Расширительный (мембранный) бачок системы водоснабжения — герметичная емкость с газовой полостью и эластичной мембраной, компенсирующая колебания давления, тепловое расширение воды и циклы работы насоса; правильное давление в газовой полости (предзаряд) обеспечивает стабильную подачу воды и защищает арматуру, трубы и приборы от гидроударов и износа.
- Назначение и контекст применения 💧🏠
- Базовые ориентиры и формулы ⚙️
- Таблица ориентиров по настройке давления и применению 📊
- Пошаговая настройка предзаряда и проверка результата 🧰
- Примеры расчета и практические кейсы 🧪
- Факторы, влияющие на выбор давления 🎯
- Типичные ошибки и как их избежать 🚫✅
- Числовые ориентиры по потребителям и арматуре 🧮
- Снипы, стандарты и руководства (для углубления) 📚
- Советы по эксплуатации и диагностике 🪛
- Мини-формулы и быстрые шпаргалки 🧷
- FAQ по смежным темам ❓
Назначение и контекст применения 💧🏠
В бытовых и производственных водоснабжающих установках применяют два близких, но функционально разных типа мембранных бачков:
- Гидроаккумулятор (ХВС) — работает в паре с насосной станцией, сглаживает пуски/остановы насоса и поддерживает рабочий диапазон давлений.
- Бак теплового расширения (ГВС) — устанавливается на линии горячей воды (обычно у водонагревателя) для приема увеличившегося при нагреве объема воды и предотвращения срабатывания предохранительного клапана.
Ключевой параметр — давление газа в пустом бачке (предзаряд, p0), настраиваемое через ниппель под крышкой. От него зависят объем полезного запаса воды, частота включений насоса и риск «водяного удара».
Базовые ориентиры и формулы ⚙️
Для гидроаккумулятора ХВС предзаряд p0 должен быть на 0,1–0,2 бар ниже давления включения насоса (p_on). Это гарантирует поступление первых порций воды с момента падения давления и предотвращает «прилипания» мембраны.
Типичный диапазон для дома/квартиры: давление включения p_on = 1,4–1,8 бар, отключения p_off = 2,8–3,0 бар; соответственно предзаряд p0 ≈ 1,3–1,6 бар.
Для бака теплового расширения ГВС предзаряд p0 обычно выставляют на 0,2 бар ниже статического давления холодной воды в точке подключения (p_static), то есть p0 ≈ p_static − 0,2 бар. Это позволяет воде входить в бак уже при малом росте давления при нагреве.
Базовые соотношения и вспомогательные оценки:
- 1 бар ≈ 100 кПа ≈ 0,1 МПа ≈ 10 м водяного столба.
- Статический напор p_static (бар) ≈ высота столба воды, м / 10.
- Для ГВС: необходимый объем бака V_б ≥ V_системы × e / (1 − p0/p_max), где e — коэффициент объемного расширения воды (для 10→60 °C около 0,02–0,03), p_max — максимально допустимое давление до срабатывания предохранительного клапана (обычно 6 бар; на практике берут 5,0–5,5 бар как расчетный предел).
Таблица ориентиров по настройке давления и применению 📊
| Сценарий/условие | Параметры системы | Рекомендуемое p0 (бар) | Пояснение | Эмодзи |
|---|---|---|---|---|
| Частный дом, 1 этаж | p_on/p_off: 1,5/3,0 | 1,3–1,4 | На 0,1–0,2 ниже p_on для корректной работы мембраны | 🏡 |
| Коттедж, 2 этажа | Высота точки водоразбора ~6–7 м | 1,6–1,8 | Учесть статический напор; поднимите p_on до 1,8–2,0 при необходимости | 🏠⬆️ |
| Квартира с редуктором | После редуктора 3 бар | 2,8 | Для ГВС возьмите p0 ≈ 3,0 − 0,2 | 🏢🔧 |
| ГВС с бойлером 100 л | Клапан 6 бар, T=60 °C | p0 = p_static − 0,2 | Объем бака 8–12 л (примерная оценка для расширения 2–3 л) | 🔥🚿 |
| Глубокая скважина | p_on/p_off: 2,0/3,5 | 1,8–1,9 | Разница p_off − p_on не менее 1,2–1,5 бар для ресурса насоса | ⛏️💦 |
| Длинные магистрали | Потери 0,3–0,5 бар | +0,1 к базовой оценке | Компенсируйте реальные потери в трубопроводе | 📏 |
| Низкий напор из сети | Вход 1,8–2,0 бар | 1,6–1,7 | Иначе бак плохо «принимает» воду при нагреве | ⚠️ |
| Системы с частотным приводом | Поддержка 2,5 бар | 2,3–2,4 | Малый бак, p0 на 0,1–0,2 ниже уставки регулятора | 🧠⚡ |
Пошаговая настройка предзаряда и проверка результата 🧰
- Отключите насос/нагреватель от питания, перекройте воду и стравите давление в водяной части до 0 (откройте кран).
- Снимите колпачок ниппеля, подключите точный манометр (0–6 бар) к газовой полости бачка.
- Сравните показания с расчетным p0. При необходимости подкачайте автомобильным насосом или стравите газ.
- Для ХВС: установите p0 = p_on − 0,1…0,2 бар. Для ГВС: p0 = p_static − 0,2 бар.
- Верните систему в работу, проверьте давления включения/отключения, отсутствие «подпрыгиваний» стрелки и кратких циклов насоса.
- Проверьте через 24–48 часов: если давление газа «уползает», проверьте герметичность ниппеля и целостность мембраны.
Примеры расчета и практические кейсы 🧪
Кейс 1. Гидроаккумулятор ХВС в доме 1 этаж. Реле: p_on = 1,6 бар, p_off = 3,0 бар. Предзаряд: p0 = 1,5 бар. Результат: большая полезная емкость, редкие пуски насоса, давление в кране 1,6–3,0 бар.
Кейс 2. ГВС с бойлером 100 л, холодная вода 3,0 бар, клапан 6 бар, нагрев 10→60 °C. Берем p0 = 2,8 бар; объем расширения ~2,3–2,8 л. Требуемый бак 8–12 л, чтобы при p_max ≤ 5,5 бар не «льет» предохранительный клапан.
Кейс 3. Скважинный насос с глубиной 40 м, дом 2 этажа, душ на 7 м. Статический напор до душа ≈ 0,7 бар + потери на трение ~0,3 бар. Чтобы обеспечить 1,5 бар на лейке, p_on не ниже 2,5 бар, p_off ~4,0 бар. Предзаряд p0 ~ 2,3–2,4 бар.
Факторы, влияющие на выбор давления 🎯
- Высота самой «высокой» точки водоразбора и реальные потери в трубах/фитингах.
- Требования конечных устройств: смесители и душ — 1,0–1,5 бар, посудомойки/стиральные машины — 1,5–2,0 бар, гидромассаж — от 3 бар.
- Наличие редуктора давления, обратных клапанов, предохранительных клапанов (их уставки ограничивают максимальное рабочее давление).
- Температурный режим ГВС и коэффициент расширения воды при нагреве.
- Тип управления насосом: реле давления/пресс-контроль vs частотный привод.
Типичные ошибки и как их избежать 🚫✅
- Выставление p0 выше p_on (ХВС) — бак «не принимает» воду, насос часто стартует. Решение: снизить p0 на 0,1–0,2 бар ниже p_on.
- Ориентация только на «цифры с паспорта» без учета высоты/потерь — в верхних точках не хватает напора. Решение: добавьте к расчету статический и динамический напор.
- Игнорирование проверки раз в 6–12 месяцев — утечка азота/воздуха вызывает «водонаполненность» бака и гидроудары.
- Слишком маленький объем бака ГВС — постоянные «слезы» из предохранительного клапана. Решение: увеличить бак на ближайший типоразмер.
- Заправка кислородом вместо воздуха/азота — ускоренное старение мембраны. Предпочтителен инертный газ (азот).
- Установка без гидрострелки/демпфера при мощном насосе — риск гидроударов. В ряде случаев нужен дополнительный демпфер.
Историческая справка. Первые сосуды для компенсации объемных изменений в водяных системах появились в XIX веке и были открытыми, что приводило к коррозии и испарениям. В середине XX века получили распространение герметичные мембранные баки: в 1950–1960-е годы европейские производители (в том числе Reflex, Zilmet, Flamco) внедрили надежные эластомерные мембраны и заводской азотный предзаряд, что резко повысило стабильность давления и уменьшило число аварий. С развитием бытовых насосных станций в 1970–1980-е мембранные гидроаккумуляторы стали стандартом в автономном водоснабжении. Параллельно нормы по безопасности горячей воды закрепили обязательность компенсации теплового расширения для закрытых водонагревателей, что окончательно закрепило «расширительные» баки в ГВС.
Числовые ориентиры по потребителям и арматуре 🧮
| Устройство | Минимальный рабочий напор (бар) | Комфортный диапазон (бар) | Примечание | Эмодзи |
|---|---|---|---|---|
| Смеситель умывальника | 0,5 | 1,0–2,0 | Малые расходы — невысокие требования | 🚰 |
| Душ | 1,0 | 1,5–2,5 | Для тропического душа 2,0–3,0 | 🚿 |
| Стиральная машина | 1,0–1,5 | 1,5–3,0 | См. паспорт модели | 👕 |
| Посудомоечная машина | 1,0–1,5 | 1,5–3,0 | Часто есть встроенный редуктор | 🍽️ |
| Гидромассаж/джакузи | 2,5 | 3,0–4,0 | Нужен стабильный напор | 🛁 |
| Предохранительный клапан ГВС | — | Сработка 6 бар (тип.) | Рекомендуется считать до 5,0–5,5 бар | 🧯 |
Снипы, стандарты и руководства (для углубления) 📚
- EN 13831: Closed expansion vessels with built-in diaphragm for water systems.
- ГОСТ 12.2.063 и ГОСТ 32690 — сосуды, арматура, безопасность.
- Руководства производителей: Reflex (DE) — «Reflex Pro», Zilmet (IT) — «CAL-PRO/ULTRA-PRO», Flamco (NL) — «Flexcon», Wester (RU) — техпаспорта гидроаккумуляторов.
- Методички по автономному водоснабжению и настройке реле давления от Grundfos, Wilo, DAB (серии JP/PM, HWJ, E.SYBOX — разделы о диапазонах давления).
- Рекомендации производителей водонагревателей (Thermex, Ariston, Bosch) по применению расширительных баков и подбору их объема.
Советы по эксплуатации и диагностике 🪛
- Проверяйте p0 каждые 6–12 месяцев и после любых гидроударов или срабатываний предохранительных клапанов.
- Используйте точный манометр; бытовые автомобильные могут врать до 0,2–0,3 бар.
- Предпочтителен азот как газ-предзаряд для увеличения срока службы мембраны.
- Если из клапана ГВС периодически капает при нагреве — проверьте p0 и объем бака, а также давление после редуктора.
Мини-формулы и быстрые шпаргалки 🧷
Быстрый расчет предзаряда:
- ХВС: p0 = p_on − 0,1…0,2 бар.
- ГВС: p0 = p_static − 0,2 бар.
- Перевод высоты в давление: p (бар) ≈ h (м) / 10.
FAQ по смежным темам ❓
Вопрос 1. Нужно ли подкачивать предзаряд воздухом или только азотом? — Можно воздухом, но азот предпочтительнее: он меньше проникает через мембрану и не ускоряет старение резины. Если бак идет с «заводским азотом», поддерживайте его азотом при возможности.
Вопрос 2. Как понять, что мембрана повреждена? — При нажатии на ниппель идет вода, а не газ; бак тяжелеет и не «отдает» воду; насос часто включается, давление прыгает. В таком случае мембрану меняют (если сменная) или весь бак.
Вопрос 3. Почему после установки редуктора на вводе стал подтекать клапан ГВС? — Редуктор стабилизировал высокое статическое давление; при нагреве суммарное давление превысило уставку клапана. Решение: настроить p0 бака ГВС на 0,2 бар ниже нового статического давления и убедиться, что объем бака достаточен.
Вопрос 4. Можно ли ставить один бак на ХВС и ГВС? — Нет, назначение разное. Бак ХВС работает в циклах насоса, а бак ГВС рассчитан на высокие температуры и тепловое расширение. Используйте отдельные баки, термостойкий — для ГВС.
Вопрос 5. Насос часто «щёлкает». Виноват предзаряд? — Часто да: p0 завышен или занижен относительно p_on, либо бак мал по объему. Проверьте p0 (при нулевом водяном давлении), уставки реле и при необходимости увеличьте объем бака.
Вопрос 6. Нужно ли менять уставки p_on/p_off при добавлении второго этажа? — Как правило, да: увеличьте p_on на 0,2–0,5 бар, p_off — пропорционально, и заново выставьте p0 на 0,1–0,2 бар ниже обновленного p_on.
Вопрос 7. Почему нельзя выставлять p0 «запасом» сильно ниже p_on? — Слишком низкий p0 приводит к большому объему воды в баке при малом давлении и к сильным деформациям мембраны, ускоряя износ; к тому же растет амплитуда гидроударов при отключениях. Оптимум — 0,1–0,2 бар ниже p_on (ХВС) и ~0,2 бар ниже p_static (ГВС).