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 правильно выбрать гидробак
Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.
Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.
Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец
При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.
Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.
Расчет параметров гидробака
В большинстве случаев включений, гидробаки для водоснабжения устанавливают по принципу: чем больше объем, тем лучше. Но слишком большой объем не всегда оправдан: гидробак займет много полезного места, вода в нем будет застаиваться, и если перебои с электроэнергией бывают очень редко, в нем просто нет необходимости. Слишком маленький гидробак также неэффективен – если используется мощный насос, то он будет часто включаться и выключаться и быстро выйдет из строя. Если возникает ситуация, когда пространство для монтажа ограничено или финансовые средства не позволяют приобрести накопительный бак большой емкости – можно рассчитать его минимальный объем по приведенной ниже формуле.
Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака
В последнее время на рынке появились современные высокотехнологичные электронасосы с плавным пуском и остановкой, частотным регулированием скорости вращения рабочих колес в зависимости от водопотребления. В этом случае необходимость в гидравлическом баке с большим объемом отпадает – плавный пуск и регулировка не вызывают гидроударов, как в системах с обычными электронасосами. Автоматические блоки управления высокотехнологичных устройств с частотным управлением имеют встроенный гидробак очень маленького объема, рассчитанный на свою насосную группу.
Таблица рассчитанных значений давления и объема гидробака в зависимости от режимов работы поставляющей воду линии
Принципы работы, устройство и преимущественные стороны гидробака в системах водоснабжения
Из чего состоит гидробак
Агрегат в разрезе с описанием ключевых элементов
Корпус устройства чаще всего выполнен из обычной стали. Существуют образцы из нержавеющей стали. Они более долговечны, но встречаются реже, по причине высокой стоимости;
Образцы, выполненные из нержавеющей стали
- Резиновая мембрана. Она изготовлена из эластичного материала, что обеспечивает длительную эксплуатацию;
- Рабочее давление контролируется через золотник, при помощи обычного машинного насоса и манометра;
- В корпусе установлен фильтр грубой очистки, помимо отдельного фильтра, вмонтированного в контур.
Так же в группу аккумуляторного оборудования входит реле давления – это автоматический датчик запуска и отключения насосного агрегата.
Реле давления
Плюсами пневматического оборудования являются:
- Простота конструкции;
- Возможность замены мембраны;
- Несложное подключение к насосной станции;
- Компактные размеры;
- Малый вес;
- Доступная цена
Кратко опишем работу водяного аккумулятора
При потреблении воды на любой точке водозабора реле давления включает насосный агрегат. Вода, попадая в гидробак, растягивает мембрану. Далее, при закрытии крана, насос продолжает работать. Мембрана, растягиваясь, повышает рабочее давление агрегата. Когда давление повысится до максимального значения, реле давления отключает насосную установку.
Схема работы гидроаккумулятора
Основные характеристики накопителей
Каждое оборудование имеет свои характеристики, по которым потребитель подбирает его для определенных работ
У накопительных баков два основных параметра, на которые требуется обратить внимание при выборе:
- Показатель максимального рабочего давления указывает, сколько сможет выдержать емкость. Накопители для водоснабжения производят с расчетом на большое давление от 6 до 10 атмосфер. Расширительные баки для отопления выдерживают до 5 атмосфер. Бывают накопители, рассчитанные на большее давление, но они предназначены для производства и делаются под заказ.
- При определении объема надо знать, что производитель указывает показатель металлического наружного корпуса, а не самой мембраны. Хотя на самом деле количество принимаемой воды емкостью намного меньше, чем указано и может ровняться половине. Это зависит от разницы давления самой воды в мембране и закаченного воздуха между ней и стенками бака.
Нелишним будет знать давление воздуха. Рабочее значение будет указано в инструкции изделия. Но его можно измерить самостоятельно.
Если оно меньше указанного, воздух нагнетают обычным автомобильным насосом. При избытке надо нажать штырек золотника для стравливания лишнего воздуха.
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!
Заземление в частном доме. Видео и статью об устройстве заземления в доме вы найдете здесь.
А в этой этой статье про молниезащиту частного дома.
Для чего нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения
Различные виды форм и цветовой гаммы водяных аккумуляторов и расширительных баков Этот конструктивный элемент имеет два основных назначения:
- Обеспечение бесперебойной и равномерной работы насосной станции;
- Обеспечение надежности и целостности системы ГВС (горячее водоснабжение).
Роль гидроаккумулятора в работе насосной станции
При отсутствии центрального водопровода владельцы частных домов, для подачи воды в дом бурят скважину или возводят колодец, оборудованный глубинным насосом. С его помощью вода подаётся в помещение, заполняет водяной аккумулятор, обязательно фильтруется и разветвляется по местам потребления.
Схема простой системы водоснабжения
Рассмотрим более подробно работу этой схемы. При быстром открытии и закрытии водяного крана, например вы сполоснули руки, расходуется малое количество воды и именно в этот момент начинается работа гидроаккумулятора. Насос не включался, напор был создан давлением мембраны водяного аккумулятора, так как в нём содержится определённое количество воды. Многочисленные источники утверждают, что аварийный запас воды и есть главная функция, которую выполняет гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Эти сведения неверны. Агрегат ёмкостью 100 литров способен вместить не более 35 литров воды.
Первостепенная цель установки этого агрегата – сберечь дорогостоящий глубинный насос от перегрева и нерациональных запусков. При отсутствии этого устройства насос, в описанном выше случае, запустится и тут же выключится, не набрав максимальной мощности. В этот момент в контуре создается гидроудар, то есть резкий перепад давления. Агрегат при совокупности этих факторов быстро выйдет из строя. Вывод – гидроаккумулятор в системах водоснабжения служит для равномерного распределения давления в контуре и долгосрочной работы насосного оборудования.
Гидроудар в водопроводной трубе
Гидроаккумулятор в системе ГВС
Существуют три основных вида горячего водоснабжения с использованием гидробака:
Монтаж бойлера косвенного нагрева;
Система ГВС с бойлером косвенного нагрева
Установка двухконтурного твердотопливного котла, с функцией подачи горячей воды;
Горячее водоснабжение при эксплуатации двухконтурного котла
Схема с одноконтурным котлом в совокупности с бойлером косвенного нагрева.
Рабочая схема при эксплуатации одноконтурного котла и бойлера В любом из вариантов водяной аккумулятор исполняет роль расширительного бака, так как вода при нагреве увеличивается в объеме, и этот прибор компенсирует количество воды. Несмотря на тот факт, что и в бойлере, и в твердотопливном котле установлена группа безопасности в виде пропускного клапана, при постоянном срабатывании пропускной клапан быстро выходит из строя, это влечёт за собой повреждения котла или течь в контуре водоснабжения.
Группа безопасности твердотопливного котла
Группа безопасности бойлера
Резиновая мембрана водяного аккумулятора грушевидная
Что собой представляет гидроаккумулятор и как он работает?
Перед принятием решения о выборе предпочтительной модели нелишним будет получить представление о самом гидроаккумуляторе и особенностях его работы.
Что такое гидроаккумулятор?
Это емкость для воды, снабжённая мембраной из резины с высокой эластичностью, располагающейся внутри устройства. Она герметично соединена с корпусом резервуара. При помощи фланца с резьбой обеспечивается подключение гидробака к устройству водопровода. Между мембраной и корпусом гидравлического бака имеется полость, заполненная сжатым воздухом. В ней давление составляет 2 бара.
Основное использование гидроаккумулятора:
- поддержание стабильного давления;
- создание резерва воды при использовании системы водоснабжения в быту или в промышленных условиях.
Именно благодаря ему обеспечивается поддержка требуемого в системе давления при отключенном насосе.
гидроаккумулятора Принцип действия
Если говорить о составных частях гидроаккумулятора, то выделим следующие:
- корпус;
- мембрана;
- ниппель, через который обеспечивается передача воздуха в полость;
- воздухоудалительный клапан;
- фитинг.
Если подробно говорить о принципе работы гидроаккумулятора, то в общих чертах он заключается в следующем.
Подаваемая из колодца или скважины вода поступает в бак. При этом происходит увеличение мембраны благодаря тому, что это изделие является довольно эластичным. Оно растягивается, в результате объем воздуха между стенками бака и мембраной уменьшается. Благодаря этому обеспечивается высокое давление. Когда этот параметр достигает требуемого значения, срабатывает датчик давления. Контакты, которые идут на насос, размыкаются. В результате происходит отключение оборудования.
Воздух, находящийся внутри бака, оказывает давление на воду. Когда человек открывает кран, она под напором стремится наружу, следуя наименьшему сопротивлению. При этом происходит падение внутри бака давления на мембрану. Когда оно доходит до своих минимальных значений, то насосное оборудование начинает работать. Таким образом, цикл повторяется.
Как видно, для того чтобы обеспечить рабочее давление в системе, в баке располагаются вода и воздух, разделителем между которыми выступает эластичная мембрана. По той причине, что резина — материал достаточно податливый, со временем может происходить падение давления в полости бака.
Поэтому во избежание таких ситуаций необходимо с периодичностью один раз в год выполнять проверку давления воздуха в устройстве при откаченной воде. Если выяснится, что этот параметр превышает нормативы, то необходимо через ниппель добавить небольшое количество воздуха, пользуясь для этого обычным автомобильным насосом. При этом необходимо помнить о том, что вода полностью не заполняет объем бака.
От ряда факторов зависит реальное количество воды:
- форма гидроаккумулятора;
- изначальное давление воздуха;
- пределы реле давления.
Устройство гидробака
Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла.
Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука.
Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.
Работа гидроаккумулятора происходит циклично:
- При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
- «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
- Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
- При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.
Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:
Главная задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя. Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию
Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы
Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении
Особенности монтажа гидроаккумулятора
К установке данного устройства предъявляют более строгие требования по сравнению с монтажом накопительного резервуара. Объясняется данная особенность тем, что накопитель, расположенный на чердаке, статичен, а в тоже время гидроаккумулятор все время находится в динамическом движении, поскольку водная масса поступает в емкость и отбирается из нее, а в это время мембрана сжимается или растягивается.
Чтобы вибрация в процессе работы гидробака не передавалась водоснабжающей системе и предметам, находящимся рядом, его размещают на прочном и ровном основании, применяя амортизирующие прокладки из резины. Место его монтажа должно быть хорошо доступным и просторным.
Особенности устройства гидроаккумулятора для систем водоснабжения и принцип его функционирования требует периодического выполнения проверки, настройки и обслуживания. Перед монтажом следует знать, какое давление должно быть в пустой емкости. Обычно номинальная величина данного показателя составляет 1,5 бара – его устанавливают производители прибора (прочитайте: “Правильное подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения – инструкция по установке”).
Через время воздух частично покидает емкость. По этой причине нужно измерить давление манометром и при необходимости подкачать воздух или, наоборот, стравить его при избыточной величине данного показателя.
Не лишним будет уточнить величину нормального давления воздуха в незаполненном жидкостью гидроаккумуляторном баке для водоснабжения – информация об этом содержится в техпаспорте. Так как золотник имеет типовые размеры, для проведения замеров подойдет каждый манометр. Если гидробак не укомплектовали данным измерительным прибором, можно воспользоваться автомобильным вариантом.
Устройство гидроаккумулятора для систем водоснабжения предусматривает, что перед тем, как наполнять его водой, нужно удалять весь воздух из мембраны. Первый раз жидкость закачивают внутрь его медленно, тонкой струей под слабым напором. Это необходимо для того, чтобы не допустить повреждения мембраны, поскольку она при хранении в магазине могла слегка деформироваться или слежаться.
Все эти нюансы на первый взгляд кажутся незначительными, но они могут оказать существенное влияние на работоспособность гидроаккумулятора. Важным процессом является настройка требуемой величины давления в резервуаре.
После наполнения емкости водой следует повторно измерить манометром давление воздуха. Чем меньше его окажется в гидробаке, тем ниже будет этот показатель и тем больший объем жидкости можно закачать.
Но чем меньше в аккумуляторе воздуха, тем ниже рабочее давление жидкости в месте ее выхода из емкости. Допустимая величина его снижения может быть равной 1 бару, если возникла потребность в наличии дополнительного объема для хранения воды. При этом наблюдается понижение напора потока в системе.
Если в напорном баке воздуха окажется недостаточно, мембранная вставка, наполненная водой, растянется и может достать до металлических стенок. Это не допустимо, поскольку в результате такого контакта резина начинает разрушаться и мембрану приходится менять.
После того как емкость наполнена, произведена ее регулировка и сделано подключение к водоснабжающей системе, можно приступать к настройке реле давления. К нему обычно прилагают инструкцию, содержащую подробное описание порядка действий.
Если посмотреть под крышку корпуса, то там можно увидеть две регулировочные пружины. Та, что больше, позволяет выставлять величину минимального давления, при которой реле запускает насос, а тот начинает закачивать жидкость в энергоаккумулятор для воды. При помощи меньшей пружины настраивают разницу между верхним и нижним значением.
По мере того, как производится отбор воды из резервуара, давление начинает меняться. При достижении нижней величины замыкаются контакты реле, и включается насосное оборудование. В процессе настройки реле приходится несколько раз наполнять емкость и после этого ее опустошать. Как правило, разница между величиной давления включения и отключения равна около 2 бар.
В паспорте, прилагаемом к гидробаку, производитель указывает максимальное давление, на которое он рассчитан, но накачивать его до такого значения не имеет смысла. Дело в том, что при функционировании на пределе возможностей прибор быстрее изнашивается. Когда выполняется настройка реле давления, нужно учитывать, что разница между величинами давления отключения и воздуха в напорном баке должна составлять примерно 10%.
Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления
Автоматические приборы для регулирования работы насосной станции позволяют минимизировать присутствие человека во время работы системы. В данном случае необходимо правильно настроить реле на подачу нужного давления в систему (эти операции мы рассматривали выше).
Гидроаккумулятор в системе водоснабжения
Как отмечают эксперты, основной причиной сокращения продолжительности жизни насоса считается так называемый сухой ход, когда устройство работает без воды. Такое явление может происходить при частых отключениях электроэнергии. Точками риска с возможным возникновением сухого хода принято считать:
- Неправильный подбор рабочих параметров насоса, который используется для откачки воды со скважины или колодца, а особенно при засушливом лете, когда падает уровень грунтовых вод;
- Выход воды из накопительной ёмкости. В данном случае необходимо срочно выключить насос.
Для защиты от возможности появления сухого хода используется автоматика:
- Поплавковый выключатель — это сравнительно недорогой прибор, который применяется для перекачки жидкости из колодцев или резервуаров. На практике используют два основных вида поплавков. Первый тип автоматики останавливает насос при полном заполнении ёмкости, когда вода доходит до уровня поплавка и размыкает контакты. Во втором случае кабель прибора подключают в разрыв электропроводки для запитывания насоса. Остановка насоса происходит при опускании уровня жидкости ниже критического уровня;
- Специальное реле давления выставляется на отключение насоса производителем. Размыкание контактов прибора происходит при понижении давления в системе до показателей в 0,4…0,6 бар. Запускается насос вручную после устранения причины сухого хода.
Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе и как накачать
Как мы уже говорили, основным предназначением гидроаккумулятора считается уменьшение количества запусков насоса, что в конечном итоге приведёт к увеличению срока его службы, защиты системы от гидроударов. Чтоб установленное оборудование работало правильно нужно знать, какое давление должно быть в гидробаке.
Важно! Следует понимать, что гидроаккумулятор накачивают во время отсутствия воды в резервуаре.
Подключение к насосу
Существует несколько формул для расчёта давления в расширительном баке. По мнению экспертов, эти показатели должны быть меньшими от параметров давления, при которых происходит запуск насоса. Если оборудование работает в диапазоне 1,5…3 бара (что рекомендовано производителем), то гидроаккумулятор нужно будет накачать до 1,3 бар, т.е. на 0,2 бар меньше, чем нижнее давление реле.
Обычно производители поставляют оборудование с накаченным расширительным баком. Давление в ёмкости должно находиться в пределах 1,5 бара, но иногда оно падает. Перед первым запуском насосной станции нужно проверить давление воздуха специальным манометром, при необходимости подсоединить автомобильный насос к ниппелю и подкачать. Также можно добавлять давление, при помощи ручного насоса, периодически проверяя его параметры манометром.
Необходимо проводить периодический осмотр установленного оборудования для подачи воды. Дело в том, что в воде всегда имеется определённый запас сжатого воздуха, присутствие которого уменьшает полезный объём мембраны. В баках с объёмом от 100 литров для стравливания лишнего воздуха присутствуют специальные клапана, в меньших по объёму резервуарах такие приспособления не предусматриваются.
Для отвода лишнего воздуха из груши проводят следующие действия. Отключаем насос и сливаем всю жидкость из расширительного бачка методом включения одного из кранов. Подобную работу проводим несколько раз подряд, что будет способствовать отводу лишнего воздуха из водопроводной системы.
