Баки мембранные

Что такое мембранный бак и где он нужен

Бак мембранный — это герметичный стальной сосуд, внутри которого резиновая мембрана делит пространство на два отсека. В одном — жидкость (вода или теплоноситель), в другом — воздух или азот под давлением. Мембрана эластичная, она сжимается и растягивается, позволяя одному отсеку увеличиваться за счёт другого.

Звучит просто. Но за этой простотой — решение двух совершенно разных инженерных задач. В системе водоснабжения бак мембранный работает как буфер давления: насос закачивает воду, воздух сжимается, и дальше вода расходуется прямо из бака без участия насоса. В системе отопления тот же принцип используется иначе: когда теплоноситель нагревается, он расширяется, и эти лишние литры уходят в бак, не создавая критического давления в контуре.

Одно устройство — два назначения. Но это не значит, что они взаимозаменяемы. Путаница между баками для водоснабжения и отопления — одна из самых частых ошибок при монтаже инженерных систем. Разберём всё по порядку.

Два применения — два разных устройства

Внешне баки для водоснабжения и отопления могут выглядеть похоже. Традиционно производители красят их по-разному: синий — для водоснабжения, красный — для отопления. Но это не стандарт, а лишь соглашение, которое не все соблюдают. Главное отличие — внутри.

Бак мембранный для водоснабжения оснащён мембраной из пищевой резины — EPDM или бутилкаучука с санитарным сертификатом. Она контактирует с питьевой водой и не должна придавать ей запаха, вкуса или посторонних веществ. Рабочее давление таких баков — до 8–10 бар, температура воды — не выше 35°С. Весь ассортимент можно посмотреть в разделе гидроаккумуляторы для систем водоснабжения.

Бак мембранный для отопления работает в совершенно других условиях. Теплоноситель нагревается до 90–95°С, иногда выше. Мембрана здесь должна выдерживать высокую температуру, а не соответствовать пищевым нормам. Материал — термостойкая резина, EPDM для отопления или специальный бутил. Рабочее давление — до 10 бар, температурный диапазон — от -10 до +100°С.

Ставить отопительный бак в систему водоснабжения нельзя: мембрана не сертифицирована для питьевой воды. Ставить водяной бак в систему отопления тоже нельзя: он не рассчитан на высокие температуры и быстро выйдет из строя.

Как устроен бак мембранный изнутри

Корпус — стальной, как правило из углеродистой стали с антикоррозионным покрытием. Для агрессивных сред или требований к качеству воды — нержавеющая сталь.

Мембрана бывает двух типов. Диафрагменная — это плоская перегородка, которая делит бак пополам. Такие баки проще в производстве, дешевле, но мембрану в них не заменить — она несъёмная. Обычно используется в небольших баках до 8–18 литров, которые встраиваются прямо в настенные котлы.

Баллонная (грушевидная) мембрана — резиновый мешок, который крепится к фланцу горловиной. Вода входит внутрь мешка, воздух остаётся снаружи между мешком и корпусом. Такая конструкция не допускает контакта воды с металлическим корпусом — важно для систем питьевой воды. Баллонную мембрану можно заменить без замены всего бака, если фланец съёмный. Это стандарт для баков средней и большой ёмкости.

Фланец — металлический или пластиковый диск с резьбовым штуцером. Через него бак подключается к системе. Съёмный фланец с болтовым креплением — признак нормального обслуживаемого бака. Несъёмный (завальцованный) — дешевле, но при износе мембраны придётся менять весь бак.

Ниппель или золотник — клапан для проверки и регулировки давления воздуха в воздушной камере. Стандартный автомобильный клапан, к которому подходит обычный манометр и насос.

Мембранный бак в системе водоснабжения: зачем и как работает

Представь, что у тебя скважина и насос без всякого буфера. Подключил — и всё, бак мембранный не поставил. Каждый раз, когда кто-то открывает кран, насос включается. Закрыл кран — насос выключился. При активном водопотреблении это 20–30 пусков в час. Производители насосов указывают допустимое число пусков в паспорте, и это значение легко превышается.

Бак мембранный здесь — буфер между насосом и системой. Насос закачивает воду в мембрану, та сжимает воздушную подушку. Реле давления видит, что верхний порог достигнут, и выключает насос. Дальше вода расходуется из бака — под давлением сжатого воздуха. Только когда давление падает до нижнего порога, насос снова запускается.

Результат: насос работает длинными редкими циклами вместо коротких частых. Ресурс увеличивается многократно. Плюс гасятся гидроудары — резкие скачки давления, которые возникают при быстром закрытии кранов или остановке насоса. Ещё одна функция — аварийный запас воды на случай отключения электричества.

Полезный объём воды, который бак отдаёт между пусками насоса, составляет примерно 30–40% от номинала. Из бака на 50 литров реально получишь около 15–18 литров воды до следующего включения насоса. Остальное занимает воздушная подушка.

Мембранный бак в системе отопления: зачем и как работает

Здесь задача другая. Вода при нагреве расширяется — примерно на 4% при нагреве с 20 до 80°С. В замкнутой системе этим литрам некуда деться. Давление резко растёт, срабатывает предохранительный клапан, теплоноситель вылетает наружу. Если клапана нет — давление разрушает слабые места системы: радиаторы, фитинги, теплообменник котла.

Бак мембранный для отопления принимает эти «лишние» литры. Когда теплоноситель расширяется — он давит на мембрану, сжимая воздух в воздушной камере. Когда система остывает — сжатый воздух выталкивает теплоноситель обратно в контур, не давая давлению упасть ниже критического значения. Котёл продолжает работать нормально.

Расширительный бак для отопления не выполняет никакой накопительной функции — он не является запасом теплоносителя. Это чисто компенсирующий элемент, «лёгкие» системы, как иногда говорят монтажники. Широкий выбор таких устройств собран в разделе расширительные баки Wester для систем отопления.

Как подобрать объём для отопления

Простое правило, которое используют в бытовых системах: объём бака должен составлять около 10% от общего объёма теплоносителя в системе. Если в трубах, радиаторах и котле суммарно 200 литров — нужен бак не менее 20 литров. Лучше брать с запасом.

Точный расчёт учитывает три параметра: объём теплоносителя, максимальную температуру нагрева и разницу между начальным давлением в баке и максимальным рабочим давлением системы. Формула даёт более точный результат, чем «10 процентов», особенно для больших систем.

Встроенный в настенный котёл бак мембранный — обычно 6–8 литров. Этого хватает на систему с объёмом теплоносителя 100–140 литров. Для большего — ставят дополнительный наружный бак в параллель. Линейка баков на любой объём представлена в разделе расширительные баки серии WRV для отопления.

Ещё один момент: никогда не бери бак впритык по расчёту. Если бак окажется меньше, чем нужно, мембрана будет работать на растяжение без запаса хода — износ ускорится, возможен разрыв.

Как подобрать объём для водоснабжения

Ориентиры для частного дома простые. Чем больше семья и точек водоразбора — тем крупнее нужен бак мембранный. Небольшая дача, один санузел, пара человек — хватит 24 литров. Дом постоянного проживания, 3–4 человека, стиральная машина, посудомойка — от 50 литров. Семья побольше или несколько санузлов — 80–150 литров. Коттеджный посёлок, производство — от 200 литров и выше.

Бак мембранный большего объёма не создаёт никаких проблем — насос просто реже включается. Недоразмеренный гоняет насос на износ. Поэтому при сомнениях — берут ступень выше.

Давление воздуха: один из главных параметров

И для водоснабжения, и для отопления давление воздуха в воздушной камере — критически важный параметр. Многие ставят бак и не проверяют его вообще. Это ошибка.

В баке для водоснабжения давление воздуха должно быть на 0,2–0,3 бара ниже давления включения реле насоса. Заводское давление — обычно 1,5 бара. Но реле у всех настроено по-разному, поэтому после установки давление нужно проверить и скорректировать.

В баке для отопления давление воздуха должно соответствовать статическому давлению системы — давлению холодного незаполненного контура. Обычно это 1–1,5 бара. Правило такое: давление в воздушной камере пустого бака должно быть равно давлению холодного заполнения системы.

Если давление воздуха слишком высокое — бак мембранный практически не работает: мембрана не может прогнуться, жидкость не входит. Если слишком низкое — жидкость заполняет бак полностью, мембрана прижата к стенкам и при каждом цикле нагрева-охлаждения рвётся от перегрузки.

Проверяют давление просто: нужен обычный автомобильный манометр и доступ к ниппелю. Для бака в системе водоснабжения — сначала нужно снять давление воды (перекрыть насос, слить воду через кран). Для отопительного — проверяют в холодном состоянии системы.

Вертикальный или горизонтальный

Для отопления: бак мембранный в большинстве случаев ставится штуцером вниз. Это предотвращает накопление воздуха в водяной камере — воздух всплывает вверх, в воздушную камеру, и оттуда его легче стравить. Некоторые производители прямо указывают ориентацию в инструкции.

Для водоснабжения всё проще: ставить можно как вертикально, так и горизонтально. Горизонтальные модели удобны в связке с поверхностным насосом — на корпусе есть специальная площадка для крепления насоса сверху. Вертикальные занимают меньше площади пола.

Где ставить в системе

Для отопления: бак мембранный подключают на обратной магистрали, перед насосом — там, где температура теплоносителя минимальная. Это продлевает ресурс мембраны. Подключение делают через запорный шаровой кран, чтобы можно было снять бак без слива всей системы.

Для водоснабжения: стандартная схема — насос, обратный клапан, далее бак и реле давления, потом потребители. Обратный клапан обязателен — он не даёт воде уйти обратно в скважину при остановке насоса.

В обоих случаях место — отапливаемое помещение. Вода в баке не должна замерзать: лёд разрывает мембрану и деформирует корпус.

Обслуживание: что делать и как часто

Бак мембранный — устройство в целом неприхотливое, но полностью игнорировать его не стоит.

Раз в год — проверка давления воздуха. Для отопительных баков это делают в конце лета, перед началом отопительного сезона. Для водяных — раз в квартал, при интенсивном использовании.

Признаки неисправности: для водяного бака — насос включается слишком часто (каждые 30–60 секунд), из ниппеля при нажатии идёт вода. Для отопительного — давление в системе скачет, котёл постоянно сбрасывает воду через предохранительный клапан.

В обоих случаях причина одна — мембрана порвалась, и бак мембранный нужно разобрать и починить. Если бак со съёмным фланцем — мембрану меняют самостоятельно. Подробная инструкция — в статье как заменить мембрану гидроаккумулятора самостоятельно. Если с несъёмной — бак меняют целиком.

Мембрана при нормальной эксплуатации служит 5–10 лет. Что сокращает её ресурс: неправильно выставленное давление воздуха, работа «всухую» (без жидкости в системе), замерзание, загрязнённая вода с механическими примесями.

Производители: кого выбрать

На российском рынке несколько брендов, которые занимают большую часть продаж.

Джилекс — крупнейший отечественный производитель. Линейка охватывает и водяные, и отопительные баки, объёмы от 6 до 750 литров. Запчасти и мембраны для гидроаккумуляторов Джилекс всех объёмов доступны везде — в любом строительном магазине. Бак мембранный Джилекс традиционно выбирают за доступную цену и ремонтопригодность.

Wester — ещё один российский бренд с широкой линейкой баков для обоих применений. Мембраны из EPDM, корпус из углеродистой стали, рабочее давление до 10 бар. Соотношение цены и качества устойчиво оценивается как хорошее.

Среди европейских — Reflex (Германия), Flamco (Нидерланды), Zilmet (Италия). Более высокая цена, европейское качество производства, длительный ресурс. Оправданы для объектов, где надёжность важнее стоимости: коттеджные посёлки, небольшие производства, административные здания.

Valtec, Stout, Aquasystem — итальянские и российские бренды среднего ценового сегмента. Хорошее качество, доступная цена, широкая дистрибуция.

При выборе ориентируйся на доступность запчастей в своём городе. Бак мембранный от европейского производителя — хорошая вещь. Но если мембрана порвётся, а ближайший поставщик находится за тысячу километров — это проблема. Все необходимые мембраны для замены в отопительных баках можно найти в каталоге.

Частые ошибки при выборе и установке

Ошибка первая: перепутать бак для отопления с баком для водоснабжения. Внешне они могут выглядеть одинаково, цвет не всегда является подсказкой. Смотри на маркировку в инструкции — там указана область применения и материал мембраны.

Ошибка вторая: взять бак слишком маленького объёма. И для водоснабжения, и для отопления — последствия одинаковые: мембрана работает на пределе хода, быстро изнашивается, система нестабильна.

Ошибка третья: не проверить и не настроить давление воздуха после установки. Завод ставит стандартные 1,5 бара, но это может не совпадать с параметрами конкретной системы.

Ошибка четвёртая: поставить бак без возможности обслуживания — вплотную к стене, без запорного крана на подводке. Когда придёт время снять его для проверки или замены мембраны, придётся сливать всю систему.

Ошибка пятая: поставить бак мембранный в неотапливаемом помещении. Замерзание воды внутри — это гарантированный разрыв мембраны и деформация корпуса.

На что смотреть при покупке

Первое — применение. Водоснабжение или отопление — это разные изделия с разными мембранами. Не путай.

Второе — объём. С запасом, не впритык к расчётному значению.

Третье — тип мембраны. Съёмная баллонная — обслуживаемый бак, мембрана меняется отдельно. Несъёмная диафрагменная — дешевле, но при поломке меняется весь бак.

Четвёртое — материал корпуса. Углеродистая сталь с покрытием для обычных условий. Нержавейка — для высоких требований к воде или агрессивной среды.

Пятое — рабочее давление и температура. Для водоснабжения — обычно 8–10 бар и до 35°С. Для отопления — 10 бар и до 100°С.

Шестое — наличие ниппеля для регулировки давления воздуха. Он должен быть у любого нормального бака.

Седьмое — доступность запчастей. Уточни у продавца, есть ли в наличии мембраны под эту модель. Весь набор комплектующие для обслуживания мембранных баков собран в отдельном разделе каталога.

Бак мембранный — не тот элемент системы, на котором стоит экономить. Бак мембранный дешевле насоса, дешевле котла, дешевле радиаторов. Но если он выйдет из строя или изначально будет подобран неправильно — пострадает всё оборудование вокруг.