Как создается давление внутри системы охлаждения автомобиля
Первое, что нужно понять, то что специально никакое давление в системе охлаждения двигателя не создается
Самим агрегатам мотора не важно, под каким давлением циркулирует охлаждающая жидкость. Главное, чтобы элементы двигателя успевали достаточно охлаждаться
Как известно, практически любая жидкость под нагревом расширяется. Это касается, в том числе, охлаждающей жидкости – антифриза, тосола. В среднем, охлаждающая жидкость при нагреве расширяется на 10-20%, то есть именно на столько растет ее уровень в системе. Поскольку система охлаждения представляет собой замкнутый герметичный контур, при запуске двигателя и разогреве охлаждающей жидкости возникает давление. Антифриз давит на стенки радиаторов, патрубков и других компонентов системы внутри.
Обратите внимание: В системе охлаждения автомобиля немаловажную роль играет крышка расширительного бачка. Она представляет собой клапан высокого и низкого давления, который может, соответственно, стравливать излишки или, наоборот, подсасывать воздух из атмосферы
Изготовление расширительного бака своими руками
Расширительный бак вполне реально изготовить своими руками. Для этого потребуется лишь набор определенных инструментов и материалов, усердие и внимательность.
Список необходимых материалов и инструментов
Для создания расширительного бака необходимы следующие инструменты и рабочие материалы:
- сварочный аппарат;
- слесарные инструменты;
- электроды;
- масляная краска;
- металл для создания емкости бака;
- латунная пробка;
- маска для сварки;
- резиновые прокладки;
- трубы сечением 200-300 мм.
Процесс создания конструкции
Прежде всего стоит оговорить один момент. В домашних условиях целесообразно заниматься изготовлением расширительного бака лишь для отопительной системы открытого типа. Это связано, в первую очередь, с тем, что для бака с мембраной только выбор оптимально подходящей мембраны и врезка нипеля отнимут много сил, времени и средств.
Итак, для создания конструкции нам потребуется листовой металл и обрезки труб. Затем варим обычную прямоугольную/квадратную коробку.
Совет. Многие специалисты советуют использовать в качестве рабочего материала для расширительного бака под отопление нержавеющую сталь. Это дельный совет, но только в том случае, когда вся отопительная система (трубы) представлена нержавейкой или полимерами. В остальных случаях вполне подойдет обычная «черная» сталь толщиной не менее 3 мм.
Для начала необходимо определиться с объемом будущего расширительного бачка. Стандартный показатель – 10 % от общего количества теплоносителя в отопительной системе.
Приступаем к работе. С помощью болгарки делаем пять стальных заготовок для будущей емкости. Затем привариваем их вертикально друг к другу сплошным швом. После остается лишь вырезать в днище бака отверстие и черновая конструкция готова.
Совет. Для изготовления бака также прекрасно подойдет емкость из-под лака/краски или же топливный бак грузовика (бак от легковушки не рассматривайте, поскольку он обычно имеет слишком маленькую толщину.
Приступаем к очистке внутренней поверхности от остатков горючей смеси: для этих целей подойдет горячая вода и щетка. После завершения очистки оставляем емкость просохнуть. Заготавливаем крышку для бака и крепим ее болтами или делаем люк.
После завершения работ с крышкой, делаем стальную заготовку для штуцера и ввариваем его в бак. Обязательно используем латунную пробку (не забывайте проложить ее резиновой прокладкой толщиной около 0,5 см). Штуцерную резьбу обязательно смазываем слоем жира или масла, чтобы облегчить в дальнейшем процесс его откручивания.
Готовый бак покрываем масляной краской со всех сторон (внутри по возможности).
Поскольку расширительный бак будет расположен на чердаке дома, то он должен быть как следует утеплен для предотвращения возможности замерзания жидкости внутри него.
Правила обслуживания гидробака
Суть ревизии заключена в проверке давления в воздушной камере. Манометр должен быть исправен, и иметь точность измерения 0,1 бар. Можно пользоваться автомобильным прибором для проверки давления в шинах. Удобно, когда шкала содержит градацию и в атмосферах. Тогда не придется производить перерасчет, если в инструкции указано давление в других единицах.
Если в результате накачивания давление воздуха в расширительном баке не поднимется, это может свидетельствовать о том, что груша или мембрана вышла из строя, и требует замены. В процессе осмотра проверяют ниппель и клапаны. Они должны быть герметичны.
Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.
В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.
Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.
Предназначение
- Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
- Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.
Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.
- Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
- Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.
Как различать
На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.
На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:
- Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
- расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.
Как работают схемы аккумуляции воды
Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.
При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор.
Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.
Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.
Как это работает
Проблему низкого давления в водопроводе решают с помощью двух типов устройств: циркуляционных и самовсасывающих насосов. Первые проще устроены, и их легче установить в систему.
Обычный циркуляционный насос состоит из ротора, закрепленной на нем крыльчатки и двигателя, который все это вращает. Обычно если вода в системе есть, но напор ее слабый, достаточно одного или двух насосов.
А вот если к верхним этажам вода вовсе не поступает, придется поставить высокомощную насосную станцию с гидробаком. Такое устройство просто устанавливают как часть водопроводной системы в подходящем месте. Крыльчатка крутится, придавая потоку воды дополнительное ускорение.
В результате трубы быстрее заполняются водой, обеспечивая необходимый уровень давления в водопроводе. Это компактные устройства малой мощности, призванные решать проблемы местного характера. Всасывающие насосы отличаются более высокой производительностью и более сложным устройством.
Помимо всасывающего насоса, способного перекачивать воду на значительную высоту, система комплектуется также гидроаккумулятором, снабженным специальной мембраной. Работа этой техники автоматизирована, используется реле давления. Вода сначала подается в накопительный бак, а затем поступает в водопровод, обеспечивая необходимые характеристики внутри системы.
Таким образом, если центробежный насос позволяет устранить проблему на каком-то отдельном участке, то всасывающее оборудование используется для регулирования всего водопровода в доме или в квартире. Самовсасывающие повышающие насосы способны поднимать жидкость на высоту до 12 м, при этом их мощность стартует с 2 кВт/ч.
Повышающий давление насос работает следующим образом. Когда расход воды достигает 1,5 куб.м лепесток датчика движения изменяет положение. Это приводит к автоматическому включению насоса. Когда поток воды прекращается, насос выключается. Технику этого типа используют и в частных коттеджах, и в многоквартирных домах.
Особенно она актуальна в высотных жилых зданиях, где обеспечить нормальную доставку воды на верхние этажи без специального насоса по разным причинам невозможно. Установка одного насоса или даже специальной станции с повышенной мощностью может стать настоящим спасением для жителей верхних этажей.
Иногда приходится задействовать не один повышающий насос, а два или больше. С такой необходимостью порой сталкиваются владельцы домов, в которых водопроводная система была изначально спроектирована с ошибками. В таком случае придется просчитать стоимость переделки водопровода (если такая возможность вообще имеется) и затраты на установку дополнительной техники.
Следует помнить, что для перекачивания горячей воды предназначена особые виды техники. Они выполнены из специальных термостойких материалов, поэтому стоит дороже, чем более простые модели, рассчитанные на контакт только с холодной водой. Существуют и универсальные повышающие насосы, которые подходят и для холодной, и для горячей воды.
Мощность обычного циркуляционного насоса невелика, он потребляет меньше энергии, чем некоторые лампы накаливания. При его включении в систему можно добиться повышения давления примерно на 2-3 атмосферы. Если же требуется более серьезная коррекция характеристик, следует отдать предпочтение более мощному оборудованию.
Циркуляционные насосы обладают свойством работать “в тупик”, т.е. их не нужно отключать даже если все краны закрыты и вода из системы не забирается. Примерно так же функционируют приточные насосы для повышения давления воды. Эти устройства по конструкции похожи на циркуляционные модели.
Если такой насос отключен, вода будет свободно циркулировать через его корпус. Как только к двигателю поступает питание, насос включается. Крыльчатка начинает вращаться и напор воды в системе возрастает. Если встает выбор между системами с автоматическим или ручным управлением, обычно предпочтение отдается первым.
Такой техникой и пользоваться удобнее, и служит она дольше, поскольку не работает вхолостую. Брать насос на ручном управлении имеет смысл только в тех случаях, когда он будет использоваться либо очень недолго (временный вариант), либо крайне редко (летом, на даче, только на выходных).
Понятие сухого и мокрого ротора относится к сведениям о системе охлаждения устройства. В первом случае оно охлаждается потоком воздуха, а во втором — потоком перекачиваемой воды. Насос с мокрым ротором дешевле, но служит меньше из-за негативного воздействия осадка, накапливающегося во время перекачки воды на рабочих частях. Модели с сухим ротором справляются со своими задачами эффективней, и сроки эксплуатации у них побольше.
Как правильно установить и закрепить бак в разных типах систем отопления
Для систем отопления различного типа существуют свои принципы установки расширительных баков.
Как поставить в открытой
Открытая система отопления ― единый сосуд сложной формы, в котором происходит естественная циркуляция жидкости. Контакт с воздухом совершается через расширительный бак, который представляет собой открытую ёмкость большого объёма с крышкой, она нужна только для того, чтобы внутрь не попадал мусор. Такие резервуары устанавливают на чердаке и периодически доливают воду по мере испарения.
Фото 1. Расширительный бак, установленный в открытой системе отопления. Изделие находится в самой верхней точке отопительной схемы.
Расширительный бак монтируют в верхней точке контура, потому что горячая вода, как и пузырьки воздуха, стремятся кверху, а слив остывающей жидкости происходит самотёком. При отсутствии чердака это наивысшая точка разгонного коллектора однотрубной системы. Ёмкости не оборудуют мембранами или запорными кранами, поэтому их установка не потребует больших финансовых затрат.
Каким образом устанавливать в закрытой
Выбрать ёмкость для закрытой системы несколько сложнее, потому что тут придётся опираться на расчёты и объём отопительного контура. В данном случае правильное место выбирают относительно отрезка самого спокойного течения жидкости внутри контура, без смешивания потоков или завихрений. Оптимальный участок для этого — перед насосом циркуляции. Здесь бачок выполняет функцию компенсатора теплового расширения и гасит гидроудары.
Устанавливая расширительную ёмкость в закрытом контуре, необходимо обязательно монтировать предохранительный клапан, который будет сбрасывать избыточное давление. Если при покупке котла в комплекте шёл расширительный бачок, но после монтажа оказалось, что его объёма недостаточно (он должен составлять не меньше 10% общего объёма вода), на это обычно указывает слишком частое срабатывание клапана для сброса давления, можно приобрести дополнительный бак и подсоединить его параллельно первому.
Для закрытой системы предназначены мембранные расширительные резервуары, которые лучше расположить вертикально. При этом теплоноситель поступает в ёмкость сверху, вытесняя из отделения для воды весь воздух.
Фото 2. Схема устройства расширительного бака мембранного типа. Стрелками показаны составные части конструкции.
Устройство мембранного бака следующее: внутри пространство поделено на два отсека, разделённых эластичной мембраной. Когда в баке накапливается жидкость и повышается давление, вода давит на мембрану и воздух в верхнем отделе сжимается. Вертикальное положение в таком случае считается оптимальным, оно позволяет легче компенсировать избыточное давление и продлить срок службы мембраны.
Регулировка давления насосной станции
Реле давления в агрегатах с насосами считается основной частью её нормального функционирования, то каждый владелец агрегата должен знать, как осуществляется настройка:
- Обеспечить работающее состояние насоса и накачать воды до отметки в три атмосферы.
- Выключить аппарат.
- Снять крышку, и не спеша проворачивать гайку до тех пор, пока элемент не включится. Если совершать движения по ходу стрелки часов, то можно увеличить давление воздуха, против хода – уменьшить.
- Открыть кран и уменьшить показания жидкости до отметки в 1,7 Атмосфер.
- Перекрыть кран.
- Снять крышку реле и крутить гайку до момента срабатывания контактов.
Какое давление должно быть в насосной станции в груше?
Гидроаккумулятор агрегата с насосом содержит в себе такой элемент, как резиновая емкость, которую еще принято называть груша. Между стенками бачка и самим резервуаром должен находиться воздух. Чем больше воды будет находиться груше, тем сильнее будет сжат воздух и, соответственно, больше будет его давление. И наоборот, если падает давление, значит, объем воды в резиновой емкости уменьшился. Так каким же должно быть значение оптимального давления для подобного агрегата? В большинстве случаев производители заявляют давление в 1,5 Атмосферы. Приобретая насосную станцию, необходимо проверить уровень давления манометром.
Не забывайте и о том, что разные манометры имеют разные погрешности. Поэтому лучше всего использовать поверенный автомобильный манометр с минимальными значениями градуировки шкалы на нем.
Какое давление должно быть в расширительном баке насосной станции?
Давление в ресивере не должно быть больше верхнего предела уровня давления жидкости. Иначе ресивер перестанет выполнять свою прямую обязанность, а именно, заполняться водой и смягчать гидроудары. Рекомендуемое уровень давления для расширительного бачка – 1,7 Атмосфер.
Почему падает давление в насосной станции?
- Насос недостаточно мощный или его детали изношены.
- Происходит утечка воды через соединения или имеется разрыв трубы.
- Падает напряжение электрической сети.
- Всасывающая труба захватывает воздух.
Почему насосная станция не набирает давление и не отключается?
Основное предназначение подобных агрегатов – подавать жидкость из различных источников с большой глубиной, создавать и поддерживать постоянные показатели давления. Однако в процессе эксплуатации аппаратов имеют место различные неполадки. Случается и так, что агрегат не может нагнать нужное давление и выключается. Причинами этого могут стать:
- Работа насоса «всухую». Происходит это вследствие падения водяного столба ниже уровня забора воды.
- Увеличение сопротивления трубопровода, что возникает, если длина магистрали не соответствует диаметру.
- Негерметичные соединения, вследствие чего наблюдается подсос воздуха. При этой проблеме стоит проверить все соединения и в случае необходимости обеспечить каждый из них герметиком.
- Забит фильтр грубой очистки. Очистив фильтр, можно пробовать подавать давление в насосную станцию.
- Сбой в работе реле давления. Решить проблему поможет регулировка реле.
Найдя причину неисправности насосной станции, можно приступать к её устранению.
Почему не поднимается давление в насосной станции?
Когда манометр насосной станции показывает низкое давление, и оно не поднимается, такой процесс еще принято называть завоздушиванием. Причинами такой проблемы могут быть:
- Если это не погружной насос, то причина может скрываться во всасывающей трубке, через которую может всасываться нежелательный воздух. Справиться с проблемой поможет установка датчика «сухого хода».
- Подающая магистраль негерметична вовсе нет плотности на стыках. Нужно проверить все стыки и обеспечить их полной герметизацией.
- Наполняясь, в насосной установке остается воздух. Тут не обойтись без его выгонки, заполняя насос сверху под давлением.
Насосная станция не держит давление и постоянно включается
- Разрыв резиновой емкости в гидроаккумуляторе, в результате чего бачок полностью заполняется водой даже там, где должен быть воздух. Именно этот элемент и регулирует постоянство давления станции. Обнаружить проблему можно, придавив штуцер закачки жидкости. Если же жидкость станет просачиваться, то проблема в резиновой емкости. Здесь лучше сразу прибегнуть к замене мембраны.
- В гидроаккумуляторе не наблюдается давление воздуха. Решить проблему – это подкачать воздух в камеру, используя обычный прибор для закачивания воздуха.
- Поломано реле. В случае, когда штуцер без подтеков, то проблема именно с реле. Если настройки не помогают, придется прибегнуть к замене прибора.
Чем приведенная идеальная схема отличается от реального расширительного бака?
Многим. У нас нет поршня. Вместо поршня у нас резиновый мешок, который под давлением сминается. Никаких средств для аккуратного складывания мешка не предусмотрено. Мнется мешок как хочет. Очевидно, образует всякие складки. Когда вода врывается в мешок, она эти складки расправляет. Опять же мешок этот имеет шов.
Резина сама по себе тоже растягивается, чем вносит некие нелинейности в описываемый процесс.
И вообще, все законы про зависимость давления и объема (Бойля Мариотта) писались для идеального газа и идеальных условий. Практически рассматривались только молекулы и все. С реальным газом, тем более с воздухом, который является смесью газов, все сложнее, конечно.
В реальной системе есть сопутствующие факторы. Такие как качество резины, качество бака, настройка оборудования, на котором бак производился, бригада рабочих, которая эти баки делала. Уверен, что баки, сделанные рабочими из Албании будут отличаться от баков, сделанных рабочими из Сербии. Не говорю, кто сделает лучше – не знаю. Но то, что будут отличаться – совершенно точно.
Проблемы и решения
- Почему насосная станция Джилекс не держит давление в гидроаккумуляторе (см. Почему насосная станция не держит давление)?
Вот список возможных причин неисправности, типичный для устройств всех производителей:
Отсутствие, загрязнение, неправильный монтаж или неисправность обратного клапана на всасывающем патрубке или на вводе водоснабжения. Стрелка на корпусе клапана должна указывать в сторону насоса, а сам он должен пропускать воду только в одном направлении;
Устройство пружинного обратного клапана
Отсутствие воздуха с избыточным давлением в воздушном отсеке мембранного бака. Чтобы убедиться в отсутствии или наличии этой неисправности, нажмите на шток ниппеля. Если оттуда не поступает ни воздух, ни вода — гидроаккумулятор нужно просто-напросто накачать;
Накачка гидроаккумулятора автомобильным компрессором
Разрыв мембраны гидроаккумулятора. В этом случае из ниппеля при нажатии на его шток начинает капать вода. Мембрана меняется на новую после отключения воды и вскрытия бака ресивера;
На фото — замена мембраны в гидроаккумуляторе насосной станции
- Мощности насоса не хватает для создания напора, соответствующего настройкам автоматического реле. Признак наличия этой проблемы — непрерывная, без отключений, работа насоса. Проблема устраняется путем регулировки реле;
- Утечки воды (прежде всего течи напроток сливных бачков в туалетах). При утечках насос периодически включается в отсутствие разбора воды через смесители. Проблема устраняется регулировкой, ремонтом или заменой заливных или сливных клапанов в бачках.
Регулировка арматуры сливного бачка
- Почему в систему водоснабжения с насосной станцией попадает воздух?
Вероятная причина — негерметичность всасывающей трубы (разрыв или неплотное соединение с всасывающим патрубком насоса или обратным клапаном). Проблема устраняется герметизацией соединений или заменой трубы.
Насос может засосать воздух при негерметичности соединения с всасывающей трубой
Как давление влияет на работу станции?
Почему показатели давления вообще важны для функционирования водяной станции? Дабы разобраться в этом вопросе, ознакомимся со строением и принципами работы агрегата.
Главный компонент станции – насос, благодаря которому выполняется нагнетание воды. У его двигателя имеется один серьезный недостаток – при каждом включении насоса он испытывает перегрузку. Как результат – при частом запуске станции двигатель быстро приходит в полную негодность. Чтобы предостеречь такое негативное явление, нужно уменьшить количество включений насоса – для этого станцию оснащают практичным гидроаккумулятором, в котором накапливается вода.
Напор для заполнения бака водой создается за счет силы воздуха. Однако подобная схема работы не дает возможность применять датчики уровня, поэтому процессы включения и выключения регулируются давлением в водопроводе. Для этого оборудование оснащается еще одним важным устройством – реле давления. В итоге система функционирует таким образом: как только объем воды в гидроаккумуляторе понижается до критического показателя, давление падает до минимальной отметки и реле включает насос, а когда бак полностью заполняется, давление поднимается до максимума и реле выключает насос.
Но иногда происходит так, что насос очень часто включается и не выключается. Причина такого явления – низкое давление в системе. Чаще всего водяная станция не может набрать необходимое ей давление по таким причинам:
- падение мощности насоса;
- недостаточное напряжение в электросети;
- протечки в водопроводе;
- завоздушивание насоса;
- неполадки гидроаккумулятора.
Предлагаем детальнее рассмотреть каждую из указанных причин.
