Невозможно представить себе полноценную работу современной системы водоснабжения. Он не только снижает нагрузку на насос, продлевая срок его эксплуатации, но и пригодится для резервного накопления воды. В быту данное устройство называют по-разному: гидравлический ресивер, гидробак, бочка. Прежде чем определиться, какой агрегат необходим для вашей системы, следует знать, какие виды аккумуляторов встречаются на рынке, как они работают и для чего предназначены.
Для чего нужен гидроаккумулятор?
Главное назначение устройства - накапливать гидравлическую энергию, а затем передавать ее системе водоснабжения. Довольно часто гидроаккумуляторы используются в замкнутых отопительных системах, в быту их основные функции:
- поддерживать нужный уровень давления внутри систем водоснабжения;
- сохранять запас воды на случай отключения электроэнергии;
- снижать вероятность гидравлических ударов;
- уменьшать число включений насоса;
- продлевать срок службы насоса.
Принцип работы гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор представляет собой бак с дополнительным механизмом, создающим внутри него давление воды. Вода попадает в гидроаккумулятор из скважины, колодца или любого другого источника. Когда давление в резервуаре достигает максимального значения, срабатывает датчик, который отключает насос. При использовании воды, предназначенной для систем водоснабжения, давление постепенно падает, а когда оно достигает минимума - насос снова включается.
Разновидности гидроаккумуляторов и особенности их конструкции
Гидроаккумулятор может быть горизонтальным или вертикальным. В первом случае, для того чтобы удалить скопившийся воздух, потребуется монтаж дополнительного узла трубопровода. В устройствах вертикального типа устранение воздуха из систем водоснабжения проводится гораздо проще, ведь газ скапливается в верхней части, его очень легко выпустить. Вертикальный бак занимает меньше места, но у горизонтального есть и другие преимущества. Его удобнее подключать к насосной станции, поскольку конструкция такого аккумулятора предполагает крепление наружного насоса.
Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения разделяют на два основных типа - баллонные и мембранные. Конструкция первого включает в себя баллон, как правило, из каучука. Он наполняется водой под воздействием давления воздуха, который заполняет пространство вокруг баллона. Когда воду нужно использовать, воздух ее выталкивает в систему водоснабжения. В мембранном гидроаккумуляторе пространство разделено эластичной перегородкой на две части. В одной находится воздух, в другой - вода. Баллонные устройства считаются более практичными, при случайной поломке баллон вполне по силам заменить самостоятельно, не прибегая к услугам мастера.
Как рассчитать необходимый объем?
Выбор гидроаккумулятора для систем водоснабжения лучше начинать с расчета его объема. От данного показателя зависит многое: удобство использования, нагрузка на оборудование и, следовательно, его долговечность. Прежде всего следует определить, какой объем воды будет расходоваться.
Гидробак, предназначенный для накопления воды, должен быть большим, ведь его объема должно хватить для всех бытовых нужд. С совершенно иной ситуацией приходится сталкиваться пользователям устройства, основное назначение которого - поддержание давления систем водоснабжения. В этом случае нередко достаточно бака, рассчитанного на 20-24 л. Следует отметить, что насос рекомендуется запускать не чаще 1 раза в минуту. За точным расчетом лучше обратиться к профессионалам, они учтут все нюансы использования оборудования и помогут определиться, какой гидроаккумулятор вам нужен.
Для семьи из двух человек можно выбрать гидроаккумулятор с объемом 24 л. Для трех людей, живущих в доме, понадобится устройство, рассчитанное на 50 л, а для четырех - от 80 л и выше. Нет никакой необходимости приобретать бак большего объема, чем необходимо. Он не будет работать на полную мощность и обойдется дороже не только при покупке, но и в течение эксплуатации. Излишнее количество воды может привести тому, что она будет застаиваться внутри резервуара, что не очень хорошо повлияет на ее качество. Однако для систем с гидроаккумулятором меньшего объема более вероятны скачки давления и гидравлические удары. Если удар случится несильный, он проявится только в слабом шатании труб и соединительных элементов. На случай сильных гидроударов лучше выбрать гидроаккумулятор, оснащенный автоматикой и сменным реле.
Гидроаккумулятор с металлическим корпусом обойдется дороже, чем с пластиковым, однако он гораздо надежнее. Он менее подвержен механическим повреждениям. Съемные фланцы из нержавеющей стали прослужат дольше, чем выполненные из других материалов, они не подвержены коррозии и исключительно долговечны.
Модели гидроаккумуляторов с объемом более 100 литров оснащены специальным фитингом. Он очень полезен при устранении скопившегося воздуха. Дело в том, что вода всегда содержит кислород и другие газы, постепенно они накапливаются в баке, их необходимо периодически устранять из систем. Иначе в них повышается давление, что уменьшает полезную емкость оборудования. Если специального фитинга не предусмотрено, придется примерно раз в 6 месяцев проводить профилактические работы - полностью опустошать бак и устранять накопившийся воздух.
Профессионал всегда посоветует выбрать гидробак известного производителя. Отечественные компании, выпускающие данные агрегаты, часто предлагают гидробаки, ничем не уступающие зарубежной продукции, они уже успели хорошо себя зарекомендовать на рынке. При этом такие гидроаккумуляторы обходятся дешевле. Российские производители, как правило, уделяют немало внимания тому, чтобы устройство полностью подходило для местных систем водозабора. Результатом этого является бесперебойная работа оборудования.
Для того чтобы не перегружать насос и мембрану бака, рекомендуется приобретать устройство с небольшим запасом объема. Иногда лучше выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, рассчитанный не на 24, а на 50 л. Насос будет реже включаться и выключаться, детали устройства меньше изнашиваться. Однако при выборе большего агрегата важно не переусердствовать, в этом случае не действует правило - чем больше, тем лучше. Огромный гидробак обернется только большими расходами на его приобретение и эксплуатацию.
Что заставляет нас устанавливать гидроаккумулятор для системы водоснабжения? Итак, разберем подробно:
- Во-первых, это необходимость аккумулировать (накапливать, сохранять) объем жидкости;
- Во-вторых, это необходимость, аккумулируя жидкость, отбирать еще и избыточное давление;
- В-третьих, это необходимость демпфирования гидроударов в системе водоснабжения;
- В-четвертых, гидроаккумулятор позволяет поддерживать давление воды даже при выключенном насосе;
- В-пятых, наличие гидроаккумулятора дает «передых» насосу, он включается реже;
- И в-шестых, при пиковых потреблениях воды гидроаккумулятор «сглаживает» их…
Гидроаккумулятор имеет синонимы для обозначения одного и того же изделия и конструктивного элемента системы водоснабжения: «Расширительный бак» и «Экспанзомат» среди них, и употребляются довольно часто, особенно первый. Обозначают они ровно тоже, что и гидроаккумулятор.
Историческое отступление : Для более осознанного восприятия функции и местоположения гидроаккумулятора в нашем водопроводе хорошо вспомнить конструкцию и предназначение известных многим водонапорных башен. Они накапливали воду и также обеспечивали давление воды в системе (напор в просторечии).
Но по своей конструкции и месторасположению в водоснабжении не могли и не должны были сглаживать избыточное давление и демпфировать гидроудар. Но и водонапорная башня, и гидроаккумулятор улучшают работу системы: первая за счет потенциальной энергии поднятой над землей воды, второй – за счет потенциальной энергии сжатого в нем воздуха.
Отступление о цвете : В системах теплоснабжения тоже устанавливаются гидроаккумуляторы. И тут стоит запомнить, что гидроаккумуляторы для систем водоснабжения и для систем теплоснабжения обычно (большинством производителей) изготавливаются с разницей в окрашивании. Синие предназначены для систем водоснабжения. Красные – теплоснабжения. Есть еще и бесцветные.
В любом случае следует прочитать техдокументацию , чтобы быть уверенным в предназначении устройства. Среди отличий этих приборов друг от друга: в синих используется только пищевая резина. Они же, синие, устроены так, что можно самостоятельно менять мембрану. В красных резина техническая, а мембрану поменять самостоятельно можно не во всех. Поэтому гидроаккумулятор для системы водоснабжения – это синий гидроаккумулятор.
Устройство гидроаккумулятора для систем водоснабжения
Внешний вид гидроаккумулятора – емкость, собственно аккумулирующая воду, мембрана или груша внутри, фильтр – тоже обычно внутри, вводы-выводы для воды и воздуха, и различные трубы, вентили, устройства и конструкции для обеспечения функционирования водопровода снаружи.
Гидроаккумуляторы имеют два типовых варианта конструкции. Мембранные гидроаккумуляторы и гидроаккумуляторы с резиновой грушей.
И груша, и мембрана скрыты внутри устройства.
Мембрана повторяет форму бака, какой мы видим ее снаружи. При этом вода в нее входит снизу. Ее место – внутри мембраны. Снаружи мембрана окружена воздухом.
Вход для воды находится внизу, вход для воздуха вверху. На вводе внизу — фильтр, на вводе вверху – золотник.
Примечание : иногда делают вход для воды сверху.
Гидроаккумуляторы с грушей устроены примерно также, но бывают модификации, когда вход для воды расположен сбоку, все устройство как бы горизонтально. Груша может крепиться как с одной стороны, так и с двух концов, к противоположным стенкам.
Экологическое отступление : Мнения о том, что лучше, груша или мембрана, и какой материал для груши или мембраны дает вам более качественную воду на выходе, самые разнообразные. Многие считают, что груша, да еще исполненная из резины на основе натурального каучука, дают лучшую в экологическом смысле воду. Другие мнения есть, что разные типы мембран и груш имеют достаточно качественный материал, и на состав воды не влияют.
Подбор гидроаккумулятора для системы водоснабжения. Как выбрать?
Любителям простых решений можем с уверенностью предложить: покупайте гидроаккумулятор на 24 литра, а место отведите по возможности ближе к насосу – и ваша система водоснабжения будет работать нормально.
Если строение побольше, или семья большая, и активность в пользовании водой высокая, стоит заняться некоторыми расчетами.
Подходим с точки зрения включения-выключения насоса . Лучше не включать насос чаще 30 раз в час. Узнайте производительность своего насоса, скорее всего она около 40 л в минуту. В гидроаккумуляторе вода и воздух делят пространство на половину… так что, с этой точки зрения вам нужен объем гидроаккумулятора до 100 литров.
Вопрос пикового потребления : 8 литров воды на кухню, 10 литров воды на душ, и 6 литров – на туалет. Это в минуту!
Если туалетов два, то нужно тоже это учесть.
Получим цифру в 30 литров в минуту. В баке гидроаккумулятора у нас только половина – это вода, помним об этом. Гидроаккумулятор для систем водоснабжения до 100 литров и с этой точки зрения подойдет!
Примечание для усидчивых : Если хотите подойти к вопросу еще тщательнее, поинтересуйтесь довольно широко известной международной методикой расчета. Ее еще обозначают аббревиатурой из латинских букв UNI. Методика потребует от вас усилий – надо заполнить таблицы, и разобраться с формулой расчета.
С точки зрения резервирования воды на случай отключения – принимайте решение субъективно, исходя из вашего понимания того, что такое резерв и сколько воды вам надо «на всякий случай».
Как подобрать гидроаккумулятор для водоснабжения с точки зрения давления . Давление должно быть ни в коем случае не меньше, чем давление в системе водоснабжения дома. Высота труб в 10 метров дает вам давление в 1 бар. Кран работает нормально при 0,5 бара.
Вам надо, чтобы давление было не меньше суммы этих двух значений, то есть, 1,5 бара. Обычно заводы-изготовители обеспечивают именно эту цифру. Однако давление в гидроаккумуляторе следует проверять один-два раза в год!
Установка гидроаккумулятора для систем водоснабжения
Всегда не лишним будет напомнить , что установка гидроаккумулятора должна выполняться в полном соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Идеально будет, если это осуществят опытные специалисты. Имеющий способности, опыт и желание неспециалист, хозяин дома, например, часто предпочитает все сделать самостоятельно. В этом случае, опять-таки, нельзя нарушать инструкции изготовителя, и следует проявить расчетливость и осторожность :
- Гидроаккумуляторы с внешними повреждениями устанавливать не следует;
- Условия в месте установки и работы должны соответствовать таковым, указанным изготовителем;
- Вес бака! Вес гидроаккумулятора следует учитывать, не забывая о том количестве воды, которое будет в нем после установки!
- Иногда бывает необходимо слить воду из гидроаккумулятора. Подумайте заранее и сделайте все необходимое на этот случай!
- Замерзание воды в гидроаккумуляторе недопустимо. Помещение должно отапливаться!
- Гидроаккумулятор и его элементы, и подводящие части системы водоснабжения не должны подвергаться каким либо статическим загрузкам;
- Защищайте ваш гилдроаккумулятор от влаги и механических повреждений снаружи;
- Если вам повезло, и вам понадобился гидроаккумулятор с объемом, например, 750 литров, оцените заранее, как вы втащите в дом большой бак (проемы дверей и так далее)
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: схема подключения.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: неисправности
Неисправности гидроаккумулятора подавляющей часть устранимы – идеально приглашать для этого специалиста, но можно делать многое и самостоятельно.
Насос включается слишком часто? Это сигнал о сразу нескольких возможных неисправностей вашего гидроаккумулятора:
- В емкости может отсутствовать сжатый воздух . Исправить проблему можно, просто подкачав воздух автомобильным насосом;
- Может быть повреждена мембрана . Следует заменить ее, обратившись к специалистам или самостоятельно. Обязательно почитать о замене мембраны. Обязательно использовать только оригинальную мембрану (или, как у нас говорят, родную);
- Поврежден корпус . Поломка эта говорит сама за себя. Надо ремонтировать корпус, обратившись к профессионалам;
- Слишком маленькая разница между давлением , при котором насос включается, аи давлением, при котором насос выключается. Надо менять давление включения и выключения насоса (на реле давления).
- Течет вода из воздушного клапана? Явно повреждена мембрана. Надо менять, опять-таки в сервисном центре предпочтительнее, а если самостоятельно, то только на оригинальную!
- Давление воздуха упало ниже расчетного значения ? Виноват ниппель, его следует продуть, восстановив давление внутри.
Давление воды упало ниже нормы (нет «напора»)?
Причин тут может быть две:
- Отсутствие сжатого воздуха в гидроакумуляторе. Тогда мы закачиваем его туда!
- Или насос не обеспечивать требуемого давления. Нужно проверить насос, Может, в нем неисправность. Или же он не справляется с нагрузкой по своим техническим данным
Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения: цены
Цена на гидроаккумулятор отличается. На цену влияет объем, торговая марка, страны изготовителя бака. Также цены меняются в зависимости от региона России, в котором гидроаккумуляторы продаются. Есть мнение, что гидроаккумулятор китайского производства емкостью 24 литра можно приобрести за 1200 рублей в розницу.
В Интернете стоимость на гидроаккумуляторы для систем водоснабжения от 1100 рублей до 7500.
Подведем итоги
Имея дело с системой водоснабжения, мы обычно самым главным в ней считаем насос. Если насос исправен – значит, есть и вода.
Но ведь насос, забирая воду из скважины, колодца или того же водопровода, закачивает ее в гидроаккумулятор, скажем еще точнее, в резиновую мембрану или грушу внутри его.
Вода накачивается в гидроаккумулятор. Достигнув определенной отметки, давление, выставленное при настройке, дает сигнал насосу к прекращению закачки воды.
И только когда работает душ или стиральная машина, или происходит другой расход воды, датчики давления дают сигнал насосу о возобновлении работы.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения бережет и наш водопровод, и собственно насос, и энергию, и тем более наши нервы.
Его размер и мощность насоса вполне можно рассчитать, сам он недорог, техобслуживание не сложно, а ремонт необременителен.
Именно гидроаккумулятор принадлежит к тем вещам, которые могут сделать ваш загородный дом действительно по-современному комфортным!
Гидробаки в системах индивидуального водоснабжения выполняют сразу несколько важных функций. Чтобы все они нормально работали, важно правильно подобрать этот агрегат, учитывая множество исходных данных. Например, максимальный расход воды при одновременном пользовании несколькими приборами, рекомендованное количество включений насоса в час и других.
Поэтому знать, какой гидроаккумулятор для систем водоснабжения лучше выбрать, должен каждый владелец загородного дома. О параметрах выбора, основанных на конструкции и принципе действия этого устройства, и поговорим ниже.
Зачем нужен гидроаккумулятор
Есть несколько причин, которые заставляют нас использовать гидроаккумулятор для из автономного источника с помощью насоса. Вернее, заставить вас никто не может, но преимуществ это устройство дает немало, и не воспользоваться ими было бы глупо.
В их числе:
- Возможность поддержания давления воды в системе на определенном уровне даже при неработающем насосе;
- Возможность накапливать некий объем жидкости, и использовать её при отключении электроэнергии или поломке насоса;
- Возможность гасить избыточное давление в водопроводной системе и предотвращать разрушительные последствия гидроударов (см. );
- Возможность не давать насосу включаться при каждом открытии водоразборного крана.
Обратите внимание. Любой насос рассчитан на определенное количество циклов включений и отключений в единицу времени. Если таких циклов будет больше, техника быстро исчерпает свой ресурс и выйдет из строя. А гидробак сокращает количество циклов, продлевая тем самым срок службы насоса.
Что нужно знать об особенностях гидроаккумулятора
Чтобы нормально и стабильно работало водоснабжение, рассчитать объем гидроаккумулятора – одна из первых задач. Решить её правильно помогают знания о том, что представляет собой этот агрегат, как он функционирует и как его настроить на оптимальный режим.
Конструкция
Это металлический бак, внутри которого находится резиновый баллон (груша), в котором аккумулируется вода. Между стенками бака и баллона закачан воздух.
Обратите внимание. В некоторых моделях, баллон заменяет диафрагма (мембрана), разделяющая внутренний объем бака на две полости – воздушную и водяную.
Гидробак оснащается фильтром и выводами для воды и воздуха. Как правило, штуцер для подключения к водопроводу ставится в нижней части емкости, а золотник с ниппелем для накачивания или стравливания воздуха в верхней. Но возможны и другие варианты конструкции.
Принципиальной разницы между двумя этими конструкциями нет. Единственное, на что стоит обратить внимание при выборе – на возможность замены внутренней мембраны своими руками в случае её износа.
В этом отношении, бак с резиновой грушей предпочтительнее. Чтобы сменить её, достаточно снять фланец, удерживающий баллон в металлическом корпусе.
Назначение
Подобные резервуары устанавливают не только в системах водоснабжения. Используются они и в автономном теплоснабжении от котла с насосом (см. ).
Важно знать, что баки для тепловых систем окрашиваются в красный цвет, а для водяных преимущественно в синий, но могут быть и другие варианты – зеленый, хромированный.
В чем разница между ними:
- В расширительном баке для тепломагистралей, установлена мембрана, изготовленная из технической резины, способной выдерживать высокие температуры. Конструкция обычно неразборная, поэтому при повреждении внутреннего резервуара менять приходится бак целиком.
- Баллон в водяных гидробаках, сделан из пищевой резины, не оказывающей негативного влияния на вкус и свойства питьевой воды. Конструкция может быть как со съемной, так и с фиксированной мембраной.
Для справки. Баки с фиксированной мембраной стоят дешевле и обладают большим запасом прочности, но, в случае появления дефектов на резине, они подлежат замене. Тогда как гидроаккумуляторы со сменной мембраной или баллоном дороже, но при их повреждении достаточно поменять только внутренний резервуар.
Материал внутреннего резервуара
Пищевая резина, как материал для изготовления мембраны, тоже может быть разной и отличаться составом, устойчивостью к высокой или низкой температуре, долговечностью.
- Натуральная каучуковая резина очень эластична, но обладает низкой стойкостью к диффузии воды. Она выдерживает температуру от 0 до +50 градусов.
- Искусственная бутиловая резина менее эластична, но более долговечна. Рабочий диапазон температур от -10 до +100 градусов.
- Искусственная этилен-пропиленовая резина самая долговечная и надежная. Если инструкция к гидроаккумулятору содержит сведения о том, что мембрана изготовлена из пищевой резины EPDM, то можете быть уверены, что прослужит она долго даже при очень интенсивной эксплуатации. Критические рабочие температуры -50 и +130 градусов.
Объем бака – основной критерий выбора
Самый важный вопрос – как выбрать объем гидроаккумулятора для систем водоснабжения. Чтобы ответить на него, нужно свести воедино множество данных. Это и производительность насоса, и оснащенность дома водопотребляющим оборудованием, и количество постоянно живущих в доме людей, и многое другое.
Но в первую очередь, нужно определиться, нужен ли вам этот резервуар только для стабилизации работы системы в целом, или есть необходимость в запасе воды на случай отключения электроснабжения.
Если дом небольшой и оборудован только умывальником, унитазом, душем и поливочным краном, а живете вы в нем не постоянно, сложных расчетов можно не производить. Достаточно купить бак объемом 24-50 литров, его хватит для того, чтобы система работала нормально и была защищена от гидроударов.
В случае же с загородным домом для постоянного проживания семьи, оборудованным всем необходимым для комфортного быта, желательно подойти к вопросу более ответственно. Вот несколько способов, с помощью которых вы сможете определиться с размером гидроаккумулятора.
По характеристикам насоса
Параметры, влияющие на выбор объема бака, это производительность и мощность насоса, а так же рекомендованное количество циклов его включения/выключения.
- Чем выше мощность агрегата, тем больше должен быть объем гидробака.
- Мощный насос накачивает воду быстро и быстро выключается, если объем резервуара небольшой.
- Достаточный объем позволит сократить количество повторно-кратковременных включений, тем самым продлив срок службы электродвигателя.
Для расчета вам потребуется определить примерный расход воды в час. Для этого составляется таблица, в которой перечисляются все потребляющие воду приборы, их количество и нормы расхода. Например:
Так как одновременно воспользоваться всеми приборами практически невозможно, для определения реального расхода применяется поправочный коэффициент 0,5. В итоге получим, что в минуту вы в среднем тратите 75 литров воды.
- Допустим, производительность равна 80 л/мин или 4800 л/час.
- А в пиковые часы вам нужно 4500 л/час.
- При безостановочной работе насоса его мощности вполне хватает, но вряд ли он проработает долго в таких экстремальных условиях. А если он будет включаться чаще 20-30 раз в час, то ресурс его иссякнет ещё быстрее.
- Поэтому и нужен гидробак, объем которого позволит отключать оборудование и давать ему передохнуть. При указанной частоте циклов, запас воды должен быть минимум 70-80 литров. Это позволит насосу одну минуту из каждых двух не работать, предварительно заполнив резервуар.
Это важно! Имейте в виду, что общий объем гидроаккумулятора и максимальный объем воды в нем далеко не равны. Вода занимает только примерно треть внутреннего пространства резервуара.
Чтобы воспользоваться этой формулой, нужно знать установки реле давления, которое включает и выключает насос. Разобраться поможет следующая картинка:
- 1 – начальное давление Pвозд (при выключенном насосе);
- 2 – поступление воды в резервуар при включении насоса;
- 3 – достижение максимального давления Pmax и отключение насоса;
- 4 – расход воды при отключенном насосе. Когда давление достигает минимума Pmin, насос включается.
Формула же выглядит так:
- V = K x A x ((Pmax+1) x (Pmin +1)) / (Pmax — Pmin) x (Pвозд. + 1), где
- А – это расчетный расход воды (л/мин);
- К – поправочный коэффициент из таблицы, определяемый в зависимости от мощности насоса.
Значения минимального (пускового) и максимального (выключающего) давления на реле, вы должны установить сами, в зависимости от того, какой напор в системе вам нужен. Он определяется по самой дальней от гидроаккумулятора, и высоко расположенной точке водоразбора.
Совет. Перепад между максимальным и минимальным значениями должен составлять 1-1,5 атм. А начальное давление Pвозд должно быть на 10-20% меньше, чем Pmin.
Чтобы выполнить регулировку реле давления, необходимо знать, как накачать гидроаккумулятор для систем водоснабжения воздухом, или стравить лишний. Для этого потребуется автомобильный насос, который подключается к баку через золотник.
Теперь можно вычислить объем. Для примера возьмем:
- А = 75 л/мин;
- Мощность насоса 1,5 кВт, соответственно К = 0,25;
- Pmax = 4,0 бар;
- Pmin = 2,5 бар;
- Pвозд. = 2,3 бар.
Получаем V = 66,3 литра. Ближайшие по объему стандартные гидроаккумуляторы, имеют объем 60 и 80 литров. Выбираем тот, что больше.
Форма, габариты
Возможно, для вас может иметь значение форма бака – вертикальная или горизонтальная. Например, если место для его установки ограничено по площади или высоте.
Кроме того при использовании резервуара большого объема убедитесь заранее, что по своим габаритам он элементарно пройдет в дверной проем или выберите другую модель. Сделать это несложно, так как выбор гидроаккумуляторов от разных производителей на нашем рынке довольно большой.
Заключение
Теперь вы имеете представление, как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Видео в этой статье тоже поможет произвести нужные расчеты и определиться. Если же вам не хочется глубоко вникать в этот вопрос, или вы не надеетесь на собственные знания, обратитесь к специалисту по водоснабжению.
В большинстве случаев гидроаккумулятор представляет цилиндрическую емкость со сферическими, полусферическими, эллиптическими и т. п. днищами (это необходимо равномерного распределения давления на стенки ). Внутри она разделена на две, взаимодействующие через эластичную мембрану полости: воздушную (газовую) и водную. Для изготовления барьера используют различные виды резины: натуральные и синтетические (бутадиеновая, этиленпропиленовая, бутиловая).
На сегодняшний день используется два основных конструктивных типа :
- Диафрагменная. Имеет концентрическую тарельчатую форму и крепится по периметру бака в экваториальной его плоскости;
- Грушевидная. По форме напоминает баллон, одна сторона (дно) которого – глухая, а вторая – имеет специальную отбортовку для крепления на фланце бака. Последний находится на одном из донышек емкости.
Разница между обеими схемами очевидна:
- В первом варианте и воздушный, и водный объем находится во внутренней полости бака, только разделен посередине мембраной;
- Во втором варианте водный объем находится внутри груши, а воздушный – между ней и внутренними стенками бака.
В любом случае, на одном из торцов гидроаккумулятора фланец с клапаном для подачи/отвода воды, а на другом – для воздуха. Давление в баке и системе устанавливается за счет изменения объемов двух полостей. Это хорошо видно на примере последней иллюстрации, поэтому можно сформулировать и принцип действия такой установки:
- На начальном этапе, когда насос не работает, когда нет водоразбора, а давление в системе устоявшееся, водная полость остается пустой, соответственно, воздушная – имеет максимальный объем;
- При включении насоса, вода начинает прибывать в бак и вытеснять воздух. Последний давит на тарелку клапана, перекрывая его;
- Поскольку вода по своим физико-механическим характеристикам является практически несжимаемой средой, то уменьшается в объеме воздушная полость. Соответственно, при этом в ней растет давление, которое контролируется соответствующим реле. Как только пороговая отметка будет достигнута, оно отключает насос от сети;
- При начале водоразбора, например, когда потребитель откроет кран, вода из бака под давлением идет в подающую линию, позволяя тем самым насосу оставаться выключенным.
Как не трудно догадаться, реле даст напряжение на контакты насоса в тот момент, когда давление в баке достигнет нижней пороговой отметки и описанный выше цикл повторится вновь.
Важно! Не смотря на утверждения многих «знающих» консультантов в магазинах, утверждение, будто гидроаккумулятор поддерживает постоянное давление в системе является в корне ошибочным. Во-первых, потому, что его единственным рабочим органом является резиновая мембрана, которая не имеет привода, а значит, не способна самостоятельно менять форму и влиять на давление внутри бака. Этот процесс происходит вследствие поступления/убывания воды, которую нагнетает насос! Во-вторых, роль ГА сводится к обеспечению плавного изменения давления в системе, исключая его резкое повышение или снижение при закрытии или открытии кранов, а значит, нивелируя риск возникновения гидроударов.
Еще одним, возможно основным, принципом классификации гидроаккумуляторов является способ установки: вертикальный и горизонтальный. Принцип действия у них один и тот же, а основное же отличие заключается в схеме удаления воздуха, который скапливается в системе. В баках вертикального типа специальный клапан расположен в верхней части, а при горизонтальной компоновке оборудуется специальный участок трубопровода вне бака. Подобные решения используются при объемах емкости выше 50-100 л, а на малогабаритных гидроаккумуляторах, независимо от схемы , стравливание воздуха проводят путем полного слива воды.
Подбор объема
Очевидно, что для обеспечения оптимальных условий работы системы водоснабжения, гидроаккумулятор в первую очередь выбирают исходя из требуемого объема. При этом можно воспользоваться как общими (приближенными) рекомендациями, так и взять на вооружение вполне конкретные методики расчета. В первом случае на окончательный выбор может повлиять то, с какой целью предполагается использовать емкость. Вариантов здесь, как показывает практика, предостаточно.
Минимизация количества пусков насоса
С точки зрения экономии электроэнергии и продления ресурса работы, насос должен включаться не более 30 раз в час. Для примерного подсчета объема в этом случае придется учесть еще два параметра:
- Производительность насоса (QH). В большинстве бытовых агрегатов она равна примерно 2-3 м3/час (2000-3000 л/час);
- Полезный объем гидроаккумулятора (VЭФ). Это количество воды, которое может быть извлечено из бака в пределах минимального и максимального давлений срабатывания реле (соответственно, включения и отключения насоса). На практике он составляет порядка 40% от общего объема емкости.
Чтобы обеспечить это условие, нужно выбирать бак общим объемом, как минимум:
V_min=Q_H/(30∙V_ЭФ)=(2000…3000)/(30∙0,4)=170…250л
Большинство производителей составляют специальные таблицы исходя из давлений включения/выключения насоса и предварительного давления воздуха.
Резервный источник воды
Случаев, когда пропадает электричество, а значит, насос не работает – предостаточно. В такой ситуации полезный объем воды в гидроаккумуляторе вполне можно использовать, как резерв без необходимости отбора ее из системы. Очевидно, что минимальное значение должно определяться по предыдущей методике, а оптимальное – с учетом количества потребителей и примерного расхода воды.
Так, в большинстве случаев для семьи из 1-2 человек достаточно бака емкостью от 24 л, при трех потребителях – от 50 л, а при четырех и более – от 100 л. Первое, что приходит на ум в этой ситуации – чем больше объем, тем лучше. Но, не следует забывать, что резерв воды – это скорее побочный эффект или бонус, нежели основная функция. Здесь главное не переборщить, чтобы не возникло неприятных последствий (об этом далее), а лучше использовать специальные емкости, которые именно для этого и предназначены.
Минимальный объем ГА
Для проведения теоретических расчетов можно использовать следующую зависимость:
V_min=(K∙A_max∙(P_max+1)∙(P_min+1))/((P_max-P_min)∙(P_ВОЗД+1))
В этой формуле: К – коэффициент мощности двигателя; Аmax – максимальный расход насоса, л/мин; Рmin, Рmax – давление включения и выключения насоса, бар; Рвозд – давление воздуха в камере ГА, бар. Все эти параметры приводятся в перечне технических характеристик устройств.
Гидроаккумулятор (гидробак) — металлическая емкость, предназначенная для подключения к насосам водоснабжения, внутри которой хранится резервное количество воды под заданным давлением. Укомплектовав насос гидроаккумулятором вы всегда будете иметь в доме небольшой запас питьевой воды, даже при отсутствии электроэнергии.
В данной статье мы рассмотрим гидроиаккумулятор для систем водоснабжения, изучим его назначение, устройство и принцип действия. Также вы узнаете о разновидностях такого оборудования, особенностях его выбора, расчета и подключения.
1 Назначение, устройство и принцип действия
Первоначально внесем ясность в терминах — гидробак и расширительный бак не есть одинаковые устройства. Гидроаккумулятор используется в системах водоснабжения частного дома, устроенных на подаче воде с помощью насоса из внешнего источника, тогда как расширительный бак устанавливается в системы отопления и горячего водоснабжения с целью стабилизации их давления и предотвращения возникновения гидроударов.
Рассмотрим основные функции гидробака в системах водоснабжения:
- устройство предотвращает износ насоса из-за частого включения — поскольку в резервуаре постоянно содержится вода, насос будет запускаться только при его опустошении, что позитивным образом скажется на долговечности агрегата;
- гидроаккумулятор снижает вероятность возникновения гидроударов в трубопроводе при включении насоса, также он поддерживает стабильное давление в системе, предотвращая колебания напора при одновременном использовании нескольких кранов;
- бак обеспечивает постоянный запас воды, что особенно важно в загородных домах с проблемным электроснабжением.
Устройство гидробака состоит из непосредственно металлического резервуара и находящийся внутри него мембраны, которая разделяет емкость на две камеры — одна для воды, вторая для воздуха. Камера для воды выполнена из бутила — санитарно безопасной разновидности резины, хранящаяся в ней жидкость не контактирует с металлическими стенками бака. Подача и отвод воды происходит через два резьбовых патрубка, к которым подключаются трубопроводы, патрубки имеют идентичный диаметр.
За регулирования давления в камере для воздуха отвечает пневмоклапан. Гидроаккумуляторы большого объема (100 литров и выше) оснащены обратным клапаном, который нужен для стравливания воздуха из водяной камеры. Аналогичную функцию в небольших баках выполняет запорный кран. Стандартное давление воздуха в гидроаккумуляторе — 1.5-2 Бар.
Принцип работы гидробака достаточно прост. Первоначально насос закачивает в бак воду, и когда накопительная емкость заполняется, реле давления фиксирует это и отключает насос, прекращая подачу. Далее по мере использования резерва воды реле определяет понижение давления, включает насос и цикл повторяется.
1.1 Разновидности гидробаков и особенности их расчета
В зависимости от формы корпуса данное оборудование делится на два типа — гидроаккумулятор горизонтальный и вертикальный. Между ними имеется лишь одно конструктивное отличия — вертикальные баки объемом более 50 литров оснащены краном для стравливания воздуха, который накапливается в камере для воды и снижает эффективность работы устройства. В горизонтальных баках объемом 50-100 л кран расположен в торцевой части сбоку корпуса.
Во всех гидроаккумуляторах объемом менее 50 литров стравливание воздуха из водяной камеры происходит посредством полного слива воды. Выбор формы бака осуществляется исходя из размеров помещения, где он будет смонтирован. Никаких хитростей тут нет — брать нужно тот резервуар, который лучше впишется в отведенное для него место.
Более сложным является выбор бака по параметру производительности. Тут нужен расчет оборудования, который поможет определить его требуемый объем.
Расчет выполняется по формуле: O = K*Rmax*(Dmax + 1)*(Dmin+1)/(Dmax-Dmin) — (P + 1), в которой:
- K — коэффициент мощности подключенного к гидробаку насоса;
- Rmax — наибольший планируемый расход литров воды в минуту;
- Dmax — уровень давления воды в баке для выключения насоса (Бар);
- Dmin — граница давления воды для включения насоса (Бар);
- Р — давление воздуха в гидробаке (Бар).
Коэффициент насоса зависит от мощности его двигателя:
- мощность 0.55-1.5 кВт — коэффициент 0.2;
- 2-3 кВт — 0.375;
- 4-5.5 кВт — 0.625;
- 5-9 кВт — 0.875.
Расчет практически любых гидроаккумуляторов для бытовых стаций водоснабжения покажет, что необходимо использовать бак объемом 25-50 литров. Это оптимальный объем под большинство насосов для скважин и колодцев, которого будет достаточно для полноценного водоснабжения частного дома.
Брать гидроаккумулятор большего объема (75 и 100 л) имеет смысл при частом и длительном отключении энергоснабжения дома, когда нужен серьезный запас питьевой воды. В обычных условиях покупать бак «с запасом» бессмысленно, так как неиспользуемая вода в нем будет застаиваться и терять свои вкусовые качества.
1.2 Как выбрать гидроаккумулятор? (видео)
2 Схемы подключения и особенности монтажа
Выбор схемы подключения гидробака нужно осуществлять исходя из возложенных на него функций. Всего существует 3 схемы подключения:
Для подключения гидробака и его ввода в эксплуатацию вызывать специалистов не нужно, все можно сделать своими руками. На пол либо стену бак крепится с помощью анкеров, при этом обязательно нужно подкладывать под монтажную пластину прокладку из виброизоляционного материала. Подключение труб к патрубка накопительной емкости осуществляется через специальные гибкие переходники, которые идут с ним в комплекте.
После того, как монтаж бака закончен, выполняется его регулировка — первоначально нужно определить давление в гидроаккумуляторе, что можно сделать посредством обычного манометра. На корпусе бака вы найдете золотник, к которому присоединяется измерительный прибор. Нормальным уровнем давления считается 1.5 Бар, если его фактическая величина отличается, то необходимо подкачать воздух с помощью насоса.
Как уже было сказано, вода внутри емкости находится в резиновой «груше», окруженной воздухом. Чем больше в баке воздуха, тем сильнее груша сжимается и теряет свой максимальный размер. И наоборот — чем меньше воздуха, тем больше и вместительнее груша, но меньше давление подачи воды. Вы можете регулировать давление в пределах 1-2 Бар на свое усмотрение, добиваясь желаемого режима работы гидробака.
Также необходимо настроить реле давление. Под крышкой корпуса реле находится пара пружин (большая и малая). Изменение их положения позволяет задать минимальный и максимальный уровень давления, при котором станция будет включать насос. За минимальный уровень, при котором начинается подача воды, отвечает большая пружина. Малой пружиной задается требуемая разница давлений.
Наиболее частой поломкой гидроаккумулятора является потеря герметичности между рабочими средами — водой и воздухом, что происходит вследствие износа либо повреждения резиновой мембраны (груши).
Причиной разгерметизации мембраны является износ резины, что происходит вследствие ее растягивания водой при недостаточном уровне давления воздуха резервуаре. Также ускоренный износ провоцирует ускоренная выкачка воды из бака — после полного опустошения мембрана сворачивается в плоский лист с сильно загнутыми краями.
Пытаться восстановить износившуюся мембрану своими руками бессмысленно, поскольку никакие латки не вернут ей полную герметичность. Потребуется купить новую мембрану, соответствующую размерами вашему баку, и заменить поврежденную деталь.
Алгоритм действий следующий:
- Выполняется полный слив воды из бака и резервуар отсоединяется от трубопровода.
- Выкручиваются болты, фиксирующие фланец на тыльной стороне емкости, также демонтируется гайка золотника подкачки воздуха.
- Золотник проталкивается через отверстие внутрь бака, после чего мембрана изымается из корпуса.
- Внутренняя полость бака, при необходимости, очищается от коррозии и отложений с помощью наждачки либо щетки по металлу.
- Выполняется установка новой мембраны, продевается и фиксируется гайкой золотник.
- Края мембраны разравниваются на горловине емкости, после чего монтируется фланец с равномерной затяжкой болтов.
- После сборки в гидроаккумулятор закачивается расчетное количество воздуха и выжидается 12 часов, по истечению которых проверяется герметичность бака. Если потерь давления нет, устройство подключается к подающему трубопроводу.
Также нередко случаются проблемы со стравливанием воздуха из резервуара, причиной которых является деформация золотника. Потерю воздуха устранить достаточно просто, нужно лишь купить в автомагазине металлический колпачок с резиновой прокладкой и накрутить его на золотник.
