Назначение гидроаккумулятора в системе водоснабжения

Самое важное о гидроаккумуляторах: устройство, принцип работы, назначение

Содержание:

1. 1. Что такое гидроаккумулятор?
2. 2. Особенности работы разных видов устройств
3. 3. Преимущества использования гидроаккумулятора

Что такое гидроаккумулятор?

Устройство представляет собой металлический резервуар, который служит для регулировки давления в системе водоснабжения. Но чтобы более детально разобраться в его предназначении, следует углубиться в особенности работы автономной системы водоснабжения. Каждый раз при включении насоса случаются резкие скачки давления. Например, буквально за несколько секунд его значение повышается с 1 атм до 3 атм – так происходит при расходе воды, допустим, если открыть кран. Это негативно сказывается не только на ресурсе самого насоса, но и на других компонентах системы. Если в системе установить гидроаккумулятор, такого не произойдет. Дело в том, что насос будет нагнетать воду сначала в его резервуар, создавая тем самым запас жидкости. При открывании крана вода расходуется из этого запаса, а насос не будет задействован до тех пор, пока не возникнет необходимости вновь наполнить резервуар. Таким образом, при расходе воды давление растет медленно. А временной интервал включения насоса увеличивается, что продлевает срок его службы.

Одна и та же задача у различных гидроаккумуляторов может осуществляться по-разному. Все зависит от их работы и типа энергии, которая задействуется в процессе: кинетическая, механическая или энергия сжатого газа. Какой вариант эффективнее, а какой дешевле? Расскажем о каждом из них.

Особенности работы разных видов устройств

Грузовые

Это первые гидроаккумуляторы – их изобрел англичанин Джозеф Брама. Простейшая конструкция работает по принципу использования потенциальной энергии груза, расположенного на определенной высоте: груз давит на жидкость, тем самым создавая давление. Впервые это устройство было использовано для создания так называемого пивопровода, по которому пиво подавалось из бочонков в подвале наверх, в бар. В дальнейшем устройство стало применяться в бытовых водопроводных системах.

Преимущества: поддержание постоянного давления гидроаккумулятора, большой объем, доступная стоимость.

Недостатки: небольшая энергоемкость, низкое давление, большие габариты, высокая инерционность, недостаточная надежность (риск течи уплотнителя поршня).

Пружинные

В таких устройствах для нормализации давления используется механическая энергия, образующаяся при сжатии пружины, которая необходима для накопления энергии гидравлической жидкости и ее возврата в магистраль.

Преимущества: большая энергоемкость, доступная стоимость.

Недостатки: небольшой рабочий объем, высокая инерционность, зависимость давления от качества пружины и объема наполнения, невысокая надежность (кроме повреждения уплотнителя поршня, есть вероятность поломки и деформации пружины).

Пневмогидравлические

Такие гидроаккумуляторы очень популярны сегодня и широко распространены как в частных домах, так и на предприятиях. Именно они считаются наиболее эффективными и лишены множества недостатков перечисленных выше моделей. Работа осуществляется за счет образования энергии сжатого газа (чаще всего воздуха, хотя в промышленных установках может использоваться азот). Для разделения воды и газа, то есть для предотвращения завоздушивания водопроводных труб, применяются плавающий поршень, поплавковый механизм или эластичная мембрана. Последний вариант наиболее распространен. Расскажем подробнее о том, как работает такой гидроаккумулятор.

Внутри металлического резервуара расположена мембрана, представляющая собой резиновый мешок с узким горлом. Она соединяется с корпусом посредством фланца. Данный узел очень герметичен, что исключает контакт жидкости и воздуха. При работе насоса вода под давлением попадает внутрь резервуара. Мембрана растягивается, увеличиваясь в объеме, и сжимает воздух (пространство с водой больше пространства с воздухом). Давление повышается в то время, пока работает насос. При открытии крана с водой сжатый воздух внутри резервуара давит на мембрану, тем самым выталкивая из нее воду (пространство с воздухом увеличивается, а мембрана уменьшается в объеме). Таким образом, вода поступает в водопровод не посредством работы насоса, а за счет давления воздуха в резервуаре расходуется из накопленного запаса. Когда давление достигает заданного предела, когда гидроаккумулятор не способен создавать его самостоятельно, вновь включается насос, и процесс возобновляется. При правильном подключении и настройке системы совершается от 1 до 20 рабочих циклов за час – это норма для бесперебойного водоснабжения. Цикл работы устройства представлен на рисунке.

Преимущества: большая энергоемкость, небольшие габариты, различные варианты исполнения (горизонтальное или вертикальное расположение бака), минимальная инерционность, простота и надежность.

Недостатки: давление зависит от скорости заполнения резервуара и может меняться в зависимости от объема жидкости.

Преимущества использования гидроаккумулятора

Итак, теперь вы знаете, как работает устройство. Что же это дает? Какая практическая польза от его установки? Стоят ли вложения ожидаемого результата? Решение за вами – мы лишь перечислим основные преимущества.

• Нормализация сил и нагрузок в системе.
• Компенсация утечек и объемов рабочей жидкости.
• Снижение риска гидроударов.
• Гарантия долговечности насоса за счет сокращения включений.
• Обеспечение запаса воды на случай аварийной ситуации.

Вывод: применять такие устройства экономически выгодно в автономных системах водоснабжения, в которых наблюдаются периодические пики расхода воды, что увеличивает средний расход. Используя гидроаккумулятор, можно снизить потребляемую мощность гидропривода и уменьшить расход электроэнергии на 50%. Кроме того, удастся обеспечить бесперебойную работу системы водоснабжения и продлить срок службы основных ее компонентов.

Если вы планируете создать автономную систему водоснабжения в частном доме или на даче, задумайтесь уже сейчас о покупке гидроаккумулятора. Затраты невелики по сравнению с тем, какие деньги в будущем вы потратите на ремонт или покупку нового насоса, который выйдет из строя из-за перепадов давления и частых включений. Например, резервуары объемом до 25 л стоят не больше 2000 рублей, до 100 л – не более 3000 рублей. Согласитесь, что это не такие большие вложения, зато гарантируется стабильность работы системы водоснабжения и увеличивается срок службы насоса.

Рекомендуем покупать гидроаккумулятор вместе с насосом, чтобы подобрать модель под его тип и мощность. Подробнее о правилах выбора вы узнаете из статьи «Алгоритм подбора гидроаккумулятора: просто о сложном». Также вы можете обратиться за помощью к менеджеру, который поможет определиться с выбором и подскажет, какие еще компоненты для монтажа вам понадобятся.

Гидроаккумулятор: устройство и принцип работы гидробака в системе водоснабжения

Чтобы обеспечить стабильную работу водопровода, следует выяснить, что такое гидроаккумулятор. Это полезное устройство необходимо для автоматизации работы независимой водопроводной системы.

Оно также позволяет заметно продлить срок использования насоса и защитить оборудование от гидроударов.

В этом материале мы расскажем об обустройстве и принципах работы гидроаккумуляторов, а также приведем рекомендации по монтажу оборудования.

Устройство и принцип работы

От обычного накопителя гидроаккумулятор отличает более сложное устройство, которое заметно расширяет его функционал.

• металлического корпуса;
• внутренней мембраны;
• ниппеля;
• патрубка для воды.

Мембрана разделяет емкость на две части, одна предназначена для воды, а во вторую подкачивают воздух или инертный газ. В результате жидкость внутри устройства находится под определенным давлением. Это позволяет регулировать напор воды в системе.

О том, для чего нужен гидроаккумулятор, сможет рассказать каждый, кто хотя бы раз сталкивался с проблемой низкого напора в системе. Иногда задачу решают с помощью повышающего насоса, но ГА – более эффективный вариант.

Его устанавливают в системе после насоса на наружном или внутреннем водопроводе, конкретная схема зависит от характеристик системы. Вода поступает в емкость и накапливается там, при этом благодаря мембране внутри создается давление, необходимое для нормальной эксплуатации автономного водоснабжения с безотказной подачей воды в краны.

Обычный накопитель не гарантирует подходящих характеристик давления для водопровода, так как напор создается только из-за разницы в высоте расположения точки забора воды и емкости с водой. А вот с ГА не нужно поднимать бак на чердак или эстакаду, так как можно подкачать воздух, чтобы создать желаемый напор.

Современная техника, например, машинка-автомат, гидромассаж, джакузи, посудомоечная машина, способна функционировать только при нормативных значениях давления в водопроводной сети. Да и обычный душ удобнее принимать, когда поток воды достаточно сильный, а не течет слабой струйкой.

Гидроаккумулятор обязательно используют в комплекте с реле давления, которое управляет насосом, подающим воду из скважины, колодца и т.п., и манометром, предназначенным для контроля и отслеживания рабочих параметров независимого водоснабжения.

Реле настраивают таким образом, чтобы по достижении выбранного пользователем давления насос включался и отключался. Когда в гидроаккумулятор наберется достаточное количество воды, и давление достигнет максимальной заданной точки, насос выключится. Этот показатель по понятным причинам называют давлением отключения.

В процессе использования воды давление в баке постепенно уменьшается. Когда оно достигает минимального заданного значения (это так называемое давление включения), насос начинает работать. Вода поступает в емкость, давление растет, достигает предела, после чего насос отключается.

Затем вода снова убывает из бака, когда хозяева дома открывают кран, давление падает, реле запускает насос и т.д. Если исключить из этой цепочки ГА и реле, насосное оборудование будет включаться каждый раз при открывании крана. Такое использование дорогостоящей техники нерационально, поскольку ресурс ее работы ограничивается определенным количеством включений-выключений.

Кроме того, насос подает воду стремительно, что может обернуться таким явлением как гидроудар. Для водопровода этакие нагрузки нежелательны, они могут повредить трубы. А гидроаккумулятор – это прочное устройство, которое станет буфером и защитит систему от нежелательного воздействия.

Наконец, гидробак позволяет создать некоторый запас воды. Даже при отсутствии электроэнергии какое-то время можно будет пользоваться водой, хранящейся в ГА. Конечно, это не такой большой запас, как в накопителе, но и он может оказаться очень полезным.

Какими бывают гидроаккумуляторы?

Различают устройства вертикальные и горизонтальные, их по-разному устанавливают. Обычно баки емкостью до 50 л располагают горизонтально, а объемом побольше – вертикально, чтобы не занимали много места. На эффективность это не влияет. Можно выбирать такую модель, которая будет удобнее в эксплуатации и подойдет для места, где ее будут ставить.

В вертикальных и горизонтальных моделях для отведения воздуха из той части, в которую накачан воздух или газ, предусмотрен ниппель – воздушный клапан. Использовать его очень просто.

Расположен он у всех видов гидробаков со стороны, противоположной установки фланца, предназначенного для подключения оборудования к водоснабжению.

Цвет емкости обычно бывает голубым или синим, в отличии от красных расширительных баков для отопления. Они не взаимозаменяемые, для изготовления мембраны используются разный материал. В “холодных” гидробаках применяют пищевую резину.

Кроме того, гидроаккумуляторы синего цвета могут переносить более высокое давление, чем устройства для отопления и ГВС. Нельзя использовать такие емкости не по назначению, они быстро выйдут из строя.

В вертикально ориентированных ГА вода подается снизу, а лишний воздух удаляют по необходимости сверху, стравливая его через ниппель. В горизонтальных вариантах как подача воды, так и стравливание воздуха производится сбоку.

Резьбовое соединение для подключения к водоснабжению всегда одного размера, это 1 1/2 дюйма. Резьба для подсоединения мембраны может быть внутренней или наружной. Размеры их тоже унифицированы, внутренняя резьба стандартно равно 1/2 дюйма, наружная – 3/4 дюйма. Это важный момент, поскольку для надежного подключения нужно, чтобы размеры патрубка и водопроводной трубы совпадали.

Если планируется организация независимой системы водоснабжения, нужно знать, как устроен обычный гидроаккумулятор для воды. Следует сразу определиться с вариантами подключения к водопроводу и способами удаления воздуха, если давление превысит нормативное значение, а также со схемами подсоединения к системе.

Следует помнить, что они изначально проектировались под условия страны, где были произведены, а они не всегда совпадают с местными реалиями. Условия эксплуатации могут оказаться слишком сложными для западных моделей, поэтому имеет смысл поискать вариант от отечественного производителя, который и по стоимости может оказаться более привлекательным.

Рекомендации по монтажу и эксплуатации

Установить гидробак несложно, его просто подключают к водопроводной системе после насоса. Перед входом в устройство необходимо поставить хороший фильтр, чтобы очистить воду от примесей. Они могут скопиться внутри и повредить мембрану.

Нужно правильно выбрать место для монтажа. ГА должен стоять там, куда можно свободно подойти для осмотра прибора и его технического обслуживания. Со временем может понадобиться ремонт устройства, поэтому не помешает заранее продумать порядок его демонтажа и трудности, которые могут в это время возникнуть.

Очень важно, чтобы размеры патрубка и водопроводной трубы совпадали. Это позволит избежать гидравлических потерь из-за сужения трассы на каком-то участке. Использование переходников допустимо, но нежелательно. Во время поступления и убывания воды мембранный бак может вибрировать.

Рекомендуется крепить его к основанию через амортизирующие прокладки. Подключение к водопроводу выполняют гибкой подводкой. Следует убедиться, что устройство правильно выставлено по горизонтали и вертикали, перекосы недопустимы.

Нужно заранее позаботиться о возможности отключить ГА от водопровода таким образом, чтобы не пришлось полностью сливать воду из системы. Это требование реализуется установкой обычного запорного крана. Для небольших емкостей, вместимостью до 10 л, в которых нет ниппеля, нужно предусмотреть также установку сливного крана.

Подробнее о том, как подключить гидроаккумулятор в систему водоснабжения можно прочесть в этом материале.

Техобслуживание гидробака сводится к внимательному осмотру корпуса и контролю давления в воздушном отделении. Иногда нужно подкачать воздух или стравить его, чтобы восстановить правильные показатели. Обычно давление должно составлять около двух атмосфер или немного меньше. Кроме того, следует удалить воздух, который скопился за мембраной в отсеке, где хранится вода.

Иногда здесь можно даже установить автоматический воздухоотводчик. Если же отверстие для этой процедуры отсутствует, нужно отключить ГА от водопровода и полностью опустошить его через сливной кран. Воздух выйдет из емкости вместе с водой. Потом остается просто снова включить насос, чтобы в бак снова начала поступать вода.

Говоря о том, как работает мембранный гидроаккумулятор, стоит отметить, что самая частая поломка в ГА – прорыв мембраны. Этот эластичный элемент подвергается постоянному воздействию на растяжение и сжатие, поэтому со временем выходит из строя.

Вот признаки того, что мембрана прорвана:

• вода поступает из крана резкими толчками;
• стрелка манометра “скачет”;
• после полного стравливания содержимого “воздушного” отсека из ниппеля вытекает вода.

Последний пункт позволяет точно выяснить, действительно ли проблема именно с мембраной. Если вода из ниппеля не вытекает, а вода поступает в систему слабо, скорее всего, корпус разгерметизирован. Нужно внимательно его осмотреть, найти и заделать трещины.

Заменить мембрану не сложно, но нужно подобрать точно такой же элемент, как и испорченный, поскольку он рассчитан именно для этого конкретного ГА.

Чтобы провести ремонт, нужно:

1. Отключить устройство от водопроводной системы.
2. Слить воду, стравить воздух.
3. Открутить крепежные винты.
4. Извлечь испорченную мембрану.
5. Установить исправный элемент.
6. Закрепить его винтами.
7. Установить ГА на место и подключить его к системе.

Самый сложный этап этой процедуры – затягивание винтов. Оно должно быть равномерным, поэтому рекомендуется закручивать их, делая по одному обороту поочередно на каждом элементе. Такая тактика позволит правильно закрепить мембрану на корпусе и предотвратить соскальзывание ее края внутрь.

Некоторые неопытные мастера в стремлении улучшить качество соединения наносят на край мембраны герметик. Этого делать не следует, поскольку состав может разрушить резину и вызвать обратный эффект.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство и принцип работы ГА:

Для системы автономного водоснабжения гидроаккумулятор – полезное оборудование, обеспечивающее автоматический забор воды, включение/отключение насоса. Такое устройство повысит качество водоснабжения и предотвратит поломку технических устройств.

После изучения материала появились вопросы? Вы можете задать их в блоке с комментариями, а мы постараемся дать на них предельно понятный ответ.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Установив в доме гидроаккумулятор, потребитель навсегда приобретает безопасность использования домашнего водопровода.

Гидроаккумулятор

Зачем нужен гидроаккумулятор его отличие от расширительного бака

Для примера можно рассмотреть систему водоснабжения в частном доме, подача воды в которую осуществляется с помощью электрического насоса.

При внешней схожести формы двух гидротехнических приборов, они имеют разные функции, различающиеся не только по цвету – гидроаккумуляторы синие, а расширительные баки красные – но и выполняющие разную работу.

Гидроаккумулятор и расширительный бак

Оба устройства работают по схожему принципу и работают с одной целью – бесперебойная работа домашнего водопровода и отопительной системы.

Расширительный бак используется в основном в системах отопления и несет в себе функцию снижения давления жидкости, тем самым предохраняя трубы и соединительные детали от преждевременного выхода из строя, приводящей к их замене.

В расширительном баке емкость для жидкости разделена пополам с помощью подвижной перегородки. В одной части находится воздух, а в другой вода.

При нагревании вода, расширяясь, давит на мягкую перегородку, сжимая воздух, находящийся с другой стороны, снимая тем самым избыточное давление в отопительной системе.

При понижении температуры происходит обратный процесс – сжатый воздух толкает воду в систему, предотвращая образование воздушной пробки.

Гидроаккумулятор используется при монтаже домашнего трубопровода. Емкость гидроаккумулятора внутри тоже разделена на два резервуара, но по другому принципу.

Вода в ней не контактирует со стенками, поскольку находится в специальной мембранной камере, которая окружена сжатым воздухом. Мембрана выполнена из полимерных материалов, стойких к высоким и низким температурам и химическому воздействию.

Устройство гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор представляет собой герметичный стальной бак объемом 50-100 литров с закачанным воздухом, имеющий внутри емкость, выполненную из полимерных материалов, как правило, бутилкаучука.

Устройство гидроаккумулятора

Емкость – мембранная камера – подает воду в систему домашнего водопровода с постоянным давлением, которое можно регулировать с помощью клапана на баке, являющимся частью системы.

Принцип работы гидроаккумулятора

Работа всех гидроаккумуляторов построена на едином принципе – мембранная камера с водой, изготовленная из полимерного материала, со всех сторон окружена воздухом, закачанным под определенным давлением, регулируемым специальным датчиком.

Поэтому давление жидкости в мембранной камере, а значит и во всей системе домашнего водопровода всегда стабилизируется воздушной прослойкой. Это значит:

• Система домашнего водопровода на 100% защищена от гидравлических ударов разного рода, поскольку оборудована датчиком, который открывает регулирующий клапан, стравливающий избыточное давление.
• При незапланированном отключении электричества, у пользователя всегда есть запас 50-100 литров воды, в зависимости от емкости, для обеспечения жизнедеятельности.
• Датчик уровня жидкости в емкости, подключенный к реле включения насоса, подающего воду в систему, настроен таким образом, что включает подающий воду насос только при необходимости. Это, во-первых, снижает расход электроэнергии, во-вторых, повышает долговечность деталей насоса.
• Вода в емкости гидроаккумулятора не имеет соприкосновения с водой, поэтому замена металлического бака никогда не потребуется в связи с его износом от коррозии.

Все эти показатели обеспечивают бесперебойную работу системы домашнего водопровода.

Виды гидроаккумуляторов

Гидроаккумуляторы в зависимости от назначения различаются по трем параметрам.

• Для холодной воды. В таком гидроаккумуляторе используется мембранная емкость, выполненная из нейтрального материала, применяемого в пищевой промышленности, для обеспечения безопасности использования воды при приготовлении пищи. Гидробак этого агрегата выкрашен в синий цвет.
• Для горячей воды. Здесь применяется материал, устойчивый к воздействию высоких температур. Гидробак, используемый для горячей воды, выкрашен в красный цвет.
• Для отопительной системы. Для отопительной системы используется материал, устойчивый к воздействию активных реагентов, применяемый в охлаждающих жидкостях. Гидробак красного цвета.

Виды гидроаккумуляторов

Также гидроаккумуляторы бывают разного исполнения – с вертикальным и горизонтальным расположением гидробака.

• В частном доме удобнее использовать гидробак с вертикальным расположением, так как он занимает меньше места в подсобном помещении, позволяя компактно расположить рядом приборы разного назначения.
• Гидроаккумуляторы с горизонтальным расположением гидробака в основном используются на насосных станциях, монтаж водяного насоса в этом случае производится сверху конструкции.

Как выбрать гидроаккумулятор

Прежде всего, надо определиться для какой системы планируется использовать гидроаккумулятор.

• Для прибора, который будет следить за подачей холодной воды, надо исходить из количества человек, проживающих в доме и по нормам расхода холодной и питьевой воды на одного человека приобрести подходящий гидроаккумулятор.
• Агрегат, подающий горячую воду, также приобретается после расчета расхода горячей воды на одного человека в сутки.
• Гидроаккумулятор, обеспечивающий бесперебойную работу отопительной системы, выбирается исходя из площади отапливаемых помещений. В зависимости от этого выбирается емкость гидробака.

Также необходимо учесть, что работа всего агрегата основана на использовании мембранной емкости, которая находится внутри гидробака.

Выбор гидроаккумулятора

Именно от ее живучести зависит срок службы всей системы. Для холодной воды лучше приобрести бак с мембраной из изобутированной резины, вода из которой безопасна для использования при приготовлении пищи.

Далее, делая выбор, нужно уделить внимание фланцу, который обеспечивает крепление системы подачи воды. Его качество влияет на срок работы гидроаккумулятора.

Фланец гидроаккумулятора

Чем качественнее фланец, тем дольше будет работать гидроаккумулятор. Изготавливается из оцинкованной стали, нержавейки или композиционной пластмассы.

Расчет оптимального объема гидробака

ГОСТа по объему гидробака не существует. Каждый выбирает емкость для использования воды индивидуально. Исходить надо из двух параметров.

Размеры гидробака

1. Размер подсобного помещения, куда будет устанавливаться как минимум один гидробак. Для примера, размер бака на 100 литров – это бочка, стоящая вертикально, высотой около 850 мм, и диаметром 450 мм.
2. Далее нужно просчитать потребляемое количество воды каждым членом семьи (примерно). Также, учесть расход воды при стирке, мойке посуды и других хозяйственных нуждах. В любом случае, даже если при расчетах была допущена ошибка, всегда можно заменить бак с увеличением его емкости.

Подключение гидроаккумулятора

Перед подключением гидроаккумулятора к системе необходимо измерить в нем давление. Этот параметр необходим для установки реле срабатывания датчика давления.

На заводе в баке устанавливается 1,5 Атм. Для этого можно использовать автомобильный манометр при отсутствии другого. Для замера этого параметра в нижней части гидробака (от 100 литров) есть специальный вход.

• При использовании насоса поверхностного типа, установите его около гидробака. Обратный клапан устанавливается на подающем воду трубопроводе.
• Установку всех устройств, необходимых для работы гидроаккумулятора лучше производить, используя для обвязки в схеме пятивыводной штуцер.
• Наличие выводов с разными диаметрами делает его использование незаменимым при установке гидроаккумулятора в водопроводной системе.

Пятивыводной штуцер

Но это необязательное требование. Кто-то любит делать все по старинке, используя фитинги и обрезки труб.

Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

После установки гидроаккумулятора нужно установить оптимальное рабочее давление в системе водоснабжения и отрегулировать срабатывание реле. Нормальную работу бытовой техники обеспечивает давление 1,4-2,8 Атм. Для сохранения мембраны, давление в системе должно быть больше, чем в гидробаке на 0,1-0,2 Атм.

Например, если давление в гидробаке 1,5 Атм, то показатель этого параметра в системе водопровода должен быть не менее 1,6 Атм. Для регулировки реле используется это значение, оно оптимальное для водоснабжения небольшого одноэтажного коттеджа.

Если дом больше – два или три этажа, для него потребуется повысить давление в гидробаке, делая расчет оптимального давления с помощью формулы: V=(H+6)/10, где Н – значение самой высокой в доме точки водоразбора. Вставив его в формулу, можно узнать какое давление необходимо установит в гидробаке.

Вот основные моменты, которые надо учитывать при прокладывании трубопровода и монтаже гидроаккумулятора в домашний водопровод. Правильная установка – залог долгой и исправной работы всей системы водоснабжения.

Видео: Какой объем гидроаккумулятора нужен для дома ?

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.

Как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения — модели и технические характеристики

Зная, как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, можно не только обеспечить стабильность давления в индивидуальном трубопроводе, но и продлить срок службы насоса и коммуникаций.

Назначение гидроаккумулятора и принцип работы

Гидроаккумулятор – это резервуар, в котором содержится вода под давлением, предназначенный для компенсации изменений в системе. Для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения? Его наличие может решить многие часто встречающиеся при эксплуатации индивидуальных систем водоснабжения проблемы и обеспечить:

• поддержание необходимого для нормальной работы точек потребления давления в то время, когда насос не включен,
• предотвращение частых включений перекачивающего агрегата, которые могут привести к быстрому износу,
• защиту от гидроударов, опасных для труб, соединительных элементов и прокладок,
• наличие запаса воды в случае отключения электричества или выхода из строя насоса.

Правильный выбор гидроаккумулятора для систем водоснабжения позволяет установить надежное промежуточное звено между насосом и потребителем. Такое оборудование компенсирует незначительные изменения – небольшой расход и снижение давления, предоставляя мощному оборудованию восполнять объем только при его значительном уменьшении.

Типы конструкции и их устройство

Чтобы точно знать, как правильно выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, важно изучить характерные особенности различных моделей.

Расположение

В продаже существуют горизонтальные и вертикальные модели гидроаккумуляторов, тип выбирают, в первую очередь, руководствуясь наличием свободного места в помещении насосной. Если же свободное пространство позволяет установить любую из модификаций, а объем гидроаккумулятора превышает 100 литров, целесообразнее станет приобретение вертикальной модели.

Вертикальный и горизонтальный гидробак для водоснабжения

Такой выбор обусловлен тем, что при расходе жидкости в резервуаре появляются воздушные пузыри, которые всегда собираются в верхней части емкости. В вертикальном гидроаккумуляторе площадь верхней части меньше, что облегчает процесс стравливания воздуха. Обычно это делается с помощью специального ниппеля. Место нахождения пузырей в горизонтальном резервуаре с большой площадью верхней части определить сложнее. Для стравливания может использоваться врезка с вентилем. Наличие воздуха в гидроаккумуляторе нежелательно из-за вероятности образования воздушных пробок.

Для моделей менее 100 литров расположение не имеет значения, хотя при их использовании совместно с насосными станциями обычно выбор отдают в пользу горизонтального варианта.

Устройство моделей

Выбор аккумулятора для системы водоснабжения включает в себя решение вопроса – какое из устройств окажется более эффективным. В общем виде устройство всех видов оборудования этой категории сходно – емкость гидроаккумулятора делится на две части. В одной из частей находится сжатый воздух, а в другой – вода. Пластичность перегородки материалов, разделяющих воду и воздух, позволяет последнему «выталкивать» жидкость в систему.

На фото показана схема устройства гидроаккумулятора

Существует два основных вида гидроаккумуляторов – мембранные и баллонные. Последние в обиходе часто называются «грушами».

• мембранные модели в прямом смысле разделяют резервуар на две части,
• баллонные устроены по принципу «сосуд в сосуде», вода закачивается в емкость из каучуковой резины, которая, в свою очередь, со всех сторон окружена воздухом.

Сомнения при выборе обычно вызывает то, что в мембранных моделях вода соприкасается со стенками гидроаккумулятора, однако в моделях надежных производителей используются высококачественные материалы, таким образом риск появления коррозии не высок, а вода не приобретает нежелательного привкуса.

Чтобы проще разобраться в вопросе как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, рекомендуем к просмотру это видео.

Критерии выбора

Очевидно, что одной из основных характеристикой гидроаккумулятора является его объем. Следует помнить — вода обычно занимает лишь половину резервуара. Кроме того, следует учитывать особенности эксплуатации – это оборудование может быть «запасником» на случай отключения электроэнергии. Насос в это время не работает, но водообеспечение дома не прекратится за счет подачи жидкости из гидроаккумулятора. В этом случае выбирается объем более номинального.

Номинальный объем выбирается с учетом того, что гидроаккумулятор при нормальном режиме работы включается около 15 раз в час. Имеет значение и производительность насоса. При этом базовым параметром в расчетах выступает объем потребления воды. Вычислить его с высокой степенью точности не составляет труда, посчитав количество точек потребления с коэффициентами водопотребления по системе UNI 9182. В то же время необходимости в подобной точности нет, поскольку существует не так много вариаций подобного оборудования.

Установка гидроаккумулятора

Достаточно приблизительных расчетов:

• Не более трех точек потребления и насос с производительностью порядка 2 куб. м./час соответствуют гидроаккумулятору на 20-24 литра.
• До 8 потребителей и насос на 3,5 куб. м/час — 50-60 литров.
• Более 10 точек расхода и насос 5 куб. м/час – 100 литров.

Когда рассчитывается давление воздуха в гидроаккумуляторе для систем водоснабжения, учитывается место расположения гидроаккумулятора в соотношении с самой высокой точкой забора воды.

Гидроаккумулятор должен обеспечить:

• давление выше, чем в системе,
• подъем на определенную высоту (из подвала на уровень жилого помещения, а иногда и на 2, 3 этаж),
• нормальный напор в кране (не менее 0,5 бара).

При расчете давления для подъема считают, что на каждые 10 метров (примерно 3 этажа) необходим 1 бар давления.

Таким образом для частных домов выбираются гидроаккумуляторы с давлением в пределах 1,5-4,5 бара.

Важно: Рабочее давление гидроаккумулятора должно быть минимум на 0,5 бар ниже, чем давления включения водяного насоса.

Иногда рекомендуют при выборе принимать во внимание массу заполненного гидроаккумулятора, однако, эта характеристика важнее при установке оборудования, предпочесть резервуар с давлением меньше необходимого только потому что он легче, неправильно.

Гидроаккумулятор работает совместно с системой автоматики, в качестве которой выступает реле давления воды для насоса. Узнайте больше о его устройстве и принципе работы.

Как выбрать насосную станцию читайте в этом материале.

Возможные неисправности

• Поломкой, которая в любом случае требует обращения к специалистам, является повреждение корпуса. «Залатать» его в домашних условиях не получится.
• Появление воды в воздушном клапане – признак повреждения мембраны. Починке такая перегородка не подлежит. Ее надо заменить, причем важно приобрести идентичную, не пытаясь подогнать первую, которую удалось купить. Порядок действий:

1. Отрезать гидроаккумулятор от системы водоснабжения, перекрыв вентиль.
2. Слить воду с резервуара и из расположенного после вентиля участка подводной трубы.
3. Отсоединить резервуар и частично разобрать его (открутить болты и снять контрфланец).
4. Достать поврежденную мембрану через образовавшееся отверстие.
5. Подготовить мембрану, обработав ее наружную поверхность тальком.
6. Подготовить внутреннюю полость гидроаккумулятора, продув ее воздухом.
7. Установить новую мембрану в соответствие с инструкцией (обеспечить плотное прилегание ее фартука к фланцу).
8. Собрать гидроаккумулятор.
9. Восстановить снизившееся из-за потери герметичности давление воздуха.

• Быстрое снижение давления воздуха – свидетельство повреждения ниппеля. Если продувка не изменит ситуацию, его потребуется заменить.

Правильный выбор, грамотная установка и эксплуатация гидроаккумулятора позволят стабилизировать водоснабжение в доме или на даче.

Комментарии запрещены.