Сравнение работы мембран - баллонной и фиксированной


Причины, по которым расширительные баки с мембраной баллонного типа могут оказаться предпочтительнее баков с фиксированной мембраной


Концерн Varem S.р.a провел серию лабораторных испытаний мембранных расширительных баков для насосных систем. Параллельные сравнительные испытания напорных расширительных баков с мембранами баллонного типа и фиксированными мембранами - диафрагмами показали отчетливое преимущество первого варианта в определенных условиях и ограничения применения для второго варианта. 

Бак со сменной «баллонной» мембраной      Бак с фиксированной диафрагменной мембраной
Бак со сменной мембраной	Бак с фиксированной диафрагменной мембраной

Испытания баков проводились в соответствии с методикой испытания циклическими нагрузками на прочность по EN13831 и положениями Директивы ЕС PED 97/23/EC, которые устанавливают требования к производителю обеспечить нормальное функционирование мембран на протяжении 50 тысяч циклов нагрузки (заполнения и опорожнения) при средней температуре жидкости 30°C.

Естественно, одним из наиболее важных аспектов определения правильности работы расширительного бака считается полное опорожнение накопленного объема воды на протяжении всего периода испытания. Таким образом, лаборатория Varem провела испытания с учетом этого аспекта, определяя и сравнивая характеристики двух расширительных баков для двух давлений отключения насоса - 3 бара и 5 бар.

Вариант 1 - Давление отключения насоса 3 бар

График полезного объема расширительного бака при давлении 3атм

При давлении отключения насоса 3 бар и предварительном давлении воздуха в расширительном баке 2 бар полезный объем накопленной воды соответствует 25% от общего номинального объема расширительного бака. Для примера, бак с номинальным объемом 100л содержит 25 л воды. В такой конфигурации рабочих давлений сравнение двух типов баков, прошедших испытания 50 тысячами циклической нагрузки, не показало каких-либо отличий в работе. 

Вариант 2 - Давление отключения насоса 5 бар

График полезного объема расширительного бака при давлении 5атм
  При давлении отключения насоса 5 бар и предварительном давлении воздуха в расширительном баке 2 бар полезный объем накопленной воды соответствует 50% общего номинального объема расширительного бака. Для примера, бак с номинальным объемом 100л содержит 50 л воды. В этой конфигурации рабочих давлений сравнение двух типов баков, прошедших испытания, показало заметное понижение извлекаемого объема воды для бака с фиксированной мембраной-диафрагмой, которое, начиная с 4000 циклов нагрузки, составило 20% от начального объема аккумулированной воды. В случае бака объемом 100 л извлеченный объем накопленной воды снизился на 20% с ожидаемого значения в 50л до 40 л. Анализ работы расширительных баков по окончанию испытания на прочность нагрузкой в 50 тыс. циклов показал причину этой неожиданной реакции диафрагменного бака. Вариант испытания с давлением 5 бар привел к повышению растяжимости и удлинению диафрагменной мембраны в зоне, прилегающей к креплению диафрагмы к стенкам бака (смотреть рисунок).  
Удлинение диафрагменной мембраны в зоне, прилегающей к  креплению диафрагмы к стенкам бака

Эта локальная зона диафрагменной мембраны была подвержена повышенной механической нагрузке в результате значительного роста давления внутри бака, в отличии от мембраны баллонного типа, в которой давление распределялось равномерно по всей площади. В результате этого, под выталкивающим давлением сжатого воздуха, диафрагма принимала неправильную форму при извлечении воды, как это показано на рисунке ниже.  

napoln-baka.gif

Резина под выталкивающим давлением воздуха растягивалась до момента перекрытия впускного центрального патрубка, которое происходило быстрее, чем происходило соприкосновение мембраны с внутренней стенкой бака, оставляя, таким образом, не извлеченным около 20% полезного объема воды внутри бака. Такая ситуация создала два негативных аспекта в работе системы:

1) Увеличение потребления электроэнергии. Понижение полезного объема извлечения воды прямо пропорционального количеству пусков насоса и приводит к росту потребления электроэнергии;

2) Ухудшение качества воды. Присутствие в баке 20% неизвлеченного остатка воды является причиной неправильной циркуляции жидкости, создания тупикового объема и его застоя, что приводит к понижению качества воды в системе снабжения санитарной питьевой водой и увеличивает вероятность микробиологического заражения воды, например, за счет роста количества бактерий Legionella.

Таким образом, концерн Varem в насосных системах снабжения санитарной водой, при давлениях выше 3 бар, рекомендует использование расширительных баков с мембранами баллонного типа.




Мы рады предложить вам оборудование следующих брендов:



logot-pedrollo.png





logo_Wester2.png

Бренд Kitline
Оборудование ATON