Ресивер в котельной что это
Пособие для ремонтника
А) Напомним, для чего нужны смесительные ресиверы
Некоторые гидравлические сети представляются неоправданно усложненными. Человеку, неискушенному в тонкостях гидравлики, может показаться странным, зачем нужно так усложнять себе жизнь и почему же не использовать один насос на одной сети с установленными в ней последовательно испарителем, батареями воздухоохладителей, трехходовыми регулирующими вентилями и трубопроводами?
Такая постановка вопроса могла бы рассматриваться, когда в состав установки входит только один испаритель и только одна батарея воздухоохладителя. Но как сделать нормальной работу установки независимо от потребностей в холоде в разных помещениях, если в ее состав входят несколько агрегатов по производству ледяной воды, которые должны снабжать этой водой множество не связанных друг с другом потребителей. В таких условиях использовать только один насос для снабжения совокупности потребителей разным количеством ледяной воды становится невозможным.
Действительно, когда имеется несколько сетей по производству и/или потреблению ледяной воды, очень заманчивым становится использование смесительного ресивера.
Тем не менее, чтобы смесительный ресивер работал «правильно», нужно соблюдать определенные существенные требования.
В разделе 88.3 мы уже давали рекомендации по конструкции и организации расходов смесительных ресиверов.
В настоящем разделе мы дадим дополнительную информацию о смесительных ресиверах, о которой нас просили многочисленные читатели.
Б) Могут ли появиться неисправности в смесительном реле?
Трудно себе представить, как может появиться неисправность в простом ресивере, и тем не менее!
Если регулятор температуры воды на входе в испаритель дал команду на остановку компрессоров, а температура воздуха в охлаждаемых помещениях не достигла требуемого значения, обратите внимание на ресивер.
Например, из-за чего температура воды на входе в батареи воздухоохладителей (вторичный контур) может подняться до 10°С, в то время, как температура воды на выходе из испарителя (первичный контур) равна 7°С? Почему холод, произведенный в водоохлаждающей машине, не поступает в систему охлаждения воздуха?
Чаще всего это происходит из-за неудачной конструкции или неправильного монтажа гидравлического контура. Если в контуре имеется смесительный ресивер, задайтесь вопросом: правильно ли подобран этот ресивер? Соответствуют ли рекомендациям места врезки в него трубопроводов, расходы через них?
В) Напомним о параметрах холодильного контура
В контуре ледяной воды оборотная вода, которая приходит из батарей воздухоохладителя, следовательно, теплая вода, должна поступать в верхнюю часть смесительного ресивера (поз. А на рис. 89.2).
Напоминаем, что скорость воды в смесительном ресивере очень мала (порядка нескольких см/с). Поэтому изменение направления потока на участке от патрубка А к патрубку В в смесительном ресивере происходит очень медленно, что облегчает удаление воздуха, если он появляется, в направлении к дренажному клапану.
Далее теплая вода через партубок В всасывается насосом первичного контура РР и направляется в испаритель (заметим,что в последнее время все чаще и чаще агрегаты для производства ледяной воды оснащаются пластинчатыми паяными испарителями). Пройдя через испаритель, ледяная вода вновь возвращается в смесительный ресивер через патрубок С.
О
Более теплая вода обязательно должна входить в верхнюю часть ресивера. Более холодная вода должна входить в нижнюю часть ресивера.
Насос вторичного контура PS всасывает ледяную воду, выходящую из ресивера через патрубок D, и далее направляет ее в батареи воздухоохладителей.
Изменение направления потока между патрубками С и D также происходит очень медленно и облегчает очистку воды от возможных примесей (грязи и т.д.) и осаждение этих примесей на дно ресивера.
Напомним, что расход в первичном контуре всегда должен быть на 5. 10% выше расхода во вторичном контуре.
Это небольшое превышение расхода очень медленно перемещается от патрубка С к патрубку В, вследствие чего мы получаем гарантию того, что температура в точке D (на входе во вторичный контур) будет равна температуре в точке С.
Напомним, что скорость движения жидкости в смесительном ресвере очень мала, потери давления практически отсутствуют, вследствие чего давления в точках А, В, С uD почти одинаковы (откуда и произошло название «уравнительныйресивер»).
Г) Пример первой неисправности: смесительный ресивер предусмотрен для работы в составе отопительной системы
Если смесительный ресивер плохо работает в составе холодильной машины, то первое, что нужно сделать, это проверить, не был ли этот ресивер предназначен для работы в составе системы отопления!
Чтобы понять это, рассмотрим штатную работу смесительного ресивера в составе отопительной системы (см. рис. 89.3).
В качестве примера мы взяли отопительную систему на базе теплового насоса, в которой используется смесительный ресивер.
Для ресивера, используемого в системе отопления, теплая вода, нагретая в установке, должна входить в верхнюю часть ресивера (поз. А). Выход теплой воды для ее подачи к отопительным батареям (патрубок В) должен быть подсоединен, как показано на рис. 89.3 (ниже входа патрубка А на расстоянии трех диаметров входного патрубка).
Возврат «холодной воды» из отопительных батарей должен подсоединяться к нижней части смесительного ресивера (поз. С). Изменение направления движения потока от патрубка А к патрубку В и от патрубка С к патрубку D происходит с теми же последствиями, что и в ресивере холодильной машины: не только снижается скорость воды, благоприятствуя удалению воздуха из контура и очистке воды от загрязнений, но и выравнивается давление во всем объеме ресивера.
Для смесительных ресиверов, используемых и в системах отопления, и в системах охлаждения существует одно и то же общее правило: более теплая вода должна находиться в верхней части ресивера, более холодная — в нижней его части.
Будьте внимательны! Ресиверы для систем отопления и систем охлаждения внешне очень похожи друг на друга, однако работают по-разному. Внимательно изучайте места врезок трубопроводов первичного и вторичного контуров, а также расположение насосов.
Заметьте, что превышение расхода первичного контура на 5. 10% по отношению к расходу вторичного контура в ресиверах системы отопления движется сверху вниз, тогда как в ресиверах системы охлаждения этот избыток расхода движется снизу вверх.
Если размеры смесительных ресиверов и их конструкция выбраны правильно, и рекомендации по подключению трубопроводов первичного и вторичного контуров также выполнены, то насосы двух контуров и сами контуры становятся полностью независимыми. Например, если один из насосов останавливается, то расход другого насоса нисколько не меняется!
Д) А что, если ресивер заменить отрезком простой трубы?
В принципе схема работоспособна, но только в том случае, когда труба, заменяющая смесительный ресивер, установлена вертикально, и неукоснительно выполнено основное условие: «тепло вверху, холод внизу».
теплая вода из батарей воздухоохладителя входит через патрубок А (следовательно, сверху) перед тем, как быть переданной через патрубок В на всасывание насоса и далее в испаритель. Более холодная вода из испарителя поступает в патрубок С (следовательно, снизу), после чего выходит через патрубок D и далее идет в насос вторичного контура.
Соблюдение принципа «тепло вверху и холод внизу» предотвращает паразитную циркуляцию воды, обусловленную температурным расслоением (так называемый эффект термосифона).
Зачем же тогда усложнять себе жизнь и использовать ресиверы большого диаметра, соблюдая замечательное «правило 3D»?
В самом деле, при замене ресивера отрезком трубы вы можете заметить отсутствие изменения направления движения потоков воды и переноса потоков между трубами (см. рис. 89.6).
Поскольку диаметр трубы, установленной вместо ресивера, такой же как и у труб гидравлических контуров, то скорость воды не может падать, когда эта вода проходит через трубу.
Следовательно, такой монтаж абсолютно не подходит для удаления воздуха и грязи. Поэтому установка должна быть оборудована устройствами для деаэрации и очистки от загрязнений. Лучше все-таки вместо этой трубы установить смесительный ресивер.
В режиме отопления (см. рис. 89.7) теплая вода выходит по трубопрводу А и далее через трубопровод В подается во вторичные контуры. Охлажденная вода возвращается из отопительных батарей через трубопровод С и далее подается на вход в насос первичного контура через трубопровод D, после чего нагнетается в конденсатор теплового насоса. Байпасная труба позволяет обеспечить циркуляцию (сверху вниз) той части воды, которая представляет собой превышение расхода первичного контура над расходом вторичного контура.
Если, например, насос вторичного контура PS2 остановлен, то расход, проходящий через трубопровод В (и, следовательно, возвращающийся через трубопровод С) уменьшается. При этом повышается расход через байпасную магистраль, но в целом в первичном контуре расход не меняется. А это как раз то, что нам нужно, чтобы избежать опасности выключения компрессора по команде предохранительного реле ВД.
Холодная вода имеет более высокую плотность (она более тяжелая), чем теплая вода (в качестве справки отметим, что плотность воды максимальна при температуре +4°С: это устраивает рыбу, которая уходит в ямы на дне водоемов, когда зимой эти водоемы замерзают!).
Из-за этого вода с температурой 42°С не может подняться вверх по байпасной трубе, что могло бы понизить температуру на входе в трубопровод В. Разумеется, лучшей гарантией нормальной работы установки остается превышение расхода в первичном контуре над расходом вторичных контуров.
При работе в режиме охлаждения (см. рис. 89.8) в трубопровод А поступает охлажденная вода (что противоречит сформулированному выше правилу). В этом случае нужно обязательно помешать перетеканию теплой воды (которая находится в трубопроводе D) к трубопроводу А через байпасную магистраль. С этой целью байпасная магистраль выполняется в виде колена D-E (со стороной не менее 6 диаметров трубы А). Действительно, чтобы вода попала в трубопровод А, она должна вначале опуститься от точки D к. точке Е и только после этого подняться к трубопроводу А. Однако такое движение воды тем более невозможно, поскольку по байпасной магистрали в обратном направлении движется избыток расхода первичного контура.
Благодаря описанному выше техническому решению (менее рискованному, чем применение смесительных ресиверов для данного типа установок) подача воды (теплой или холодной) во вторичные контуры происходит без всяких проблем.
Тем не менее, как и для всех установок, в которых смесительный ресивер заменяют байпасной магистралью, данный гидравлический контур обязательно должен оборудоваться дренажным клапаном и улавливателем воздуха в верхней точке контура, и сливным краном и грязеуловителем в нижней точке контура.
Ж) Что произойдет, если смесительный ресивер очень большой?
Вы приезжаете для ремонта установки, схема которой приведена на рис. 89.9. Температура в охлаждаемых помещениях выросла, но компрессор работает очень мало.
Простой взгляд на термометры показывает, что хотя температура воды на выходе из первичного контура соответствует норме и равна 7°С (поэтому компрессор выключен по команде датчика температуры воды), температура воды на входе во вторичные контуры составляет около 25°С!
Вы замечаете, что смесительный ресивер очень большой, его диаметр явно выше диаметра, который определяетя по «правилу 3D».
89.2. УПРАЖНЕНИЕ 1. Накопительный ресивер
Вероятно монтажник хотел установить такой ресивер, который наряду с функцией смешения выполнял бы еще и функции «накопителя холода», чтобы предотвратить работу компрессора в режиме циклирования, когда потребности в холоде падают (см. раздел 30).
Как объяснить, что во вторичный контур вода поступает с температурой 25СС, хотя в ресивер она приходит с температурой 7°С?
Перед тем, как читать дальше, подумайте.
Решение упражнения 1
Мы уже видели, что в правильно подобранном смесительном ресивере скорость воды составляет несколько см/с.
Итак, при одинаковом расходе, чем больше диаметр трубопровода, тем меньше скорость воды в этом трубопроводе. Поэтому, когда диаметр ресивера очень большой, средняя скорость воды в нем практически равна нулю. Это приводит к появлению в ресивере неконтролируемых паразитных течений.
На разрезе ресивера вы видите, что внутри ресивера большого диаметра существуют два не связанных между собой течения. В результате ледяная вода первичного контура не может проходить во вторичный контур.
В свою очередь вода, которая приходит в ресивер из воздухоохладителей с температурой 25°С, вновь уходит в воздухоохладители с той же температурой 25°С!
Поэтому, когда ледяная вода, выходящая из испарителя с температурой 7°С, возвращается в испаритель с той же температурой 7°С, датчик температуры ледяной воды останавливает компрессор.
В итоге ни одна из систем установки не работает. При ремонте неосведомленный монтажник может вообразить, что расходы в контурах отсутствуют, насосы неисправны, вентили закрыты и т. д., тогда как на самом деле это внутренние течения привели к нарушению работы установки, препятствуя смешению потоков первичного и вторичного контуров! Хотя температура воды в перичном контуре равна 7°С, вода вторичного контура остается при той же температуре 25°С.
Когда насос вторичного контура всасывает воду с температурой выше, чем температура воды первичного контура, это указывает на нарушения в работе смесительного ресивера.
УПРАЖНЕНИЕ 2
Что нужно сделать для устранения описанной выше неисправности и, следовательно, подать во вторичный контур воду с температурой 7°С?
Решение упражнения 2
Восстановить нормальную работу этой установки можно только изменив конструкцию гидравлического контура (однако, если на бумаге такое изменение сделать легко, то на монтажной плошадке вам придется немного потрудиться!).
В самом деле, вам придется отсоединить трубопровод возврата воды от входа в ресивер (поз. 1 на рис. 89.11), чтобы присоединить его к трубопроводу D в точке С на входе в насос первичного контура.
После этой операции «теплая» вода, которая возвращается из батарей воздухоохладителей, будет нагнетаться непосредственно в испаритель.
Ледяная вода, которая выходит из испарителя с температурой 7°С, входит в ресивер в точке А. Эта вода тотчас же всасывается в точке В насосом вторичного контура (очевидно, что при нормальной работе насос вторичного контура может всасывать только ту воду, которая приходит в ресивер в точке А).
Благодаря такому изменению в батареи воздухоохладителей начнет поступать вода с температурой 7°С и в охлаждающих помещениях установится нормальная температура воздуха.
Вода с температурой 12°С, поступающая в точку С, потребует охлаждения, и компрессор начнет работать с полной нагрузкой. В процессе работы установки превышение расхода первичного контура (от 5% до 10% воды с температурой 7°С) будет медленно перетекать внутри ресивера от патрубка А к патрубку D.
Через какое-то время температура воды в ресивере становится близкой к 7°С: следовательно ресивер становится аккумулятором ледяной воды (что снижает опасность работы компрессора в режиме цитирования, когда потребность в холоде падает).
► Если насос первичного контура РР неисправен, то компрессор сразу же останавливается. Но поскольку насос вторичного контура продолжает работать, вода может проходить от трубопровода С к трубопроводу D, а затем от трубопровода А к трубопроводу В, прогоняя перед собой холодную воду, содержащуюся в ресивере.
► Разумеется, расход воды во вторичном контуре падает (поскольку гидравлическое сопротивление, которое должен преодолевать насос вторичного контура PS, повышается), но вода, накопленная в ресивере с температурой 7°С, позволяет какое-то время обеспечивать снабжение воздухоохладителей ледяной водой (в зависимости от объема ресивера и потребности в холоде в момент неисправности), пока не приедет ремонтная бригада.
► Если неисправен насос вторичного контура PS, то в температура охлаждаемых помещениях начнет расти. С другой стороны, расход, обеспечиваемый насосом первичного контура РР, останется постоянным и будет проходить через испаритель, что в общем-то и требуется (см. раздел 82).
Расширительный бак для отопления
В системе отопления очень важным элементом является расширительный бак для отопления. Служит такое устройство для того чтобы принимать излишки теплоносителя в тот момент, когда он расширяется, таким образом предотвращая разрывание трубопровода и кранов.
Принцип функционирования расширительного бака для отопления состоит в следующем: когда температура теплоносителя поднимается на 10 градусов, то объем его увеличивается примерно на 0,3%. Так как жидкость – не сжигается, то появляется излишнее давление, которое нужно компенсировать. Именно для этого и устанавливается расширительный бак.
Виды расширительных баков
В различных системах отопления применяются разные виды расширительных баков. Раньше в системах, не имеющих циркуляционных насосов, использовался открытый расширительный бак для отопления. Но такие баки имели множество недостатков, поэтому в настоящее время их применяют очень редко. Из-за того, что в такой расширительный бачок для отопления попадает воздух, появляется коррозия, а также жидкость испаряется быстрее и ее необходимо постоянно пополнять. Такой бак должен быть поставлен в самой верхней точке системы отопления, а это не всегда можно легко и просто реализовать.
В таких системах отопления, где носитель тепла циркулирует с помощью насоса, ставится закрытый расширительный бак для отопления, расчет здесь делается на то, что это герметичная емкость, которая обладает эластичной мембраной внутри. Мембрана (баллонная или диафрагменная) разделяет бачок на две части. В одну часть закачивается воздух или инертный газ под давлением, а другая часть предназначена для излишков теплоносителя. Мембрана внутри бака – эластичная, поэтому при попадании теплоносителя туда объем воздушной камеры становится меньше, давление в ней растет, таким образом компенсируя высокое давление в отопительной системе. При остывании же совершается обратный процесс.
Закрытый расширительный бачок для отопления плоский бак может быть фланцевым (иметь сменную мембрану) и с несменной мембраной. Второй вид пользуется достаточно большим спросом из-за относительно низкой стоимости. Но фланцевые расширительные баки во многом лучше – давление здесь может быть больше, а если разорвется мембрана, то можно ее заменить.
Фланцевый расширительный бак системы отопления может быть как вертикальным, так и горизонтальным.
Здесь жидкость, когда поступает в бак, не имеет контакта с металлической поверхностью, так как находится внутри мембраны. Если мембрана повреждается, заменить ее можно через фланец.
Баки, в которых не предусмотрена сменная мембрана, она закрепляется жестко по всему периметру. Диафрагма с самого начала прижата к внутренней поверхности, так как объем расширительного бака для отопления полностью заполнен газом. После этого давление в расширительном баке отопления увеличивается, а жидкость идет вовнутрь. Когда система запускается, давление может резко повыситься, поэтому именно в этот момент мембрана может повредиться.
Выбор расширительного бака
Выбор расширительного бака для отопления – это ответственное дело. При этом следует обязательно уделить внимание не только на его типу и размеру, но и на мембране – важны такие показатели: устойчивость к процессу диффузии, диапазон рабочей температуры, долговечность, соответствие санитарным требованиям.
Кроме этого, необходимо определить соотношение границ диапазона давления, которое предельно допустимо. Обязательно нужно уточнить перед покупкой бака, соответствует ли он существующим нормам качества и безопасности.
Расчет объема бака
Прежде всего, определим зависимость необходимого объема и параметров, которые на него влияют. При расчетах нужно учитывать, что чем более будет емкость отопительной системы и чем выше максимальная температура носителя тепла в ней, тем бак должен быть больше. Чем выше допустимое давление в расширительном бачке отопления, тем он может быть меньше. Конечно же, методика расчета достаточно сложная, поэтому лучше проконсультироваться со специалистом. Ведь ошибка в выборе расширительного бака может вызвать частое срабатывание клапана предохранения или другие неприятности.
Расчет объема производится по специальной формуле. Здесь основная величина – это суммарный объем теплоносителя, который присутствует в отопительной системе. Вычисляется эта величина с учетом мощности котла, количества и типов отопительных устройств. Приблизительные значения: радиатор – 10.5 л/кВт, система теплый пол – 17 л/кВт, конвектор – 7 л/кВт.
Чтобы произвести более точный расчет такого устройства, как вакуумный расширитель для отопления, применяется формула: Объем бака = (Объем воды системы отопления * Коэффициент расширения теплоносителя) / Эффективность расширительного бака. Коэффициент расширения для воды равняется 4% при ее нагреве до 95 градусов. Для определения эффективности бака применяется еще одна формула: Эффективность бака = (Наибольшее давление в системе – Первоначальное давление в воздушной камере) / (Наибольшее давление в системе + 1).
Таким образом, вакуумный расширительный бак отопления подбирается с учетом характеристик прочности и температуры, которые не должны быть выше допустимых показателей в месте подключения. Объем бака может либо равняться, либо быть больше того результата, который получился в итоге вычислений.
Установка расширительного бака
Монтаж расширительного бака системы отопления делается в соответствии с проектом и инструкцией. Лучшим вариантом для вас будет, чтобы это осуществил специалист. Если такой возможности нет, то хотя бы проконсультируйтесь с ним. Установка расширительный бак для отопления, если он открытого типа, производится в самой верхней точке системы отопления. Закрытый бак можно ставить практически в любом месте, но не непосредственно после насоса.
Необходимо особое внимание уделить такому вопросу, как крепление расширительного бака отопления, так как масса бака, который заполнен водой, существенно увеличивается. Также важный момент – это возможность и удобство обслуживание бака, свободный доступ к нему.
Обслуживание расширительного бака
Нельзя преуменьшать роль такого устройства, как расширительный бачок системы отопления инструкция этого прибора предоставляет перечень правил его обслуживания. К ним относят:
Далее о том, как проверить расширительный бак отопления – его начальное давление газового пространства. Для этого следует отключить бак от отопительной системы, дренировать с него воду, к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже, чем то, которое было установлено тогда же, когда происходила настройка расширительного бака для отопления – через этот же ниппель бак нужно накачать компрессором.
Проверка целостности мембраны – это тоже важный момент. Если вдруг во время проверки давления газового пространства после того, как вы дренировали воду, через дренажный кран идет воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного – то мембрана пробита.
Чтобы заменить мембрану, нужно пройти несколько этапов. Первым делом, бак отсоединяется от отопительной системы, затем его нужно дренировать. Далее давление газовой полости сбрасывается через ниппель. Фланец мембраны демонтируется. Находится он в области патрубка для соединения с трубами. Мембрана, входящая в устройство расширительного бака для отопления, извлекается из отверстия внизу корпуса.
Затем нужно проверить внутреннюю часть корпуса, чтобы там не было загрязнений и коррозии, если они есть – нужно их удалить и промыть водой, после чего высушить. Чтобы убрать коррозию, нельзя использовать средства, включающие масла! Держатель мембраны вставляется в отверстие вверху мембраны. Болт вворачивается в держатель мембраны, она ставится в корпус, а держатель отводится в отверстие в дно корпуса. Затем держатель фиксируется гайкой. После этого на корпус ставится фланец мембраны.