Принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения

Принцип работы гидроаккумулятора и зачем он нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Гидроаккумулятор, он же накопительный, напорный или расширительный бак — необходимый элемент для закрытой системы водоснабжения в любом частном доме. Чтобы правильно подобрать и использовать такой накопитель, не помешает изучить принцип работы гидроаккумулятора, виды, причины поломок и способы их устранения. Кроме того, не помешает разобраться, чем отличаются баки красного и синего цвета.

Как устроен и работает гидроаккумулятор?

Гидроаккумуляторы нередко называют мембранными баками, поскольку внутри у такого устройства находится специальная резиновая прокладка — мембрана. Она делит емкость на две части. С одной стороны от мембраны находится вода, с другой — воздух или интертный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, который отражает давление воздуха.

Обычно гидробак состоит из металлического корпуса и резиновой мембраны. Кроме того, устанавливается золотник, регулирующий подачу-стравливание воздуха, а также фильтр, чтобы удалять мелкие загрязнения

Вода подается в систему водоснабжения с помощью насоса и закачивается в бак. В результате давление газа в гидроаккумуляторе с автоматикой возрастает. Когда оно достигает предельно допустимого значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается.

На схеме наглядно представлен принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется с помощью автоматики, что повышает сроки его эксплуатации

Постепенно вода из бака расходуется. Давление понижается, достигает минимального заданного предела, после чего система автоматического управления включает насос. Вода поступает в бак, пока давление не достигнет установленного значения, насос отключается и т. д.

Для чего необходим такой накопитель?

При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды. Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран. Наличие накопительного бака в системе позволяет:

• значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
• предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
• поддерживать в системе определенное давление;
• предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.

Очевидно, что гидроаккумуляторы для водоснабжения закрытого типа просто необходимы. О роли накопительного бака в системе водоснабжения подробно рассказано в следующем видеоматериале:

Виды мембранных баков и их особенности

Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент. В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки. В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель.

С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.

Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует:

1. Отключить электропитание.
2. Открыть кран смесителя.
3. Дождаться, пока бак опустеет.
4. Закрыть кран.
5. Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился.

Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.

Гидробаки красного цвета предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя мембрана в них выполнена из довольно прочной резины, их не следует использовать для подачи холодной воды

Производители предлагают гидробаки красного и синего цвета, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембраны в таких баках используют пищевую резину, безопасную для здоровья людей. Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их для холодной воды использовать не рекомендуется, поскольку мембрана в таких баках изготовлена из другой резины. Кроме того, рабочий порог давления у синих гидробаков выше и достигает 8 Bar.

Обычно вода поступает в накопитель снизу, а сверху, как уже отмечалось, находится ниппель, через который отводят воздух. Поэтому в каждом устройстве имеется два резьбовых соединения (обычно дюймовые или в полдюйма), которые не следует путать. На верхний ниппель нередко устанавливают автоматическое устройство для отведения воздуха.

Иногда бывают ситуации, когда вода подается в гидробак сверху. Считается, что в этом случае автоматическое отведение воздуха не понадобится. Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попадали частички песка или другие загрязнения.

Обратите внимание! Потребителю предлагают самые разнообразные модели гидробаков зарубежного и отечественного производства. Не все импортные устройства адаптированы для российской системы водоснабжения, что заметно снижает сроки их бесперебойной эксплуатации. Как показала практика, отечественные гидробаки высокого качества служат дольше.

Причины поломок и способы их устранения

Самая уязвимая часть гидробака — резиновая мембрана. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается растягиванию, а затем сокращается. Постепенно резина теряет эластичность и разрывается. О возникновении проблем с гидробаком могут свидетельствовать следующие симптомы:
вода поступает из системы небольшими порциями при высоком давлении, кран как-будто «плюется» водой;
стрелка манометра резко достигает больших значений и затем сразу же снижается до нуля.

Резиновые мембраны для гидробаков могут иметь различные формы и размеры. При замене мембраны следует использовать изделие, предназначенное для конкретной модели гидробака

Чтобы убедиться в том, что мембрана порвана, необходимо нажать на золотник ниппеля, чтобы выпустить воздух из накопительного бака и определить какое давление воздуха имеется в гидроаккумуляторе. Если при этом стрелка манометра сразу же пойдет вниз, значит воздуха, который обеспечивает необходимое давление, в гидробаке осталось очень мало. Необходимо полностью стравить воздух, если после этого из золотника потечет вода, значит мембрана точно порвана, необходим ремонт. Если же вода не пошла, мембрана цела, а воздух уходит из емкости через появившиеся щели, неисправные соединения или золотник.

О проблемах с гидробаком в системе горячего водоснабжения может свидетельствовать небольшая течь, которая появляется у предохранительного клапана водонагревателя. Действовать следует точно также: нажать на ниппель золотнитка, оценить количество воздуха, стравить его полностью и по наличию или отсутствию воды определить, цела ли мембрана гидробака.

Заменить мембрану в гидробаке не так уж сложно, кроме того, это значительно дешевле, чем ставить новое устройство. Для ремонта понадобится:

1. Приобрести новую мембрану, точно соответствующую порванной.
2. Аккуратно разобрать гидробак, отвинтив соединительные болты.
3. Вынуть порванную мембрану.
4. Установить на ее место новую мембрану.
5. Собрать гидробак.
6. Равномерно затянуть все болты.

Главная опасность при этом состоит в том, что неумелое обращение с устройством может привести к соскальзыванию края мембраны внутрь металлического корпуса. В результате работу придется переделывать. Чтобы этого не случилось, рекомендуется затягивать соединительные болты постепенно, чтобы обеспечить равномерное натяжение мембраны. Проблемы возникают, когда один болт полностью затянут и только после этого начинают работу со следующим. Край мембраны при этом смещается и может соскользнуть.

Еще одна ошибка — использование герметика в местах соединений. Применение таких составов приводит к уменьшению трения между резиной и металлом. В результате край мембраны смещается, а плотность соединения уменьшается, что в будущем может вызвать протечку воды.

Принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения — устройство и настройка

Давление в водопроводах при организации автономного водоснабжения обеспечивает насос, забирающий воду из источника.

Однако, установка только насоса – условие для стабильной безаварийной работы недостаточное.

В систему включают насосную станцию, одно из центральных мест в которой принадлежит гидроаккумулятору.

Какие функции он выполняет

Гидроаккумулятор (другие названия накопительный, расширительный или мембранный бак, экспанзомат) – устройство для стабилизации давления жидкости в напорной системе.

Поддержание параметра на заданном уровне (с допустимой величиной отклонений) достигается за счет отбора излишка жидкости и/или возврата в магистрали, при необходимости.

Назначение гидроаккумулятора определяет выполняемые им в системе функции (как рассчитать для отопления написано здесь).

Поддержание в водопроводной системе давления, необходимого для нормального функционирования.

Одновременное открывание нескольких кранов приводит к ситуациям, когда напор воды резко снижается.

Они представляют опасность для установленного оборудования, к примеру, водонагревательных приборов. Гидроаккумулятор устраняет эти проблемы.

Защита трубопроводов и сантехнического оборудования от гидроударов, связанных со скачкообразным изменением давления в момент включения насоса.

Снижение износа и увеличение срока службы насоса. При установке такого накопительного бака, насос включается при падении давления ниже заданного уровня.

Соответственно, частота срабатываний уменьшается, продлевая сроки эксплуатации оборудования.

А вы знаете, как делается желонка для скважины своими руками, чертежи и фотографии с подробным описанием работ которой размещены в полезной статье. Узнайте, что вам понадобится для обустройства автономного источника водоснабжения.

Безупречная установка циркуляционного насоса без байпаса описана на этой странице.

Создание запаса воды, который можно использовать при отключении электроэнергии.

Все это свидетельствует о том, что гидроаккумулятор для организации автономного водоснабжения необходим.

Интересный факт! Некоторые производители выпускают насосы, предназначенные для работы в системах водоснабжения без гидроаккумуляторов.

Схема становится проще, однако, такое оборудование стоит дороже, чем суммарная цена насоса и накопительного бака, а правильная настройка требует специальных знаний.

Устройство и принцип работы

Название «мембранный бак» отражает заложенный в это устройство принцип.

Конструкция представляет собой герметичную металлическую емкость, внутреннее пространство которой, разделено на 2 полости эластичной мембраной.

В одну из них (гидрокамеру) закачивается насосом вода, во второй (пневмокамере) находится воздух или газ (для наполнения применяют инертные или азот).

Для подачи воды служит патрубок с резьбовым соединением. Пневмокамеру снабжают клапаном. Для автоматического управления работой насоса к гидроаккумулятору подключают реле давления.

При включении насоса, вода наполняет гидрокамеру, объем ее увеличивается, сжимая воздух в пневмокамере.

Когда давление воздуха (газа) достигнет критического значения, сработает реле давления, подавая сигнал на автоматическое отключение насоса.

При отборе воды из гидроаккумулятора (при отключенном насосе), процесс развивается в обратном направлении:

• сжатый воздух в пневмокамере давит на мембрану, вытесняя жидкость в магистраль,
• объем воды в гидрокамере падает,
• снижается давление.

При достижении нижнего порога подается команда на включение насоса.

Замечание! Накопительный бак, самостоятельно, давления воды в системе не создает!

Его задача – поддерживать давление жидкости (созданное насосом) до момента включения насоса.

Виды оборудования

Предприятия-производители выпускают гидроаккумуляторы с объемом бака от 20 до 1000 л в конфигурациях для горизонтальной или вертикальной установки.

Принципиальных отличий в конструкции и принципе работы этих устройств нет.

А что вы знаете про устройство водопровода в частном доме? Прочитайте советы и рекомендации профессионалов в полезной статье.

Для чего нужен байпасный клапан в системе отопления написано здесь.

Важное замечание! В гидроаккумуляторах объемом более 50 л полный отбор воды – явление редкое, поэтому, со временем, в гидрокамере скапливается воздух, выделяющийся из воды (вне зависимости от источника, жидкость всегда содержит некоторое количество растворенного воздуха).

Для его стравливания вертикальные устройства комплектуются специальным клапаном в верхней части бака.

В горизонтальных гидроаккумуляторах и в вертикальных устройствах, емкости менее 50 л удаляют накопленный в гидрокамере воздух, полностью, сливая жидкость.

Практический совет! Стравливать воздух следует с периодичностью, указанной в технической документации на гидробак!

Конструктивно различаются баки, предназначенные для холодного и горячего водоснабжения. Прежде всего, это касается материала мембраны.

Мембраны для холодной воды изготавливают из пищевой бутиловой резины, соответствующей санитарным нормам.

Материал мембран для горячего водоснабжения устойчив к воздействию высоких температур, к примеру, EPDM (этилен-пропилен-диеновый) каучук.

Важно!

Несмотря на прочность мембран в баках для горячего водоснабжения, и их соответствие санитарным нормам, использовать такие гидроаккумуляторы для холодной воды не рекомендуется.

Другое отличие таких устройств – повышенное значение допустимого рабочего давления, и, следовательно, жесткие требования к материалам корпуса.

Практическое замечание! Внешне, различить гидроаккумуляторы для холодного и горячего водоснабжения просто – производители окрашивают баки для холодной воды в синий цвет, а для горячей – в красный.

[note]Совет! Для устройства водоснабжения рекомендуется приобретать качественные гидробаки отечественного производства.[/note]

Продукция зарубежных производителей не всегда соответствует российским санитарным нормам и действующим требованиям к системам водоснабжения. Последний недостаток уменьшает срок безаварийной работы устройств.

Вопросы выбора и особенности эксплуатации

При проектировании водоснабжения и выборе гидроаккумуляторов, обращают внимание на важные нюансы в работе этих устройств.

Необходимый объем

Ключевой параметр для выбора гидробака – общий объем.

Какой гидроаккумулятор выбрать, зависит от максимального потребления воды (Amax, л/мин), характеристик насоса (мощности), настроек автоматики (давления включения Pвкл, бар и выключения Pвыкл, бар) и давления воздуха в пневмокамере (Pвозд, бар).

V = K * Amax * ((Pвкл+1) * (Pвыкл+1)) / (Pвыкл- Pвкл) * (Pвозд_.+ 1)

В этом соотношении мощность насоса учитывается поправочным коэффициентом. Который составляет:

• 0,25 в диапазоне мощностей 0,55-1,5кВт;
• 0,375 для насосов мощностью 2,2-3 кВт;
• 0,625 при мощности насоса от 4 до 5.5 кВт;
• 0,875 для мощности агрегатов 7,5-9 кВт.

Расчет для насоса мощностью 1 кВт, давления воздуха в гидробаке 1,56 бар, настройках на включение насоса при давлении 1,8 бар и отключении – при 3 бар, и максимальном потреблении воды 35 л/мин дает объем бака 31,41 л.

Следует выбирать ближайшее большее значение, приобретать бак объемом 35 л.

В общем случае, выбирать объем гидроаккумулятора следует тем больше, чем выше мощность насоса. Увеличение объема бака рекомендуется и при перебоях в электроснабжении.

Давление воздуха и настройка перепада включения/выключения насоса

Эти параметры влияют на долговечность работы гидроаккумулятора, точнее на срок службы мембраны.

Выбирают давление воздуха в пневмокамере таким, чтобы оно было на 10% меньше давления включения насоса.

Важно! Измеряют давление воздуха в пневомокамере на отключенном гидроаккумуляторе при отсутствии давления воды!

Его контроль – регулярная процедура, при необходимости, давление доводят до необходимого значения через клапан в пневмокамере.

Для длительной безаварийной работы гидробака, оптимальная разница между давлением включения и выключения насоса, составляет 1-1.5 атм.

При больших перепадах, мембрана подвергается периодическим деформирующим нагрузкам, близких к допустимым, что приводит к ее износу.

Кроме того, такие перепады напора воды в кранах и сантехнических приборах не комфортны при пользовании водопроводной системой.

Запас воды

Гидроаккумулятор — резерв воды при ремонте насоса или отсутствии электроэнергии.

Объем жидкости, который может быть использован в этих случаях меньше, чем общая емкость бака и практически составляет около 1/3 этой величины.

Точнее, запасы воды отражаются таблицах заполняемости, которые приводят в технической документации на устройство и справочной литературе.

Зависит объем воды в баке от его общего объема, давления воздуха, включения и выключения.

Так, для гидробака в 100 л при давлении воздуха 1.5 атм, включении и выключении насоса 1.5 и 3 атм, соответственно, запас воды составит 34.5 л.

Выбор места установки

Для предотвращения аварийных ситуаций связанных с гидроударами на трубопроводах системы накопительный бак рекомендуют устанавливать в непосредственной близости к насосу, например, в кессоне скважины.

Однако, при этом следует предусмотреть защиту от сезонных перепадов температур и влажности, которая приводит к коррозии фланца гидроаккумулятора.

Других требований к установке нет, поскольку нагрузки на устройство минимальны, и в дополнительных креплениях оно не нуждается (схема водоснабжения частного дома с гидроаккумулятором опубликована на этой странице).

Неисправности и ремонт

Конструкция устройства предполагает, минимум, серьезных неисправностей – снижение давления воздуха в пневмокамере и разрыв мембраны.

Их признак – поступление воды порциями.

При этом стрелка манометра быстро достигает предельных показаний и также быстро возвращается к нулевой отметке.

Диагностируют неисправность, спуская воздух через золотник пневмоклапана. Если при полном стравливании воздуха наблюдают течь – мембрана порвана.

В противном случае, она цела, и причина неисправности – утечка воздуха вследствие нарушения герметичности бака.

Замена мембраны – процесс не сложный.

• Бак отключают от магистрали (про разводку водопровода в частном доме прочитайте тут), сливают воду;
• Отвинчивают соединительные болты и извлекают порванную мембрану;
• Сливают остатки жидкости их бака;
• Вставляют новую мембрану;
• Собирают гидроаккумулятор.

Практический совет! Для нормальной работы гидробака, важно, не допускать перекоса мембраны и ее соскальзывания внутрь.

Для этого, болты затягивают, равномерно (если затянуть до упора один болт, а затем переходить к другим, перекос, практически, гарантирован).

[note]Избегают и использования герметиков, поскольку они уменьшают трение между материалами мембраны и корпуса, что также может привести к соскальзыванию.[/note]

Мастер-сантехник рассказывает просты и доступным языком, как устроен гидроаккумулятор.

Принцип работы гидроаккумулятора

Принцип работы гидроаккумулятора

Специальная емкость, которой является гидроаккумулятор для систем водоснабжения, предназначается для бытового и промышленного использования. Назначение этого изделия заключается в принятии на себя некоторого объема жидкости и избыточного давления, имеющегося в системе.

Современный автономно функционирующий водопровод обязательно укомплектовывают резервуаром, в котором хранится определенный объем воды. Самым простым вариантом данного устройства является металлический или пластиковый бак, располагаемый на чердаке.

Правда, сейчас гидроаккумуляторы уверенно вытесняют стандартные накопители. Дело в том, что они намного удобнее и оказывают лучшее влияние на состояние всей системы водоснабжения объекта недвижимости.

Принцип работы гидроаккумуляторов

Эти устройства также называют аккумуляторными или напорными баками и гидробаками для систем водоснабжения. Внешне гидроаккумулятор выглядит как металлическая емкость, разделенная внутри на две части при помощи специальной резиновой прокладки – мембраны. Этот элемент прочно закрепляют у горловины бака, где имеется отверстие для поступления жидкости.

На противоположной стороне аккумулятора располагается еще одно отверстие, предназначенное для воздуха. В этом месте устанавливают обычный ниппель, что сделано с определенной целью. Устройство гидробака имеет следующие особенности: поскольку мембрана делит его на два отделения, в одном из них находится вода, а в другом – воздух с определенной величиной давления.

Чтобы узнать этот параметр в резервуаре, пользуются манометром. Некоторые из моделей дополнительно снабжают фильтром с целью недопущения попадания загрязнений внутрь. Мембрану изготавливают из особой резины, отличающейся эластичностью и безопасностью для здоровья человека.

Принцип работы гидроаккумулятора после его подсоединения к водопроводной системе заключается в следующем: жидкость поступает из него под постоянным напором, а это позволяет повысить качество воды из водопровода и обеспечить требуемые условия для функционирования бытовых устройств.

Например, чтобы бесперебойно работала стиральная машина, ванна с гидромассажем и другая аналогичная техника, необходимо поддерживать определенную величину давления в системе водоснабжения. Почти всегда напорные баки укомплектовывают регулирующим устройством, которым является реле давления.

Можно таким образом настроить работу гидроаккумулятора в системе водоснабжения, что он будет включать /отключать подачу воды в прибор в зависимости от величины давления воздуха.

Функционирует он так:

1. По мере забора жидкости из бака в его воздушной камере понижается давление.
2. Реле после достижения минимальной отметки давления автоматически подключает насос, чтобы восполнялся объем воды.
3. В итоге давление в емкости вновь повышается.
4. Когда максимально возможное значение давления достигнуто, реле отключает водоподачу в бак.

В результате вышеописанный процесс, как работает гидроаккумулятор, позволяет значительно сократить число включений/отключений насоса, что способствует продлению ресурса функционирования техники. Если подключить насосное оборудование напрямую к автономному водопроводу, количество циклов существенно увеличивается.

Наличие напорного бака в водоснабжающей сети обеспечивает ее стабильную работу, а кроме этого, является защитой от возможности возникновения гидроударов. Помимо этого, внутри резервуара все время находится определенный запас воды, который не будет лишним в случае, например, поломки насоса.

Виды гидробаков для систем водоснабжения

Гидроаккумуляторы в зависимости от типа установки делятся на вертикальные и горизонтальные изделия. В первом случае устройства отличаются тем, что для их монтажа легче отыскать подходящее месторасположение. И вертикальные, и горизонтальные баки снабжают ниппелями.

Одновременно с водой в устройство поступает и незначительное количество воздуха. Он со временем накапливается внутри и частично занимает объем емкости. Чтобы бак функционировал исправно, необходимо периодически стравливать собравшийся воздух посредством ниппеля.

То, как устроен гидроаккумулятор вертикального типа, позволяет применять ниппель именно для этой цели. В свою очередь с горизонтальными емкостями все сложнее. Кроме ниппеля, предназначенного для стравливания воздуха, на напорный бак нужно устанавливать запорный кран и отвод в канализационную систему. Все вышесказанное имеет отношение к моделям, которые могут накапливать жидкость объемом свыше 50 литров.

Если бак меньше, тогда устройство вне зависимости от типа не имеет никаких особых приспособлений для удаления воздуха из мембраны. Но его все равно необходимо из гидробака удалять, поэтому из него периодически сливают воду, после чего вновь заполняют жидкостью.

Данную процедуру выполняют в следующей последовательности:

1. В первую очередь отключают питание насосного оборудования и реле давления.
2. Затем открывают ближайший смеситель.
3. Воду сливают, пока бак не опустеет.
4. Дальше кран закрывают, подают питание на реле и насос, после чего вода заполняет бак в автоматическом режиме.

Для автономно обустраиваемых инженерных систем используют два вида гидроаккумуляторов для водоснабжения – они бывают синего и красного цвета. Такая их особенность позволяет отличать резервуары по назначению. Синий бак применяют при обустройстве систем холодного водоснабжения, а красный аккумулятор – для функционирования отопительного контура.

Кроме цвета типы гидроаккумуляторов для водоснабжения отличаются в зависимости от характеристик материалов, применяемых для производства мембран. В любом случае используется высококачественная резина, которая предназначается для контакта с продуктами. Но в красных баках устанавливают мембраны, рассчитанные на соприкосновение с горячей водой, а в синих – с холодной.

Устройство гидробака

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла.

Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука.

Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

1. Главная задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.
2. Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию. Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы.
3. Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении.

Типы конструкций и их устройство

В зависимости от используемого насоса и расположения насосной станции, в быту применяются гидроаккумуляторы горизонтальной и вертикальной установки.

Такие типы формовки позволяют вписать их в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на его удобное обслуживание. Нужно предусмотреть доступ для ремонта и, при необходимости, слива воды.

Наиболее рационально подключение горизонтальных гидробаков к наружным насосам, а вертикальных – к погружным, но в любом случае окончательное решение надо принимать на месте в зависимости от параметров всей системы.

В работе агрегатов принципиальных отличий нет. Разница в способе стравливания лишнего воздуха, который скапливается во время эксплуатации в водопроводной системе. При больших объемах воды, проходящей через накопитель, из нее выделяется растворенный воздух. Он может создавать воздушные пробки и затруднять работу системы.

В конструкциях с вертикальным расположенным цилиндром отверстие с клапаном находится в верхней части агрегата, т.к. воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках обычно такого устройства нет. Требуется дополнительный монтаж трубопровода из шарового крана, сливной трубки и ниппеля.

В накопителях объемом до 100 л устройств для выпуска воздуха нет. Лишний газ удаляется после полного слива воды.

Для чего необходим такой накопитель?

При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды.

Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран.

Наличие накопительного бака в системе позволяет:

• значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
• предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
• поддерживать в системе определенное давление;
• предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.

Принцип работы гидроаккумулятора

Основной задачей гидроаккумулятора является накопление энергии жидкости, значит он должен вмещать некоторый объем жидкости и содержать какой-либо механизм накопления энергии. Рассмотрим несколько возможных вариантов накопления энергии: груз поднятый на высоту обладает потенциальной энергией, так же как сжатая пружина или сжатый газ. Эти механизмы используются для накопления энергии.

Жидкость, поступая в полость аккумулятора, передает энергию устройству накопления — поднимает груз, сжимает пружину или газ. При необходимости накопленная энергия используется для подачи жидкости под давлением из аккумулятора в систему.

Виды гидроаккумуляторов

• грузовые
• пружинные
• гидропневматические

Устройство грузового гидроаккуммулятора

В грузовых гидроаккумуляторах, на жидкость действует нагрузка вызванная силой тяжести. При зарядке такого аккумулятора жидкость поступает под поршень 1 на котором установлен груз 2, при поступлении жидкости поршень вместе с грузом поднимается. При разрядке груз давит на поршень, которые передает энергию жидкости 3 под давлением, истекающей из гидроаккумулятора.

Расчет давления в грузовом гидроаккуммуляторе

В грузовом гидроаккумуляторе давление жидкости прямо пропорционально массе давящего груза и обратно пропорционально площади поршня.

Давление будет постоянным независимо от объема оставшейся жидкости, так как оно определяется только массой груза и площадью поршня.

Устройство пружинного гидроаккуммулятора

При зарядке пружинного гидроаккумялятора вместо поднятия груза поршень 1 сжимает пружину 2. При разрядке пружина, разжимаясь, передает накопленную энергию воздействуя на поршень, который в свою очередь давит на жидкость 3.

Расчет давления в пружинном гидроаккуммуляторе

В пружинном гидроаккумуляторе давление жидкости зависит от жесткости и величины перемещения пружины.

Давление в аккумуляторе будет уменьшаться по мере уменьшения объема жидкости в аккумуляторе, так как усилие пружины зависит от величины сжатия.

Гидропневматические аккумуляторы

Наибольшее распространение в технике получили гидропневматические аккумуляторы, которых механическая пружина заменена запертым объемом с газа.

Различают гидропневматические аккумуляторы с разделителем и без него.

Гидропневиоаккумуляторы без разделителя используются редко, т.к. при больших величинах давления аккумулирующим газом будет насыщаться рабочая жидкость, что в гидравлике нежелательно. В качестве разделительных элементов используются, поршни, баллоны и мембраны. Ознакомимся с конструкцией самых распространенных пневмогидравлических аккумуляторов.

Баллонный пневмогидроаккумулятор

В аккумуляторах этого типа, газ, находится в баллоне 1, который расположен в корпусе 2. Для заправки гидропневмоаккумулятора газом предназначен зарядный вентиль 3. Клапан 4 ограничивает расширение баллона при отсутствии в полости жидкости под давлением. Подвод рабочей жидкости осуществляется через канал 5.

Баллоные аккумуляторы рекомендуется устанавливать вертикально, хотя в некоторых случая допустимо и горизонтальное расположение.

Гидроаккумуляторы: как выбрать, принципы работы

Основой работы автоматических станций и систем водоподачи на базе скважин с погружными или поверхностными насосами является поддержание в трубах стабильного напора. Эту задачу выполняют гидроаккумуляторы для водоснабжения. Для правильного выбора и установки прибора необходимо определиться с его параметрами, учитывая характеристики оборудования.

Определение и предназначение

Гидроаккумулятор (ГА) зачастую называют гидравлическим или расширительным мембранным баком. Его не стоит путать с простой накопительной емкостью. Он выглядит как металлический герметический бидон овальной формы с толстыми стенками и с эластичным баллоном или перегородкой внутри, где образуются две камеры – с водой и воздухом, – что создает определенное давление.

Для лучшего понимания, что такое гидроаккумулятор необходимо ознакомиться с его функциями:

• обеспечивает стабильное давление в трубах. При одновременном открытии нескольких кранов исключает падение напора, компенсируя его за счет своих ресурсов, а также обеспечивает стабильную температуру вместе с водонагревателем
• защищает водонасос от износа, уменьшая нагрузку на него, так как его циклы включения становятся реже. После открытия водопроводного крана он будет активирован, только когда резерв в емкости иссякнет. Норма включений в час уменьшиться, создав тем самым их запас и увеличив срок эксплуатации
• исключает гидроудары
• обеспечивает автономность системы на некоторое время после отключения питания. Пользователи всегда будут обеспечены запасом воды в зависимости от вместимости оборудования, что актуально для частных домов

Предназначение мембранного бака: компенсация, выравнивание, обеспечение автономности водоподачи с созданием определенного резерва воды. С этим агрегатом водопровод будет функционировать при отключенном питании и при отсутствии доступа к источнику воды

Существуют такие виды приборов:

• для холодной или горячей воды (соответственно, синий или красный корпус), универсальные, специально для отопления
• промышленные или пищевые (отличаются материалом мембраны)
• в зависимости от конструкции: пневматически и механические (грузовые, пружинные)

Механические ГА используются редко, они сложные в установке и эксплуатации. Силу сжатия в них создает груз, установленный на определенной высоте, или пружина. Пневматические образцы с мембраной внутри эффективнее, автономнее и проще в эксплуатации. Именно их обычно монтируют для колодцев.

Значение для автономных источников с насосами

Вот зачем нужен гидроаккумулятор для насосных станций. Нормальный режим работы помпы, обеспечивающий длительную бесперебойную работу – 20 – 30 включений в час. Даже при минимальном падении напора реле включит ее и выключит при восстановлении уровня. При этом утечка компенсируется насосом моментально и при самом незначительном расходе воды он активируется, работая почти вхолостую, быстрее исчерпывая свой ресурс.

Гидроаккумулятор описанный принцип действия системы совершенствует. Он формирует нужный запас жидкости и компенсирует ее расход, исключая холостую работу, а также сглаживает резкие скачки давления при включении.

Принцип работы со скважиной, составные части

Вот как работает гидроаккумулятор поэтапно:

1. вода закачивается в грушу, которая увеличивается, тем самым вытесняя воздух – внутри создается выталкивающее усилие
2. После достижения нужной величины натиска специальное реле отключает работу электронасоса
3. Сжатым воздухом жидкость из мембраны выталкивается в систему. Таким образом, при открытии крана вода течет из гидробака
4. После уменьшения количества жидкости в груше снижается напор – реле фиксирует этот показатель, включает нагнетатель до достижения нужной величины, и так по кругу

Принцип действия гидроаккумулятора состоит в формировании внутри его корпуса силы выталкивания, которая компенсирует напор в системе. Пустое пространство внутри его наполняется воздухом. При этом сила сжатия достигает около 2 бар. Она выталкивает необходимое количество жидкости из «груши» в трубы для стабилизации напора согласно показателям реле давления.

Гидроаккумулятор для насосной станции со скважиной работает по такой схеме: электронасос качает воду с колодца, она идет по трубе, выходящей из него через напорный трубопровод. На пути его следования из источника к системе водоснабжения врезается ГА, а около места соединения располагается реле давления и манометр. Жидкость сначала попадает в агрегат, а потом течет далее к точкам водозабора.

Устройство гидроаккумулятора:

• овальный (в форме толстого баллона) металлический корпус с ножками
• внутри – наполняемая водой «груша» из пищевой или промышленной резины
• на одном конце – клапан или трубопровод, чтобы стравливать воздух, на другом – разъем (фланец) для подключения к тройнику
• гибкий шланг или жесткая труба для подключения к домашнему трубопроводу
• тройник, на котором крепится реле контроля давления с ниппелем для манометра (иногда его нужно докупать)
• крепление и обвязка, если емкость крепится к стене

Схема состоит из таких элементов (по порядку):

1. Скважина: погружной насос с электрокабелем, шлангом, трубой, подъемным тросом
2. Трубопровод с обратным клапаном, идущий от помпы (прокладывается к дому под землей ниже точки промерзания)
3. Гидроаккумулятор
4. Конечные точки: краны, бытовые приборы

Выбор

Зачастую возникает вопрос, как подобрать гидроаккумулятор, учитывая способ его расположения. Вертикальные экземпляры объемом от 50 л имеют специальный клапан для стравливания. В них воздух собирается вверху, поэтому это делать удобнее и эффективнее. Горизонтальные для этого оборудованы дополнительным трубопроводом с ниппелем, сливом, шаровым краном. Процедура менее эффективная и немного сложнее.

Если же оборудование маленькой вместимости, то не имеет значения, какой гидроаккумулятор выбрать – оба вида имеют отдельный трубопровод, и чтобы избавиться от воздуха нужно полностью их опорожнять

Варианты с горизонтальной установкой специалисты рекомендуют для систем с наружными насосами. Вертикальные механизмы лучше подойдут в комплекте со скважинами с погружными устройствами для частных домов. Для них выделяют небольшое помещение (подвал, цоколь) или монтируют все вместе с насосной станцией в приямке около дома

В прилагаемой инструкции есть таблицы с данными, которые проинформируют, как выбрать гидроаккумулятор с нужными техническими возможностями для используемого количества воды и высоты труб.

Определение нужного объема

Частота включений, мощность нагнетателя, почасовой расход ресурсов, высота установки – факторы, имеющие значение для выбора ГА с требуемым количеством места внутри. Действует правило: лучше взять больше, чем меньше, ведь чем реже будет включаться помпа, тем лучше. Главное, уложиться в минимальные требования трубопровода. Настройка гидроаккумулятора проводится с учетом того, что его полезная вместимость составляет от 30 до 50% внутреннего пространства.

Расчет объема гидроаккумулятора учитывает следующие примеры:

• для разгрузки погружной помпы, уменьшения частоты ее включений (рекомендуемое количество около 30 в час) и для требуемой производительности 40 л/мин. рекомендуемый объем гидроаккумулятора – 70 – 80 л и больше
• только для поддержания напора и компенсации пиковых нагрузок достаточно будет самых маленьких размеров на 25 – 40 л
• с 25 – 40 л будет нормально работать схема с 4 единиц (умывальник, ванна, душ, водонагреватель) и потребностей 2 человек. Еще один пример: для двух туалетов, мойки, душа, умывальника с суммарным потреблением 20 л/мин будет достаточно 50 – 80 л, что должно удовлетворить 3 – 4 чел.
• для формирования резерва с обеспечением работы источника при отключении питания потребуется от 80 – 100 л и больше

Специалисты рекомендуют к полученному при расчете результату добавить 10 – 15 л. Если же уже установленного объема недостаточно, то можно смонтировать еще один прибор

Давление

Агрегат с нужным показателем выбирают, учитывая гидростатический натиск, определяемый высотой, на которую подается вода. На дом с высотой труб 10 м будет достаточно агрегата, возможности которого 1,5 – 2 бар. Если он установлен на первом этаже, в подвале или цоколе, то прибавляют еще 1 бар, необходимый для перекачивания на этот уровень.

Рекомендации как выбрать гидроаккумулятор и как должна осуществляться регулировка:

• рабочий показатель не должен быть ниже, чем у насоса при старте. При этом минимальная разница должна быть от 0,5, а максимальная – в среднем 2 бара
• при слабом напоре вода не дойдет до верхнего этажа. При значительном превышении нормы – бак будет постоянно пустой
• для стандартного двухэтажного дома подойдет емкость с минимальной мощностью в 1,5 и максимальной – до 4,5 бара
• расчет гидроаккумулятора должен учитывать, что если оборудование используют с погружным насосом, то показатель должен быть меньше нижней границы давления в нем на 10%
• для обычной бытовой техники необходимо 1,5 – 2,8 атм. Сила выталкивания должна быть немного меньше, чем в системе (на 0,1 – 0,2 атм) – так внутренняя мембрана не порвется

Производители стандартно устанавливают 1,5 бар, но значение может быть иное, поэтому перед подключением проверка манометром обязательная. Его подключают к ниппелю устройства. Если требуется иной показатель, то делают это обычным велосипедным насосом, принцип такой: воздух выкачивается – сила выталкивания падает, закачивается – увеличивается.

Верхняя планка давления, которую может выдержать мембранный бак, должна превышать таковую в сети, к которой он подключен

Выбор гидроаккумулятора будет удачным, если соблюдать следующие правила:

• чем чаще включается насос, тем большая емкость рекомендуется – для среднестатистической семьи из 3 – 4 человек подойдет 50 – 80 л
• чем больше, тем лучше, но учтите, что неиспользуемая вода застаивается
• чем вместительнее устройство, тем меньшая частота включения насоса, что повысит срок его службы. Это касается и груши, поскольку она будет реже сжиматься
• металл фланца для подключения должен быть из оцинкованной стали толще 1 мм или из нержавейки, так деталь прослужит дольше

Общие принципы эксплуатации

Гидроаккумулятор для скважины ставят всегда там, где заходят трубы от насоса. Некоторые специалисты рекомендуют его устанавливать ближе к станции с нагнетателем, хотя, это не имеет особого значения. Перед подключением регулируется необходимое давление, затем, агрегат через тройник подсоединяется к трубе – все готово к работе.

Перед стартом манометром проверяется количество бар.

Если внутри 1,5, то в системе должно быть не меньше, чем 1,6 (значение выставляют на реле). Этого будет достаточно для одноэтажного здания, для двухэтажного дома эту цифру придется повысить. Если есть много точек, то значение определяют опытным путем. Настроить его можно, периодически стравливая воздух или накачивая велосипедным насосом, но следует учесть, что значение не может быть выше, чем допустимое для хотя бы одного бытового прибора, иначе он выйдет из строя.

Можно подключить неограниченное число приборов параллельно на одной трубе. Существуют системы с 3 – 5 устройствами, смонтированными в ряд. Такая конструкция идеальна для настройки и регулировки. Ее элементы можно включать или выключать в нужном количестве, тем самым выставляя необходимую мощность

Рекомендации по эксплуатации:

• периодически необходима регулировка: нужно проверять давление (2 – 3 раза в год) и стравливать воздух, понижая его. Если оно чрезмерно высокое, то уменьшается полезное внутреннее пространство емкости
• при разрыве груши и наличии аппарата со съемным фланцем эти детали можно заменить самостоятельно, купив новые в специализированном магазине
• часто схема включает в себя водонагреватель
• желательно приобретать аппараты со съемными стальными фланцами

Подбор гидроаккумулятора нужно осуществлять из расчета, чтобы он компенсировал работу насоса и тот включался не более 30 раз в час. Чем меньше, тем лучше. Не беда, если стоит меньший бак – можно поставить еще один. Дополнительный плюс таких систем: если выйдет из строя один, то будет действовать другой. Единственный недостаток больших аппаратов – застаивание неиспользованной воды.

Как выбрать гидроаккумулятор для системы водоснабжения

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор представляет собой расширительный бак для водоснабжения, выполняющий одновременно несколько задач. Принципиально гидроаккумулятор представляет собой емкость, разделенную эластичной мембраной на две части — для воздуха и воды. Давление воздуха в воздушной полости составляет 1,5-2,0 бар. Вода, поступающая в емкость, увеличивает объем заполнения, растягивая мембрану. Давление при этом в воздушной полости бака растет. При достижении определенного давления срабатывает автоматика отключения питательного насоса. При открытии водяного крана, т.е. при падении давления в сети, воздух выдавливает воду из гидроаккумулятора в сеть, восполняя потери объема и компенсируя падение давления воды. В системе таким образом поддерживается давление при отключенном насосе, гидравлические удары при включении насоса смягчаются, а система в целом обладает дополнительным запасом воды.

В рабочем состоянии в гидроаккумуляторе всегда находятся вода и воздух. Давление воздуха в воздушной полости установки может со временем снижаться, поэтому следует раз в год проверять его в гидробаке после полного удаления воды. При недостаточном давлении воздух можно подкачать обычным ручным насосом через ниппель. Полностью водой гидроаккумулятор заполнить не удастся, а максимальный объем воды зависит от нескольких факторов:

1. формы и объема гидроаккумулятора;
2. начального давления воздуха;
3. эластичности диафрагмы;
4. уровней установки реле давления на включение и отключение насоса.

Гидроаккумуляторы используются с системах водоснабжения как жилых, так и производственных зданий

Для чего нужен гидроаккумулятор

Перечислим все функции гидроаккумулятора:

• поддержание давления в системе при отключенном насосе;
• создание резерва определенного объема воды (накопительный бак);
• исключение необходимости частого включения и выключения насоса;
• компенсация объема воды во время пикового потребления;
• нивелирования гидравлических ударов в системе при включении насоса.

Устанавливать гидроаккумулятор нужно как можно ближе к насосу. Если используется два гидроаккумулятора, то располагать их следует рядом, чтобы было обеспечено равномерное давление и заполнение обеих емкостей.

Какой нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Из всех существующих видов гидроаккумуляторов для водоснабжения подробно рассмотрим работу двух, которые обычно используются в системах водопровода индивидуальных домов.

Баллонные гидроаккумуляторы

Представляют с собой толстостенную емкость, внутри которой находится эластичный баллон из каучука, заполненный водой. Пространство между баллоном и стенками емкости заполнено воздухом под определенным давлением. При наполнении баллона давление воздуха внутри бака растет, при падении давления воды в сети (открытии крана) воздух «выдавливает» воду из из баллона, восполняя недостаток ее в системе. Общее давление при этом в системе падает, но постепенно, «сглаживая» резкие перепады давления между включениями насоса.

Мембранные гидроаккумуляторы

Принцип действия такого устройства аналогичен баллонному. Разница только в конструкции: мембранный бак разделен на две части, между которыми установлена эластичная герметичная мембрана. Одна часть емкости заполнена водой, другая — воздухом. При заполнении емкости давление воздуха растет, при падении давления сжатый воздух «выдавливает» воду в систему.

Какой гидроаккумулятор покупать для частного дома

Из двух видов гидроаккумуляторов при выборе рекомендуем остановиться на установке баллонного типа. Вода в ней соприкасается с каучуковой стенкой, в отличие от мембранных моделей, у которых возможна коррозия металлической стенки и загрязнение воды

Для достаточного запаса воды в случае отключения электроэнергии нужен гидробак соответствующей рабочей емкости. Выпускаются гидроаккумуляторы вертикального и горизонтального типов. Первые удобны для установки в стесненных условиях.

Выбор гидроаккумуляторов в торговой сети сейчас большой. Купить гидроаккумулятор можно в специализированном строительном супермаркете или торговой компании. Цены зависят от производителя, объема и типа оборудования. В интернете можно найти множество видеоматериалов, рассказывающих о различных типах гидроаккумуляторов. В конце статьи вы найдете подробное видео на эту тему.

Как выбрать объем гидроаккумулятора

Если с выбором конструкции и вида аккумулятора по форме все ясно, то главная характеристика гидробака — его объем — требует подробного разъяснения. В сети есть сложные математические вычисления требуемой емкости гидроаккумулятора, но мы обойдемся простыми рекомендациями, основанными на выводах расчетов и опыте эксплуатации подобного оборудования:

• гидроаккумулятор с объемом бака 20-24 л подойдет для 3 человек, проживающих в доме, и производительности насоса до 2 м3/ч;
• гидроаккумулятор с объемом бака 50-60 л достаточен для 4 — 8 жильцов и производительности насоса до 3,5 м3/ч;
• гидроаккумулятор объемом 100 л и более — для 10 и более проживающих и производительности насоса от 5 м3/ч.

Рассмотрим несколько наиболее важных функций гидроаккумулятора с выбором подходящего по объему оборудования. Гидробаки для систем водоснабжения должны обеспечивать:

Оптимальный режим работы насоса

Для того, чтобы насос подачи воды не включался часто (оптимальным считается не чаще 1 раза в час), по производительности насоса можно рассчитать требуемый объем гидроаккумулятора. При объеме водяной полости в 50% от общего, в большинстве случаев домовладельцев вполне устраивает гидроаккумулятор на 60 — 80 л.

Оптимальное давление в сети

Важная характеристика гидроаккумулятора — поддержания нормального давления в сети. Для этих целей достаточно минимального объема гидроаккумулятора в 24 л с установкой его вблизи насоса.

Резервный запас воды

Проблема создания резервного запаса воды возникает, как правило, в местах частого отключения электроэнергии. Насос при этом часто останавливается, что отрицательно влияет на его работу. Решением проблемы здесь может быть установка гидроаккумулятора объемом 100 л и более, полезный объем накопительной емкости которого составляет до 50% общего.

Какой должен быть расширительный бак у гидроаккумулятора

Говоря о расширительном бачке гидроаккумулятора, не следует путать его с расширительным бачком систем отопления и горячего водоснабжения. Оборудование внешне очень похоже. Принципиальное отличие в том, что отопительные расширительные бачки служат для компенсации температурного расширения теплоносителя.

Рабочее давление — одна из главных характеристик гидроаккумулятора. Это давление в пустой емкости без воды, а его значение указано на корпусе гидробака. Указанное давление не должно быть ниже давления высоты жидкости в водоснабжении дома. При высоте системы в 10 м давление будет составлять 1 бар.

Давление при пуске насоса должно превышать давление в расширительном бачке водоснабжения более, чем на 0,5 бар. Для наиболее эффективной работы системы разница должна составлять 1,5 — 3,0 бар.

Максимальное давление в баке не должно быть меньше максимального давления системы при выходе из строя реле. Поэтому максимальное давление емкостей составляет обычно 10 бар.

Выводы: какой гидроаккумулятор лучше всего

Кроме технических критериев выбора, рассмотренных выше, приведем еще несколько соображений, касающихся качества материалов гидроаккумулятора.

1. Съемный фланец в баллоне выполнен обычно из нержавеющей или оцинкованной стали. При покупке следует обязательно обратить на это внимание. Если со временем не обойтись без замены фланца, уточните, где и за сколько его можно будет купить.
2. Если водопроводная вода предназначена для питья, нужно убедиться в безопасности для здоровья материала, из которого сделана «груша» гидроаккумулятора. Известные производители гарантируют качество материала, чего нельзя сказать о небольших малоизвестных компаниях. Правда, это не имеет значения, если такую воду пить не предполагается.
3. В остальном выбор делается на основании конкретных условий эксплуатации: необходимого объема воды, давления, оптимальной работы насоса, необходимого резерва воды на случай аварийных отключений, условий монтажа.

Комментарии запрещены.