Гидроаккумулятор обеспечивает постоянный и ровный поток воды в автономных сетях водоснабжения. Этот прибор, нередко называемый гидробаком, сглаживает скачки давления при разборе ресурса потребителями и при запуске (выключении) насоса.
Как устроен гидравлический аккумулятор – простая и надежная конструкция
Стабильно функционирующая водопроводная система частного жилища является заслугой его владельца. Люди, которые сталкивались с монтажом и эксплуатацией автономных сетей водоснабжения, представляют себе, насколько трудно избежать сбоев при подаче воды в таких комплексах. Иногда достаточно всего одного скачка давления, чтобы дорогостоящая техника, подключенная к водопроводу (например, водонагреватель, машина для мытья посуды), вышла из строя. Решение подобной проблемы одно – установка гидроаккумулятора. Он поддерживает заданное давление в системе, создает определенный запас воды и исключает риск поломки бытового электрооборудования. Необходимость монтажа такого аппарата очевидна.
Устройство гидроаккумулятора достаточно простое. Он изготавливается в виде резервуара из металла, внутри которого устанавливается каучуковая (резиновая) мембрана. Последняя визуально похожа на грушу. Мембрана закреплена на корпусе гидробака посредством специального фланца с патрубком. В груше под давлением накапливается вода. Пространство между корпусом аккумулятора и мембраной заполняется сжатым воздухом (если речь идет о бытовых устройствах) либо инертным газовым составом (промышленные гидробаки). Давление в системе при этом поддерживается на уровне 1,5–3 бар. Воздух в гидравлический аккумулятор в домашних условиях можно закачать, используя обычный автомобильный или даже велосипедный насос.
Рассматриваемые приспособления принято делить на три типа:
- 1. Для систем холодного водоснабжения. Устройство подает воду и накапливает ее, предохраняет насосное оборудование от раннего износа, обусловленного частыми включениями и выключениями системы, предохраняет электротехнику в доме от гидроударов.
- 2. Для горячей воды. Такой гидроаккумулятор для систем водоснабжения может без проблем работать в высокотемпературных средах.
- 3. Расширительные баки. Они предназначены для закрытых систем водяного отопления.
Устройство и принцип работы всех этих аппаратов идентичны. О том, как функционирует такое оборудование, мы расскажем далее.
Принцип функционирования гидробака – как все происходит?
При включении насосного оборудования вода начинает поступать в мембрану. Объем груши увеличивается. Это приводит к тому, что воздух в корпусе гидроаккумулятора (вне мембраны) сжимается и формирует некоторое давление. При достижении заданной величины последнего электронасос по команде управляющего реле отключается. Сжатый воздух давит на воду в груше и толкает ее по водопроводу. Потребитель открывает кран. Вода начинает идти по нему, поступая из гидравлического бака под заданным давлением.
Через некоторое время воды в мембране становится меньше. Из-за этого снижается и величина давления. Когда она становится минимальной, снова срабатывает реле, происходит автоматический запуск насоса. Далее все идет по уже описанной выше схеме. Насосное оборудование запускается тем чаще, чем меньший по объему гидробак используется. Оптимальная вместимость гидравлического аккумулятора для бытового использования равняется 100 л. В данном случае реле срабатывает за 60 минут не более 5–15 раз. При таких показателях износ гидрооборудования будет минимальным. Важно понимать, что более частые запуски насоса ведут к преждевременному износу мембраны и других элементов аккумулятора.
Вода, поступающая в бытовые гидробаки, чаще всего поднимается из колодцев или специально обустроенных скважин. Такая жидкость характеризуется повышенной насыщенностью кислородом. Он может скапливаться в груше, выделяясь при функционировании домашнего водопровода. Кислород необходимо периодически удалять из системы. Для этих целей во многих моделях гидроаккумуляторов на корпусе (в верхней его части) монтируется особый клапан. В случае потребности он самостоятельно стравливает лишний кислород.
Активная эксплуатация гидробака нередко становится причиной снижения величины давления воздуха. От такого естественного износа не застраховано ни одно оборудование. Специалисты рекомендуют раз в 10–12 месяцев полностью опустошать аккумулятор и проверять показатель давления. Эта простая процедура станет гарантией комфортного использования водопровода в частном жилище.
Вертикальный и горизонтальный гидроаккумуляторы – есть ли разница?
Описываемые в статье баки монтируются по двум схемам: вертикально и горизонтально. Конкретный вид гидроаккумулятора следует подбирать, исходя из того, насколько компактно он впишется на участок, который будет отведен для его установки. Кроме того, в вертикальных и горизонтальных приспособлениях воздух из мембраны удаляется по-разному. Это важно. В вертикальных устройствах стравливание скопившегося кислорода осуществляется посредством предохранительного клапана (мы уже упоминали его). А вот в горизонтальных необходимо дополнительно устанавливать специальный трубопровод для удаления воздуха. Конструктивно добавочная магистраль состоит из шарового крана, слива и ниппеля (его называют выводным).
Обратите внимание на следующие нюансы:
- Вертикальные гидроаккумуляторы объемом менее 100 л никогда не снабжаются предохранительным клапаном. Стравливание воздуха в подобных приспособлениях выполняется посредством полного их опорожнения.
- Горизонтальные гидробаки разумнее подключать к наружным насосам, вертикальные – к погружным, установленным внутри специально отведенного для них помещения.
Возможность стравливания воздуха должна присутствовать в любом гидробаке. Если не освобождать оборудование от скопившегося в нем кислорода, в водопроводе очень быстро появятся воздушные пробки. Они не позволят вам эффективно эксплуатировать систему домашнего водоснабжения.
Грамотный выбор оборудования – что учесть?
Нормальная работа водопровода в первую очередь зависит от правильного подбора гидравлического бака. Мы говорили, что его объем должен находиться в районе 100 л. Это – оптимальный вариант. Для более точного расчета требуемого объема придется подробнее разобраться с тем, зачем нужен гидроаккумулятор, а точнее – с какой именно целью он устанавливается. Если монтаж гидравлического приспособления производится исключительно с целью поддержания определенного напора воды, вполне достаточно бака на 24 литра. Но при условии, что к водопроводу подключено не более трех точек водозабора (например, ванная, мойка на кухне, стиральная машина). При увеличении их количества придется добавлять еще один гидробак.
Заметим, что вы можете просто купить дополнительный аккумулятор и установить его в систему. Старое приспособление демонтировать не нужно. Объем двух устройств будет суммироваться.
Для снятия чрезмерных нагрузок на насосное оборудование 24-литровым баком не обойтись. В этом случае нужно сразу приобретать более вместительный гидроаккумулятор. Если устройство устанавливается с целью компенсации нехватки воды в пиковый период ее потребления, рекомендуется покупать емкость на 50 л. А вот в ситуациях, когда гидравлический бак применяется в качестве резервного водоисточника, придется раскошелиться на приспособление вместимостью более 100 л. Заметим, что принцип работы гидроаккумулятора любого объема остается неизменным.
Также следует определиться с величиной давления в баке, когда в нем нет воды. Интересующий нас показатель указывается на корпусе гидравлического аккумулятора. Для подъема воды по трубопроводу высотой 10 м необходимо обеспечить давление в 1 бар, 5 м – 0,5 бар. Если гидробак планируется разместить в подвальном помещении, следует добавить еще 1 бар. Этот излишек нужен для того, чтобы вода без затруднений перекачивалась на уровень первого этажа жилого дома. Давление гидроаккумулятора обязано быть немного меньше (на 0,5 бара), чем давление используемой вами (насоса).
Подключение гидравлического бака – минимум сложностей
Самостоятельная установка гидроаккумулятора в систему снабжения водой не вызывает каких-либо серьезных проблем. Если устройство подключается к сетям с насосным оборудованием поверхностного типа, порядок действий будет следующим:
- Измерьте давление внутри гидроаккумулятора. Его величина должна быть на 0,2–1 бар меньше по сравнению с давлением реле запуска насоса.
- Подготовьте штуцер для соединения в одну цепь реле, гидробака, манометра и насоса. Нюанс. Берите штуцер с пятью выходами. "Лишний" вход потребуется для подключения водопроводной трубы.
- Купите реле для корректирования давления, а также фторопластовый материал-уплотнитель (ФУМ-ленту) или паклю с .
- Подсоединяете штуцер к баку посредством фланца (на нем обязательно должен быть пропускной клапан) или жесткого шланга.
- Прикручиваете по очереди все части системы. Последнее соединение осуществляется к трубе, которая ведет к насосному устройству.
Установленный бак следует проверить на наличие протечек. Если таковые имеются, нужно дополнительно уплотнить места соединения отдельных элементов приспособления ФУМ-лентой либо подходящим герметиком.
При использовании гидравлического бака в системах с погружным насосом нужно учесть, что последний устанавливается непосредственно в месте, откуда вода поступает в жилую постройку (в скважине, колодце). Такая схема потенциально небезопасна. Есть высокая вероятность "отката" воды обратно в источник. Как избежать этого? Достаточно просто – путем монтажа специального обратного клапана. Его ставят непосредственно на насос перед водопроводной трубой. Порядок подключения гидробака будет аналогичным схеме, описанной выше. Но с одним изменением. Сначала вам нужно установить обратный клапан. И только после этого подключать к водопроводной сети все элементы гидравлического аккумулятора.
Выбирайте и устанавливайте гидробак в своем доме, чтобы никогда не знать проблем с системой автономного водоснабжения!
В производстве гидроаккумулятор часто устанавливается в маслосистему и используется для обеспечения плавного изменения давления масла. В быту гидроаккумулятор применяют для этих же целей — защиты от гидроударов, а также для обеспечения небольшого запаса воды на случай отсутствия электроэнергии, уменьшения количества включений насоса. В гидроаккумуляторе в зависимости от его объема есть запас воды, при небольшом расходе которой можно помыть руки, умыться и при этом насос не включится. Но включится только тогда, когда сработает реле по давлению в баке.
Гидроаккумулятор — это сосуд, работающий под давлением, состоящий из металлического корпуса и расположенной внутри него резиновой мембраны или баллона. Принцип действия — резиновые мембрана или баллон аккумулируют (накапливают) энергию сжатого воздуха/азота для передачи ее в гидравлическую систему.
Виды гидроаккумуляторов.
По способу накопления энергии гидроаккумуляторы делятся на баки с пневматическим и механическим накоплением. К пневматическим накопителям относятся баллонные , поршневые и мембранные . Самый распространенный вид — это баллонный аккумулятор. Резиновый баллон выступает в роли разделителя среды, и, первоначально, наполнен газом (азотом). При повышении давления в системе каучуковый баллон сжимается наполняя аккумулятор жидкостью, а при уменьшении давления, наоборот, сжатый газ выталкивает жидкость обратно в систему. Поршневые и мембранные гидроаккумуляторы работают аналогичным образом, только в качестве разделителя среды в них выступают соответственно металлический поршень и мембрана.
К механическим накопителям относятся грузовые и пружинные гидроаккумуляторы. В первом случае накопление энергии происходит за счет потенциальной энергии находящегося на высоте груза, во втором — за счет механической энергии сжатой пружины.
Какой гидроаккумулятор лучше, горизонтальный или вертикальный?
Гидробак для систем водоснабжения может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Если объем вертикального гидроаккумулятора превышает 100 л, то в его верхней части имеется отверстие с внутренней резьбой. Такой ГА можно без труда оснастить воздухоотводчиком. Емкость вериткальных гидроаккумуляторов достигает 750 л, и если вам требуется обеспечить запас воды в доме — это будет прекрасное решение.
В горизонтальных гидроаккумуляторах удаление воздуха осуществляется через дополнительный участок трубы с установленным на нем шаровым краном и ниппелем, причем емкости малого размера не оснащаются такими клапанами.
Какой выбрать объем гидроаккумулятора водоснабжения?
Чем чаще происходит смена фаз работы и простоя циркуляционных насосов в системе водоснабжения, тем выше энергопотребление и износ узлов и деталей в оборудовании гидросистемы. Поэтому целесообразно выбрать гидроаккумулятор в расчете на сокращение числа пусков электродвигателя насоса. Главным критерием в этом выборе является определение оптимального объема гидробака. При этом можно использовать как общие (приближеные) рекомендации, так вполне конкретные и точные методики расчета.
Для экономии электроэнергии и продления срока службы, насос должен пускаться не более 30 раз в час. Для ориентировочного подсчета объема придется учесть еще несколько параметров:
- Производительность насоса (QH). Среднестатистический бытовой насос имеет производительность примерно 2-3 м3/час (2000-3000 л/час);
- Полезный объем гидроаккумулятора (VЭФ). Это количество жидкости (воды), которое может быть извлечено из гидробака в пределах мин. и макс. давлений срабатывания реле. В жизни он составляет в районе 40% от общего объема емкости.
Чтобы обеспечить это условие, нужно выбирать ГА общим объемом, как минимум:
V_min=Q_H/(30∙V_ЭФ)=(2000…3000)/(30∙0,4)=170…250л
В случае, если объем воды в гидроаккумуляторе использовать в качестве резерва, например при отсутствии электричества, для семьи из 1-2 человек достаточно бака емкостью от 24 л. Для трех потребителей рекомендуются баки от 50 л, а для четырех и более — от 100 л.
Казалось бы — чем больше объем бака, тем лучше. Но не стоит забывать, что запас воды — это всего лишь дополнительный бонус и стремление к его увеличению может иметь минусы:
- Такой гидробак занимает много места, а значит, придется иметь большое помещение для его размещения.
- При большом объеме и незначительном потреблении, вода в баке может застаиваться.
- Не факт, что минимальное количество пусков электродвигателя продлит насосу жизнь
Ремонт и устранение неисправностей гидроаккумулятора
Основные неисправности с которыми приходится сталкиваться при эксплуатации гидробаков это:
- Очень частое включение-выключение насоса. Причиной этого может быть низкое давление воздуха в воздушной полости гидробака, не герметичность мембраны/груши или самого корпуса бака. Так же это может быть вызвано неправильной настройкой реле давления.
- Если давлние воздуха ниже нормы, то вероятно поврежден нипель, который не справляется со своей фунцией — держать избыточное давление.
- Через воздушный клапан протекает вода? Это признак повреждения мембраны или резиновой груши.
- Давление воды ниже необходимого? В баке может быть мало воздуха, тогда следует произвести закачку.
Система водоснабжения , обеспечивающая комфорт пребывания людей в любом здании, состоит из множества коммуникаций и различного специального оборудования. Как и другие сложные инженерные сети, она требует аккуратной и ответственной эксплуатации. Для того чтобы такая система служила своим владельцам максимально долго и эффективно, движение воды в ней должно быть постоянным и ровным. Этой цели служит специальное устройство - гидроаккумулятор, известный также как гидробак или напорный бак. Данная емкость выполняет сразу три важные функции - поддерживает давление в системе водоснабжения стабильным, сохраняет запас воды на случай отключения питания насоса, а также защищает сеть от гидроударов. Каждая из этих функций уже сама по себе является достаточной причиной для установки напорного бака. В данном обзоре будут рассмотрены характеристики и принцип работы этих полезных устройств, а также будут приведенные некоторые данные, позволяющие ответить на вопрос - как правильно выбрать гидроаккумулятор? Рассмотрение аппаратов такого типа стоит начать с их описания.
Гидравлический аккумулятор - это специальная емкость для воды с размещенной внутри резиновой эластичной мембраной, которая герметично соединяется со стальным корпусом бака. Сама мембрана имеет грушевидную форму и присоединена к наружной части устройства с использованием фланца с резьбовым соединением, позволяющим подключать к нему коммуникации водопровода. Пространство между мембраной и стальным корпусом гидроаккумулятора заполняется сжатым воздухом под давлением. Запас воды, закачиваемый в емкости такого типа, позволяет, не только обеспечивать постоянный напор в системе водоснабжения и создавать резерв жидкости, но и уменьшить количество включений и выключений насосного оборудования. Дело в том, что насос будет запускаться значительно реже для заполнения напорного бака, только после того, как почти вся вода из него будет израсходована. Таким образом, срок службы перекачивающего агрегата значительно увеличится.
Принцип работы гидроаккумулятора
Все напорные баки функционируют по следующей схеме - жидкость из водопровода под давлением начинает поступать внутрь устройства, постепенно заполняя эластичную мембрану. При этом она увеличивается в объеме, а воздух, находящийся между мембраной и корпусом емкости сжимается, в результате чего начинает повышаться давление. Наибольший и наименьший допустимый уровень давления в баке предварительно задается с помощью специального реле. Как только верхний предел достигается, реле отключает подачу электроэнергии на насос, и он прекращает работать. Теперь находящийся в гидроаккумуляторе сжатый воздух постоянно воздействует под большим давлением на резиновую мембрану с запасом жидкости. После того, как вода начинает расходоваться на бытовые нужды, этот воздух начинает вытеснять воду из напорного бака в коммуникации водопровода. По мере уменьшения количества жидкости в мембране, давление внутри емкости постепенно уменьшается. После того, как оно достигает нижнего предела, реле снова запускает в работу насос , который начинает качать воду и цикл повторяется.
Таким образом, в гидробаке постоянно взаимодействуют воздух и вода, отделенные друг от друга эластичной мембраной. Именно они и обеспечивают функционирование устройств такого типа. Владельцам напорных емкостей необходимо знать, что со временем давление воздуха, находящегося внутри них может снижаться. Поэтому его уровень необходимо обязательно проверять раз в год при пустом баке. Если оно не будет соответствовать норме, понадобится просто подкачать воздух с помощью обыкновенного насоса через ниппель. Также стоит отметить, что весь объем гидроаккумулятора никогда полностью не заполняется водой. Количество жидкости, которое помещается внутри, зависит от формы устройства, гибкости мембраны, а также от верхнего и нижнего предела давления, заданного при помощи реле.
Критерии выбора гидроаккумулятора
Рассмотрев преимущества и принцип функционирования напорных баков, можно переходить к информации, позволяющей ответить на вопрос - как подобрать гидроаккумулятор? На рынке представлен большой ассортимент данных устройств, поэтому найти подходящий вариант для конкретной системы водоснабжения совсем не сложно. Выбор оптимального гидробака делается после изучения его основных характеристик, которые будут представлены далее.
Мембранный или баллонный гидроаккумулятор?
Существует два типа напорных баков для водоснабжения - баллонные и мембранные. Конструкции этих устройств и принципы их работы почти идентичны. Однако между ними существует одно важное отличие - в баллонных гидробаках весь объем жидкости находится в мембране из каучука, а в их мембранных аналогах вода в некоторых местах контактирует со стальными стенками бака. Очевидно, что такой контакт может провоцировать образование коррозии. Помимо отсутствия ржавчины, баллонные напорные баки имеют еще одно преимущество - их внутреннюю мембрану можно легко заменить без специальных инструментов и навыков. Благодаря этому, такую модификацию емкостей можно назвать более практичной, с учетом большего срока службы и недорогого обслуживания. При этом будущим владельцам такого устройства стоит сразу узнать все о возможности приобретения и цене сменной мембраны, так как ее стоимость для некоторых моделей баков бывает достаточно высокой.
Вертикальный или горизонтальный гидроаккумулятор?
Исходя из способа установки, напорные баки бывают вертикальными и горизонтальными. Поскольку большой разницы между ними нет, оптимальное устройство подбирается с учетом удобства размещения в определенной части здания. Часто вертикальные гидравлические аккумуляторы покупают для работы в связке с погружным насосом или для монтажа в помещениях небольшой площади. Что касается горизонтальных гидроаккумуляторов, то их выбирают для установки сверху наружных насосов, которые можно крепить прямо на корпусе емкости. Между этими двумя типами устройств существует только одно относительно важное различие. Оно заключается в способе удаления собирающегося внутри мембраны воздуха.
Все дело в том, что растворенные воздушные пузырьки всегда присутствуют любой водопроводной системе. Выделяясь со временем из воды и скапливаясь в разных частях сети, они образуют соответствующие «пробки». В гидробаках вертикального типа крупного объема, воздух концентрируется в верхней части устройства и стравливается при помощи фитинга с клапаном. В свою очередь, в гидроаккумуляторах горизонтального типа воздух удаляется с использованием дополнительного участка трубопровода, который состоит из шарового крана, ниппеля и слива. Также необходимо помнить, что емкости малых размеров не оснащаются такими клапанами, а воздух из них можно удалить только в случае полного предварительного опорожнения бака.
Как выбрать объем гидроаккумулятора?
Определившись с конструкцией напорного бака и ориентацией в пространстве его корпуса, каждый его будущий владелец неизбежно сталкивается с вопросом подбора оптимального объема гидроаккумулятора. Для этого часто используются сложные формулы, позволяющие рассчитать подходящую вместимость такого устройства. Безусловно, можно применять и такой способ подбора, однако существует возможность обойтись без непростых математических вычислений. Дело в том, что линейка стандартных типообъемов напорных емкостей не слишком велика, поэтому выбрать оптимальный гидроаккумулятор достаточно просто, с учетом следующих рекомендаций:
- Для 3-х потребителей воды и производительности насоса не более 1,5-2 м 3 /ч - достаточно бака объемом 20-24 литра;
- Для 4-8-и потребителей воды и производительности насоса не более 3,5 м 3 /ч - достаточно бака объемом 50-60 литров;
- Для более чем 10-и потребителей воды и производительности насоса от 5 м 3 /ч - необходим бак объемом 100 литров и больше.
Сокращение количества запусков насоса - перекачивающие агрегаты не желательно включать более 30 раз в час. Принимая во внимание то, что самые популярные такие аппараты имеют производительность 30-40 литров в минуту, а вода в гидробаке занимает до половины его объема, можно сделать вывод, что аккумулятор для жидкости объемом 80-100 литров станет решением проблемы частых включений, снижающих ресурс работы насоса;
Поддержка нормального давления в системе - это одна из основных функций любого гидроаккумулятора. Для того чтобы обеспечить нормальную работу водопровода не нужен напорный бак большой вместимости - вполне хватит емкости объемом 24 литра. При этом место ее установки может быть любым, однако, желательно, чтобы устройство было размещено максимально близко к насосу;
Создание резервного запаса воды - данная возможность напорного бака актуальна в местах, где регулярно пропадает электроэнергия. Если по этой причине насосное оборудование часто останавливается, то лучшим вариантом будет покупка гидравлического аккумулятора вместимостью от 100 литров и более, с учетом того, что его полезный объем составляет 30-50% от всего объема устройства.
Какое давление в гидроаккумуляторе оптимальное?
Рабочее давление - это одна из самых важных характеристик напорных баков. Под этим термином подразумевается давление воздуха в пустой емкости, в которой нет воды. Его величина является постоянной для каждого конкретного устройства и обязательно указывается на корпусе. Для того чтобы правильно определить необходимый уровень давления, нужно учесть показатель высоты жидкости в системе водоснабжения здания. Давление в гидробаке должно быть не ниже данного показателя. Рассчитать его достаточно просто. Если имеющиеся в здании водопроводные коммуникации имеют, например, высоту 10 метров, то давление водяного столба также составляет 10 метров или 1 бар.
Владельцам напорных баков необходимо принять во внимание, что давление, которое выдает насос при запуске, должно быть больше рабочего давления гидроаккумулятора не менее чем на 0,5 бар. При этом, для того чтобы система функционировала максимально эффективно, данная разница между рабочим и наибольшим давлениями должна составлять 1,5-3 бар. В качестве примера можно рассмотреть двухэтажный дом. Для такого строения понадобится емкость с рабочим давлением порядка 1,5 бар и максимальным давлением - не менее 4,5 бар. В большинстве случаев рассматриваемое давление воздуха в гидроаккумуляторе является стандартным. Оно устанавливается производителями на уровне 1,5 бар. Однако иногда значение данного параметра может отличаться в новых устройствах, поэтому его стоит проверить с помощью простого манометра , который присоединяется к ниппелю емкости. Стоит добавить, что максимальное давление в напорном баке не может быть меньше максимального давления системы, возникающего, например, при выходе из строя реле. По этой причине большая часть таких емкостей рассчитана на наивысшее давление в 10 бар.
В заключение данного обзора необходимо привести еще несколько советов, помогающих ответить на вопрос - как подобрать оптимальный гидроаккумулятор? Выбирая такую емкость, особое внимание стоит уделить материалу, из которого изготовлена его мембрана, он должен быть качественным, надежным и безопасным. Что касается вопроса увеличения объема устройства, то решить его достаточно просто. Если была допущена ошибка, в результате которой был установлен бак недостаточной вместимости, то в дополнение к имеющемуся всегда можно установить дополнительный гидроаккумулятор. При этом место, в котором он будет смотирован в доме, не имеет особого значения. А объемы двух емкостей будут просто суммироваться. Также нужно убедиться в наличии санитарно-гигиенических заключений и сертификатов, подтверждающих, что устройство можно эксплуатировать в системах с питьевой водой. Кроме того, будущим владельцам аккумуляторов гидравлических стоит заранее узнать, можно ли приобрести запасные фланцы и мембраны для конкретной выбранной емкости. В противном случае при возникновении неполадок придется покупать новый напорный бак. При выборе гидроаккумуляторов также стоит отдавать предпочтение продукции известных производителей, качество изделий которых подтверждается отзывами и необходимыми документами.
Share
Какой гидроаккумулятор выбрать: горизонтальный или вертикальный?
Существуют 2 способа установки гидроаккумулятора: горизонтальный и вертикальный . Если габариты вашего помещения допускают применение обоих способов, то тогда следует обратить внимание на то, что со временем часть растворенного воздуха в системе скопится в полости гидроаккумулятора. Удаление такого рода воздушных пробок можно осуществить только с помощью воздухоотделительного клапана расположенного в верхней части гидроаккумулятора (), либо с помощью дополнительного участка трубопровода, который состоит из выводного воздушного ниппеля, шарового крана и слива в канализацию ).
Воздухоотделительным ниппелем оснащены только гидроаккумуляторы больших объемов (100 и более литров), удаление воздуха из гидроаккумуляторов маленьких объемов осуществляется периодическим полным опораживанием: в схеме трубопровода можно предусмотреть дополнительный шаровый кран или периодически отключать электропитание установки и стравливать воздух через какую-либо наиболее близко расположенную к гидроаккумулятору точку водоразбора. Для большей эффективности данную процедуру необходимо повторять несколько раз.
Какой размер гидроаккумулятора выбрать?
Если у вас в доме только кран для воды, душ, кран для полива и проживает до 4-ех человек, тогда вам понадобится стандартная установка водоснабжения с , даже если увеличить кол-во точек разбора воды, можно дополнительно установить еще один гидроаккумулятор 24 литра в любую точку системы водоснабжения. Если кол-во точек водоразбора более трех, вам достаточно . А вот при расчете индивидуальных домов, оснащенных канализацией и различным оборудованием, потребляющим большое кол-во воды, вам придется прибегнуть к международной методике расчета UNI 9182:
1. Заполните ниже таблицу для определения суммарного коэффициента потребления воды Cу путем составления перечня точек разбора в доме и указания кол-ва каждого вида оборудования.
|
Вид оборудования |
Коэффициент частоты использования каждого вида оборудования, Cx |
Кол-во каждого вида оборудования, n |
Произведение (Cx) х (n) |
|
Кран в раковине |
|||
|
Кран в кухне |
|||
|
Стиральная машина |
|||
|
Машина для мытья посуды |
|||
|
Кран для полива |
|||
|
Суммарный коэффициент Су= |
|||
2. Исходя из значения суммарного коэффициента Су, определите значение максимального расхода воды, необходимого для вашего дома (см. ниже таблицу):
|
Макс. производительность (л/мин) |
3. Для определения объема гидроаккумулятора надо решить, сколько раз в час допускается включение гидроаккумулятора при максимальной интенсивности потребления. Нормальным считается 10-15 раз в час. Также требуется назначить пороги срабатывания реле давления станции водоснабжения. Нижний порог Pmin для двухэтажных домов обычно равен 1,5 бар, а верхний Pmax — 3 бар. Тогда, для определения объема гидроаккумулятора надо прибегнуть к следующей формуле:
где V — полный объем гидроаккумулятора, литр
Qmax — максимальное значение потребного расхода воды, л/мин
а — количество пусков системы в час
Pmin — нижний порог давления при включении насоса, бар
Pmax — верхний порог давления при включении насоса, бар
Po — начальное давление газа в гидроаккумуляторе, бар
Расчет давления воздуха в гидроаккумуляторе
Для расчета минимального значения давления воздуха надо взять высоту в метрах от нижней точки (там где установлен гидроаккумулятор) до верхней точки вашей системы водоснабжения, потом прибавить к этому значению 6 и разделить на 10. Вы получите необходимое значение в атмосферах. Например, для двухэтажного дома 7м+6=13/10=1,3 атмосферы. Это минимальное значение давления воздуха в гидроаккумуляторе. Как правило с завода уже установлено давление воздуха в размере 1,5 атм., но возможно оно будет другое, поэтому первоначально следует проверить его манометром, подсоединив к ниппелю гидроаккумулятора и при необходимости увеличить с помощью автомобильного насоса.
Рекомендации по назначению порогов срабатывания реле давления систем водоснабжения индивидуального дома
Разница порогов срабатывания Pmax — Pmin определяет величину объема воды, выдаваемого гидроаккумулятором системы водоснабжения. Чем больше эта разница, тем более эффективней работа гидроаккумулятора, но мембрана в этом случае нагружается сильнее и может разорваться. Значение Pmin определяется исходя из значения гидростатического давления (высоты воды) в системе водоснабжения, 10м=1 бар.
Каким должно быть минимальное значение давления Pmin? Давление воздуха в камере противодавления гидроаккумулятора должно быть равно гидростатическому, т.е. в нашем случае 1 бар. Нижний порог срабатывания pmin тогда должен быть несколько больше (на 0,1 бара) давления воздуха в гидроаккумуляторе. Но, так как нам надо, чтобы система работала устойчиво, а наиболее критичной является высокая точка разбора и кран работает нормально, если перепад давления в нем не менее 0,5 бара, следовательно, давление должно быть 0,5 бара плюс значение гидростатического давления этой точки. Т.о. , минимальное значение давления газа в гидроаккумуляторе равно 0,5 бара плюс значение приведенного гидростатического давления в точке расположения гидроаккумулятора (расстояние по высоте между верхней точкой разбора и точкой расположения гидроаккумулятора). Тогда, если гидроаккумулятор расположен в низшей точке системы водоснабжения, то минимальное значение газа в нем равно 1 бар+0,5 бара=1,5 бара, а порог срабатывания насоса Pmin = 1,5+0,1=1,6 бара. Если гидроаккумулятор расположен в верхней точке, а датчик давления в нижней, то давление газа в гидроаккумуляторе следует назначить 0,5 бара, а порог включения насоса Pmin = 1,6 бара.
При назначении верхнего порога срабатывания системы автоматического водоснабжения необходимо учитывать, в первую очередь напорную характеристику насоса. Значение напора в метрах, разделенное на 10 покажет максимальное значение давления, но при этом следует учитывать:
в характеристиках насоса указаны максимальные параметры без учета гидравлических сопротивлений трубопроводов
напряжение в электрической цепи часто не соответствует номинальному 220В
при максимальных значениях напора расход насоса минимален и система будет заполняться очень долго
при длительной эксплуатации характеристики насоса уменьшаются
Тем не менее, первоначальным моментом при определении верхнего порога срабатывания является высота системы водоснабжения. Чтобы определить величину верхнего порога срабатывания, прибавьте к высоте вашей системы водоснабжения 20 метров и разделите на 10. Вы получите давление верхнего порога срабатывания, в барах. В бытовых системах водоснабжения рекомендуют назначать разницу между нижним и верхним порогом срабатывания в размере 1-1,2 бара.
Для того чтобы насос не включался каждый раз как в доме открывается кран, в систему устанавливают гидроаккумулятор. В нем содержится некоторый объем воды, достаточный для небольшого расхода. Это позволяет практически избавиться от кратковременных включений насоса. Установка гидроаккумулятора щатея несложная, но потребуется еще некоторое количество устройств — как минимум — реле давления, а еще желательно наличие манометра и воздухоотводчика.
Функции, назначение, виды
Место установки — в приямке или в доме
В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.
Назначение
Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары мы выяснили. Но есть и другие:
Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.
Виды
Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.
По назначению они бывают трех видов:
- для холодной воды;
- для горячей воды;
- для систем отопления.
Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.
По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.
Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.
Принцип работы
Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.
Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.
За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.
Баки большого объема
Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.
Как выбрать объем бака
Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.
При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти в половину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.
Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.
Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, мойка и небольшой . При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.
Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе
В одной части гидроаккмулятора находится сжатый воздух, во вторую закачивается вода. Воздух в баке находится под давлением — заводские настройки — 1,5 атм. Это давление не зависит от объема — и на баке емкостью 24 литра и в 150 литров оно одинаковое. Больше-меньше может быть предельно допустимое максимальное давление, но оно зависит не от объема, а от мембраны и указывается в технических характеристиках.
Предварительная проверка и коррекция давления
Перед подключением гидроаккумулятора в систему желательно давление в нем проверить. От этого показателя зависят настройки реле давления, а при транспортировке и хранении давление могло упасть, так что контроль очень желателен. Контролировать давление в гиробаке можно при помощи манометра, подключенного к специальному входу в верхней части бака (емкость от 100 литров и больше) или установленного в нижней его части как одну из деталей обвязки. Временно, для контроля, можно подключить автомобильный манометр. Погрешность у него обычно невелика и работать им удобно. Если такого нет, можно использовать штатный для водопроводов, но они обычно точностью не отличаются.
При необходимости давление в гидроаккумуляторе можно увеличить или уменьшить. Для этого есть ниппель в верхней части бака. Через ниппель подключается автомобильный или велосипедный насос и при необходимости давление увеличивается. Если же его надо стравить, каким-то тонким предметом отгибают клапан ниппеля, выпуская воздух.
Какое давление воздуха должно быть
Так таким же должно быть давление в гидроаккумуляторе? Для нормальной работы бытовой техники необходимо давление 1,4-2,8 атм. Чтобы мембрана бака не рвалась, давление в системе должно быть чуть больше давления бака — на 0,1-0,2 атм. Если в баке давление 1,5 атм, то давление в системе не должно быть ниже чем 1,6 атм. Это значение и выставляют на реле давления воды, которое работает в паре с гидроаккумулятором. Это оптимальные настройки для небольшого одноэтажного дома.
Если дом двухэтажный, придется давление повышать. Есть формула расчета давления в гидробаке:
Vатм.=(Hmax+6)/10
Где Hmax — высота наивысшей точки водоразбора. Чаще всего это душ. Измеряете (высчитываете) на какой высоте относительно гидроаккумулятора находится его лейка, подставляете в формулу, получаете давление, которое должно быть в баке.
Если в доме установлена джакузи, все сложнее. Придется подбирать опытным путем — меняя настройки реле и наблюдая за работой точек водоразбора и бытовой техники. Но при этом рабочее давление не должно быть больше максимально допустимого для другой бытовой техники и сантехнических приборов (указывается в технических характеристиках).
Как выбрать
Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из изобутированной резины (ее еще называют пищевой). Материал корпуса имеет значение толкьо в баках мембранного типа. В тех, в которых установлена «груша» вода контактирует только с резиной и материал корпуса значения не имеет.
Фланец должен быть из толстой оцинкованной стали, но лучше — из нержавейки
Что действительно важно в баках с «грушами» — это фланец. Обычно его делают из оцинкованного металла. В этом случае важна толщина металла. Если это всего 1 мм, примерно через год-полтора эксплуатации в металле фланца появится дырка, бак потеряет герметичность и система перестает работать. Причем гарантия всего год, хоть заявленный срок эксплуатации — 10-15 лет. Фланец портиться обычно после окончания гарантийного срока. Заварить его нет никакой возможности — очень тонкий металл. Приходится искать в сервисных центрах новый фланец или покупать новый бак.
Итак, если хотите чтобы гидроаккумулятор служил долго, ищите фланец из толстой оцинковки или тонкий, но из нержавейки.
Подключение гидроаккумулятора к системе
Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:
В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.
С пятивыводным штуцером или без
Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.
Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Потому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем не обязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.
Как подключить гидроаккумулятор к скважине — схема без пятивыводного штуцера
Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.
Наглядная схема подключения насоса и гидроаккумулятора — там где необходимо используйте шланги или трубы
Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.
Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно также. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).
Как установить два гидробака на один насос
При эксплуатации системы иногда владельцы приходя к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.
Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.
Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.