}, 0), (x \ cdot y, 0), (\ text {резервуар}, + \ infty) \} \\ A = & {} \ left \ {\ left (\textf {start} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, t \ ge 25 \\ 0 & {} \ text {в противном случае} \ end {array} \ right.\ right), \ left (\textf {xempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {x} (t) <{ \ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ right), \ right. \\ & \ left (\textf {xnotempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {x} (t)> 0 \ \ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ Right), \\ & \ left (\textf {x-1empty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll } 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {x-1} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right.\ right), \\ & \ left (\textf {x-1dempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {x- 1d} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ Right), \\ & \ left (\textf {oneempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V _ {\ textit {one}} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & { } \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ right), \\ & \ left (\textf {onenotempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ текст {iff} \, \, V _ {\ textit {one}} (t)> 0 \\ 0 & {} \ text {в противном случае} \ end {array} \ right.\ right), \\ & \ left (\textf {o2empty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {o_2} (t ) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {в противном случае} \ end {array} \ right. \ right), \\ & \ left (\textf {o3empty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {o_3} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {else} \ end {массив} \ right. \ right), \\ & \ left (\textf {yempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right.\ right), \\ & \ left (\textf {ynotempty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y} (t )> 0 \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \ Right), \\ & \ left (\textf {y2empty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y_2} (t) <{\ dot {v}} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right. \право лево. \ left (\textf {y3empty} (t) = \ left \ {\ begin {array} {ll} 1 & {} \ text {iff} \, \, V_ {y_3} (t) <{\ dot {v }} \\ 0 & {} \ text {иначе} \ end {array} \ right.\ right) \ right \} \\ P = & {} \ {(x, x-1, \ {\textf {start, oneempty, x-1empty, y3empty} \}, 0,1,0), \\ & ( x, \ text {резервуар}, \ {\textf {start, onenotempty, x-1empty, y3empty} \}, 0,1,0), \\ & (x, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90) , (x-1, x-1d, \ {\textf {xempty, yempty} \}, 0,1,0), \\ & (x-1, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), ( x-1d, x, \ {\textf {x-1empty, y2empty} \}, 0,1,0), \\ & (x-1d, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), (\ textit {one}, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0.1,1), \\ & (\ textit {one}, o_2, \ {\textf {start, o3empty, x-1dempty, y3empty} \}, 0.1,0), \\ & (o_2, o_3, \ {\textf {oneempty, xempty, yempty} \}, 0,1,0), (o_2, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \ \ & (o_3, \ text {one}, \ {\textf {o2empty, x-1empty, y2empty} \}, 0,1,0), (o_3, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \ \ & (y, y_2, \ {\textf {start, x-1dempty, y3empty} \}, 0,1,0), (y, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \\ & (y_2 , y_3, \ {\textf {xempty, yempty} \}, 0.1,0), (y_2, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0.1,90), \\ & (y_3, y, \ {\textf { x-1empty, xnotempty, y2empty} \}, 0,1,0), (y_3, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0.1,90), \\ & (\ text {резервуар}, \ textit {yc}, \ {\textf {start, x-1dempty, ynotempty, y3empty} \}, 0,1,0), \\ & (\ textit {yc}, x \ cdot y, \ {\textf {start, yempty} \}, 0,1,0), (\ textit {yc}, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0,1,90), \\ & (x \ cdot y, \ text {резервуар}, \ emptyset, 0.1,90) \} \ end {align} $$

В нижней части рис. 6 показаны результаты моделирования для расчетов \ (5 \ times 4 = 20 \) и \ (3 \ умножить на 4 = 12 \). Динамика объемов воды в резервуарах x , y , yc и \ (x \ times y \) изображена с течением времени.Последовательное увеличение объема воды в \ (x \ times y \) на части по y становится очевидным, в то время как объем воды в x уменьшается на 1 в каждой итерации. Окончательный результат доступен для последующего использования после того, как резервуары x , \ (x-1 \), \ (x-1d \) и yc будут опорожнены одновременно.

Рис. 6

Схема резервуара для воды для целочисленного умножения с входными резервуарами x , y и выходным резервуаром \ (z = x \ times y \).После того, как входной резервуар x и вспомогательные резервуары \ (x-1 \), \ (x-1d \) и yc были полностью опорожнены, объем воды на выходе \ (V_ {x \ times y} (t) \) готов к дальнейшей переработке

Нулевые отходы: взгляд в будущее обратного осмоса

Большинство систем обратного осмоса тратят до 20 галлонов только для производства 1 галлона воды. Новая технология под названием «ZeroWaste» устраняет эту проблему, возвращая концентрированную воду из системы обратного осмоса обратно в водопровод дома, что обеспечивает 100% эффективность.

Учитывая, что миллионы галлонов воды ежедневно расходуются системами обратного осмоса только в Соединенных Штатах, неудивительно, что технология ZeroWaste выходит на передний план в индустрии точек использования (POU). Watts Industries из Северного Андовера, Массачусетс, предлагает свою систему под прилавком ZRO-4, предназначенную для рынка независимых дилеров воды.

Даже самые лучшие домашние системы обратного осмоса используют 4 галлона воды на каждый произведенный 1 галлон. Обычно это возможно только при использовании насоса для пермеата Aqua-Tech.Большинство систем тратят до 20 галлонов воды только на 1 галлон воды.

Новая технология под названием «ZeroWaste» устраняет эту проблему, возвращая концентрированную воду из системы обратного осмоса обратно в водопровод, что обеспечивает 100% эффективность. Есть несколько версий нулевых отходов, доступных от различных поставщиков, но, делая покупки вокруг, имейте в виду, что многие из этих систем не будут соответствовать правилам сантехники. (Единственный известный процесс, соответствующий кодексу, — это запатентованная технология Watts Industries.) Система допускает «легальное» перекрестное соединение между подачей горячей и холодной воды, впоследствии повторно вводя концентрат в сторону горячей воды.

СВЯЗАННЫЙ: Что такое обратный осмос (RO)?

Вот как работает обратный осмос с нулевым выбросом отходов

Типичная система POU представляет собой пятиступенчатую установку, в которой используются три ступени предварительной обработки (одна фильтрация осадка и две угольные фильтры), затем мембрана TFC и последующие пермеатные и концентрированные воды, направляемые как в резервуар, так и в традиционные дренажные соединения.

Система ZeroWaste берет воду на выходе из осадочного и угольного фильтров и направляет ее через соленоидный клапан и насос перед поступлением на вход мембраны. Это обеспечивает подачу фильтрованной воды к соленоиду и насосу, что предохраняет их от повреждения посторонними предметами. Фильтры с угольным блоком предпочтительны, потому что они выделяют меньше угольной мелочи, но фильтры GAC можно использовать, если их промыть водой перед подключением к насосу. (Угольные мелкие частицы могут повредить насос и соленоид.) В некоторых системах конфигурация фильтра позволяет направлять воду через соленоидный клапан и перекачивать ее через выпускное отверстие для воды осадочного фильтра, а затем на впускное отверстие для воды угольного фильтра (-ов). .

Объявление

Реле давления будет использоваться для остановки системы путем размыкания цепи к электромагнитному клапану и насосу. Когда давление в резервуаре для хранения обратного осмоса достигает заданного значения, указывающего на то, что резервуар заполнен, реле давления размыкается, не позволяя системе производить больше воды для обратного осмоса.

Концентрат проходит через ограничитель потока, как и раньше, за исключением того, что размер ограничителя потока больше, чтобы учесть противодавление в линии горячей воды.Номинальный размер ограничителя потока составляет от 500 мл / м до 600 мл / м. Ограничитель потока большего размера позволит насосу циркулировать воду при соотношении концентрата к пермеату примерно 4: 1.

Фактический коэффициент расхода такой же, как в стандартной системе обратного осмоса без противодавления из резервуара.

Международная ассоциация сантехников и механиков (IAPMO) требует, чтобы вода из выпускного отверстия ограничителя потока была направлена ​​через два обратных клапана перед подачей в линию горячего водоснабжения.Эти обратные клапаны гарантируют, что горячая вода никогда не достигнет мембраны системы обратного осмоса из-за скачков или противодавления в системе горячей воды.

Вся вода-концентрат из системы обратного осмоса будет направлена ​​в систему горячего водоснабжения через штуцер на угловом запорном клапане под раковиной. Этот клапан похож на клапан на ограничителе угла холодной воды, который используется для подачи воды в систему. Теперь разница в том, что вода концентрата будет поступать в систему водоснабжения дома через угловой запорный клапан для горячей воды и выходить из системы водоснабжения через угловой запорный клапан для холодной воды.Этот запатентованный процесс позволяет повторно использовать традиционную воду для стирки или концентрированную воду в доме с горячей водой.

Объявление

Вода не сливается в канализацию системой обратного осмоса. Вместо этого он фильтруется, а затем разбавляется в системе горячего водоснабжения дома для других целей, таких как посудомоечные машины, душ, мытье рук и т. Д. Имейте в виду, что этот концентрат был отфильтрован осадком и угольной фильтрацией, и единственный повторный ввод — в форма растворенных твердых веществ, в основном состоящая из карбонатов кальция и натрия.

Учитывая, что долгосрочные, а зачастую и краткосрочные перспективы водоснабжения кажутся безрадостными, неудивительно, что безотходные системы обратного осмоса никуда не денутся. Эффективность традиционных систем обратного осмоса оценивается в диапазоне от 10 до 20 процентов. С новой технологией рейтинг составляет 100 процентов. По мере того как потребители узнают больше о расходах на воду и ее нехватке, технология нулевых отходов станет стандартной конфигурацией.