Niezbędne elementy instalacji hydraulicznych - naczynia wzbiorcze: funkcje, rodzaje i zasady doboru
- Jak działa naczynie wzbiorcze?
- Naczynia wzbiorcze przeponowe
- Czy naczynie wzbiorcze jest potrzebne?
- Objawy uszkodzonej membrany w zbiorniku przeponowym
- Jakie powinno być ciśnienie w naczyniu przeponowym?
- W którym miejscu zamontować naczynie wzbiorcze?
- Co zamiast naczynia wzbiorczego?
- Rodzaje naczyń wzbiorczych
- Zalety z zastosowania naczynia wzbiorczego
- Jakie naczynie wzbiorcze wybrać?
Naczynia wzbiorcze to jeden z kluczowych elementów instalacji hydraulicznych. Ich główną rolą jest równoważenie ciśnienia w układzie oraz zmniejszanie ryzyka awarii i uszkodzeń elementów hydraulicznych. W artykule przedstawimy dokładniej czym są naczynia wzbiorcze, jakie pełnią funkcje i jakie rodzaje można wyróżnić. Przyjrzymy się również zasadom doboru naczynia wzbiorczego, aby pomóc w wyborze odpowiedniego modelu do danego rodzaju instalacji hydraulicznej.
Jak działa naczynie wzbiorcze?
Naczynie wzbiorcze jest zbiornikiem z dodatkową przegrodą w środku, która dzieli go na dwie części: górną i dolną. Górna część jest wypełniona gazem, zazwyczaj powietrzem lub azotem, a dolna część jest wypełniona wodą lub innym medium, w zależności od zastosowania.
Podczas gdy woda lub inny płyn przepływa przez rurociąg, naczynie wzbiorcze działa jako magazyn ciśnienia. Gdy ciecz jest pompowana do systemu, zwiększa to ciśnienie w dolnej części naczynia wzbiorczego, powodując kompresję gazu w górnej części. Gdy ciśnienie w rurociągu spada, energia ta jest uwalniana z powrotem do systemu w postaci ciśnienia, utrzymując stałe ciśnienie w systemie.
Naczynia wzbiorcze są często stosowane w systemach wodociągowych, centralnego ogrzewania, klimatyzacji i innych aplikacjach przemysłowych, gdzie potrzebne jest ciśnienie stałe i stała przepustowość płynów.
Naczynia wzbiorcze przeponowe
Naczynia wzbiorcze przeponowe to rodzaj naczyń wzbiorczych ciśnieniowych, które składają się z elastycznej, gumowej lub tworzywowej membrany, która oddziela medium robocze od powietrza lub gazu wewnątrz naczynia. Membrana ta zmienia swoją objętość w odpowiedzi na zmiany ciśnienia medium roboczego, co umożliwia utrzymanie stałego ciśnienia w instalacji.
W naczyniach wzbiorczych przeponowych ciśnienie powietrza lub gazu wewnątrz naczynia jest regulowane przez zawór ciśnieniowy, który umożliwia dostosowanie ciśnienia powietrza do wymaganych parametrów instalacji. Zawór ciśnieniowy może być również wyposażony w manometr, który umożliwia kontrolę ciśnienia w naczyniu.
Naczynia wzbiorcze przeponowe są stosowane w systemach grzewczych, wentylacyjnych, klimatyzacyjnych i wodociągowych. Ich głównym zadaniem jest stabilizacja ciśnienia w instalacji, zmniejszenie tętnień ciśnienia, a także ochrona instalacji przed uszkodzeniami wynikającymi ze zmian ciśnienia. W porównaniu z tradycyjnymi naczyniami wzbiorczymi, naczynia wzbiorcze przeponowe są bardziej elastyczne i zapewniają bardziej precyzyjne dostosowanie ciśnienia. Są również bardziej trwałe i wymagają mniej konserwacji.
Przy wyborze naczynia wzbiorczego przeponowego należy wziąć pod uwagę wymagania co do objętości, ciśnienia roboczego oraz wymiary, aby zapewnić odpowiednie działanie w instalacji. Warto również zwrócić uwagę na materiał membrany, która powinna być odporna na działanie medium roboczego oraz na warunki atmosferyczne i mechaniczne.
Czy naczynie wzbiorcze jest potrzebne?
Naczynie wzbiorcze jest zazwyczaj zalecane, ponieważ pomaga utrzymać stabilne ciśnienie w instalacji, a także chroni przed uszkodzeniem pomp i innych urządzeń poprzez redukcję ilości cykli włączania i wyłączania. Jeśli instalacja hydrauliczna jest większa i zawiera wiele urządzeń, takich jak kotły, grzejniki lub panele słoneczne, to zalecane jest zastosowanie naczynia wzbiorczego w celu zapewnienia równomiernego ciśnienia w całym systemie. Jednak w mniejszych instalacjach naczynie wzbiorcze może nie być konieczne, a zwykły zbiornik wyrównawczy może wystarczyć. W każdym przypadku najlepiej skonsultować się z fachowcem, który pomoże dobrać odpowiedni rodzaj naczynia do konkretnej instalacji.
Objawy uszkodzonej membrany w zbiorniku przeponowym
Zbiornik przeponowy to urządzenie, w którym powietrzna membrana oddziela wodę od gazu. Kiedy membrana jest uszkodzona, zbiornik nie działa prawidłowo i może powodować problemy z systemem wodnym. Poniżej znajdują się objawy uszkodzonej membrany w zbiorniku przeponowym:
-
częste włączanie i wyłączanie pompy - uszkodzona membrana może powodować, że zbiornik nie zatrzymuje wody i powodować, że pompa będzie się częściej włączać i wyłączać.
-
nagłe spadki ciśnienia - uszkodzona membrana może powodować nagłe spadki ciśnienia w systemie wodnym.
-
wysokie ciśnienie - uszkodzona membrana może powodować, że ciśnienie w systemie wodnym jest zbyt wysokie, co może prowadzić do uszkodzenia innych elementów systemu, takich jak armatura i zawory.
-
woda z niskim ciśnieniem - uszkodzona membrana może powodować, że woda w systemie ma niskie ciśnienie.
-
woda wycieka z naczynia - uszkodzona membrana może powodować wycieki wody z naczynia.
-
membrana jest pęknięta - pęknięcie lub uszkodzenie membrany jest najczęstszym powodem awarii naczynia przeponowego.
Jeśli zauważysz którykolwiek z powyższych objawów, konieczne jest sprawdzenie i ewentualna wymiana membrany w zbiorniku przeponowym.
Jakie powinno być ciśnienie w naczyniu przeponowym?
Zalecane ciśnienie w naczyniu przeponowym zależy od wielu czynników, takich jak system wodno-kanalizacyjny, ciśnienie wody, temperatura wody i pojemność zbiornika. Zwykle producenci naczyń przeponowych podają zalecane wartości ciśnienia w instrukcjach obsługi lub na etykiecie produktu.
W przypadku naczyń przeponowych stosowanych w systemach wodociągowych zalecane ciśnienie wynosi zwykle od 1,5 do 2,5 bar. Jednak przed dokonaniem regulacji ciśnienia należy sprawdzić instrukcję obsługi lub skonsultować się z fachowcem, ponieważ zbyt wysokie lub zbyt niskie ciśnienie może prowadzić do awarii systemu.
W którym miejscu zamontować naczynie wzbiorcze?
Naczynie wzbiorcze należy zamontować w miejscu, gdzie jest najwyższy punkt instalacji wodnej lub ogrzewania. Może to być na przykład na strychu lub w piwnicy. Ważne jest, aby naczynie było zamontowane w taki sposób, aby było łatwo dostępne do kontroli i konserwacji, a także w bezpiecznej odległości od źródła ciepła i innych urządzeń elektrycznych.
Co zamiast naczynia wzbiorczego?
Alternatywą dla naczynia wzbiorczego może być system bez naczynia wzbiorczego, w którym zamiast naczynia stosuje się układ automatycznej regulacji ciśnienia wody w instalacji. W takim systemie, ciśnienie w instalacji jest utrzymywane na stałym poziomie dzięki zastosowaniu regulatora ciśnienia, który kontroluje dopływ wody do instalacji z zewnętrznego źródła. W przypadku wzrostu ciśnienia, regulator zmniejsza dopływ wody do instalacji, a w przypadku spadku, zwiększa dopływ. Taki system może być bardziej kosztowny, ale zapewnia stabilne ciśnienie w instalacji bez konieczności stosowania naczynia wzbiorczego.
Rodzaje naczyń wzbiorczych
Rodzaje naczyń wzbiorczych można podzielić ze względu na kilka kryteriów. Jednym z podstawowych kryteriów podziału jest sposób umieszczenia membrany wewnętrznej naczynia wzbiorczego. Wyróżniamy zatem:
-
naczynia wzbiorcze z membraną wymienną - w tych modelach membrana jest łatwo wymienialna. Jest to rozwiązanie, które ułatwia konserwację naczynia wzbiorczego, ponieważ w razie potrzeby można szybko i łatwo wymienić membranę. Membrana ta jest najczęściej wykonana z gumy syntetycznej, a jej zadaniem jest oddzielenie wody od powietrza lub gazu, który znajduje się wewnątrz naczynia. Dzięki temu woda nie ma kontaktu z metalową powierzchnią naczynia, co zapobiega korozji.
-
naczynia wzbiorcze z membraną zamontowaną stałe - w tych modelach membrana jest wbudowana wewnątrz naczynia i nie jest wymienna. W takim przypadku, jeśli membrana ulegnie uszkodzeniu, konieczne jest wymienienie całego naczynia. Membrana ta jest najczęściej wykonana z gumy butylowej lub gumy EPDM, a jej zadaniem jest oddzielenie wody od powietrza lub gazu, który znajduje się wewnątrz naczynia.
-
naczynia wzbiorcze bez membrany - w tych modelach nie ma membrany, a wyrównanie ciśnienia odbywa się poprzez zastosowanie specjalnych rur lub kanałów, które umożliwiają swobodne przepływanie medium. Innym kryterium podziału jest przeznaczenie naczynia wzbiorczego. W zależności od zastosowania wyróżniamy naczynia wzbiorcze:
-
do instalacji wody pitnej,
-
do instalacji grzewczych,
-
do instalacji przemysłowych i chłodniczych.
Zalety z zastosowania naczynia wzbiorczego
Zastosowanie naczynia wzbiorczego w instalacji hydraulicznej przynosi wiele korzyści. Oto niektóre z nich:
-
redukcja ciśnienia - naczynia wzbiorcze służą do stabilizacji ciśnienia w instalacji hydraulicznej. Dzięki temu urządzenia, takie jak pompy, zawory i inne elementy hydrauliczne są chronione przed nadmiernym obciążeniem, co pozwala na wydłużenie ich żywotności.
-
redukcja zużycia energii - naczynia wzbiorcze pomagają zmniejszyć zużycie energii w instalacjach hydraulicznych. Dzięki temu, że ciśnienie jest stabilizowane, urządzenia hydrauliczne pracują bardziej wydajnie, a zużycie energii jest mniejsze.
-
ochrona przed uderzeniami hydraulicznymi - naczynia wzbiorcze zabezpieczają instalację hydrauliczną przed uderzeniami hydraulicznymi, które mogą powodować uszkodzenia rur, zaworów i innych elementów instalacji.
-
ochrona przed korozją - naczynia wzbiorcze pomagają w ochronie instalacji przed korozją poprzez zabezpieczenie przed kontaktami z wodą o wysokim stężeniu tlenków i innych substancji, które mogą uszkodzić elementy instalacji.
-
stabilizacja przepływu wody - naczynia wzbiorcze pomagają w utrzymaniu stałego przepływu wody w instalacji hydraulicznej, co pozwala na lepsze sterowanie procesami technologicznymi.
Jakie naczynie wzbiorcze wybrać?
Przy wyborze naczynia wzbiorczego należy zwrócić uwagę na kilka kluczowych czynników, takich jak:
-
pojemność - wartość ta powinna być dobrana w zależności od wielkości systemu, a także przewidywanej ilości cieczy, która może zostać zgromadzona. Należy pamiętać, że zbyt małe naczynie wzbiorcze może prowadzić do nadmiernego ciśnienia w systemie, a zbyt duże naczynie wzbiorcze może zwiększyć koszty instalacji.
-
ciśnienie robocze - naczynie wzbiorcze powinno być dobrane tak, aby odpowiadało ciśnieniu roboczemu w systemie. Przy wyborze naczynia należy sprawdzić, jakie jest jego ciśnienie maksymalne, aby upewnić się, że będzie ono wystarczające dla potrzeb systemu. Trzeba pamiętać, że im wyższe ciśnienie w instalacji, tym większe naczynie wzbiorcze jest potrzebne.
-
materiał - naczynie wzbiorcze powinno być wykonane z materiału odpornego na korozję, aby zapewnić długą żywotność i niezawodność systemu. Najczęściej stosowanymi materiałami są stal nierdzewna, stal węglowa, czy tworzywa sztuczne. Wybór materiału zależy od wielu czynników, takich jak ciśnienie, temperatura, rodzaj medium itp.
-
wyposażenie dodatkowe - naczynie wzbiorcze może mieć dodatkowe wyposażenie, takie jak manometry, zawory, czujniki, co pozwala na kontrolę ciśnienia w systemie oraz ułatwiają konserwację i obsługę.
-
certyfikacja - należy wybierać naczynia wzbiorcze, które posiadają odpowiednie certyfikaty i spełniają normy bezpieczeństwa.