Баллон или мембрана
Гидроаккумуляторы делятся на два основных типа — мембранные и баллонные. Принцип действия обоих типов схож — упругая пленка из каучука расширяется или сжимается под действием давления со стороны воды и сжатого воздуха. Главное отличие в том, что в мембранном баке вода, поступающая из скважины, контактирует с металлическими стенками бака, что потенциально может вести к появлению коррозии. В баке с резиновым баллоном вода контактирует только с самим баллоном, не касаясь металлических стенок. Отсутствие условий для развития коррозии продлевает срок жизни баллонного гидроаккумулятора.
Дополнительное удобство заключается в том, что баллон, в отличие от мембраны, является сменной деталью. Проведение замены не вызовет никаких трудностей — сделать это может даже неспециалист. В результате обслуживание гидроаккумулятора с баллоном обойдется дешевле. С учетом вышеперечисленных факторов практичности и надежности, баллонные гидроаккумуляторы являются оптимальным решением для индивидуального водоснабжения.
Немаловажный фактор при выборе гидроаккумулятора — стоимость запасных частей
Обращайте внимание на то, что некоторые производители могут неоправданно завышать цену на комплектующие. Например, резиновый баллон может стоить половину и даже больше от стоимости всего гидроаккумулятора
Зачем нужен гидроаккумулятор
И колодец, и скважина могут обладать недостаточным дебитом (см. Дебит скважины – как узнать, хватит ли вам воды). Иными словами, они не всегда в состоянии выдать за один прием столько воды, сколько вам нужно. Иногда эта проблема возникает не сразу, а через несколько лет эксплуатации источника.
Логично, что в таком случае в доме должен быть запас воды. Но не в ведрах и банках, а в самой системе. И это реально осуществить, если включить в схему водоснабжения гидроаккумулятор или накопительный бак.
Преимущества гидроаккумулятора
Накопительный бак – это, как говорится, «прошлый век». Он неудобен и не практичен.
Судите сами:
- Устанавливать его нужно над помещениями-водопотребителями, то есть, на чердаке. Это значит, что он нуждается в утеплении, иначе зимой вода будет замерзать.
- Никто не отменяет риск протечек и переполнения бака. Это редко, но случается. Последствия представить несложно.
- Вода из накопительного бака поступает к приборам под давлением собственного веса. А этого недостаточно для нормальной работы сантехприборов и особенно бытовой техники – стиральной и посудомоечной машины.
Система водоснабжения с накопительным баком
Напрашивается очевидный вывод: включать в систему накопительную емкость имеет смысл только в небольших домах для летнего использования, не оборудованных современными приборами. Если же вы живете в доме постоянно, вам больше подойдет схема водоснабжения от гидроаккумулятора.
И вот почему:
- Это более совершенное устройство – оно позволяет настраивать давление в системе в соответствии с вашими потребностями;
- Гидробак тоже должен стоять в теплом помещении, но эту задачу решить проще, так как его не нужно поднимать на самую высокую точку. Для установки подойдет и кессон над скважиной, и подвал дома, и любое техническое помещение;
- Соответственно, и возможные протечки не так страшны: вода не намочит перекрытия, не испортит ремонт и мебель.
Система водоснабжения с гидроаккумулятором
Как он работает
Гидроаккумулятор – это герметичная емкость, разделенная внутри на две секции. В качестве разделителя может выступать резиновая диафрагма или полая «груша».
В одну секцию поступает вода, а в другой находится воздух, который по мере наполнения первой секции сжимается, создавая давление на диафрагму.
Устройство гидроаккумулятора
По мере опустошения бака при разборе воды, давление воздуха падает. Когда оно достигает предельного минимального значения, срабатывает реле давления, которое запускает насос. Он снова накачивает в бак воду, пока давление не достигнет максимума.
Гидроаккумулятор с реле давления и манометром
В результате:
- Мы имеем постоянный напор в системе;
- Насос не включается при каждом повороте крана, поэтому его детали меньше изнашиваются и служат дольше;
- Схема водоснабжения гидроаккумулятором позволяет всегда иметь запас воды на случай её большого разбора и неспособности источника выдать нужный объем единовременно.
Объем бака выбирается исходя из потребностей семьи. Он может быть и 5, и 500 литров.
Принцип работы гидроаккумулятора и подключение насоса
Из колодца насос качает воду в резервуар гидроаккумулятора по водопроводным трубам. Процесс накачки длится до тех пор, пока давление не достигает установленной отметки. Регулировать отметку можно на реле давления воды для насоса.
Как правило, реле давления воды для насоса стоит на отметке 1-3 атм. Когда достигнута отметка, насос самостоятельно отключается. Частота включений и отключений насоса зависит от вместительности гидроаккумулятора.
Монтаж гидроаккумулятора проводится специалистами. От места положения аппарата корпус не пострадает, но нежелателен монтаж в помещениях с повышенной влажностью воздуха. Установка гидроаккумулятора должна проводиться согласно с инструкциями к устройству, в противном случае система будет давать сбой. Ни в коем случае не устанавливайте аппараты с видимыми внешними повреждениями.
Перед установкой определитесь с оптимальным местом, где будет стоять устройство, учитывайте вес оборудования вместе с водой. Есть ряд случаев, когда может потребоваться экстренное сливание воды с гидроаккумулятора, поэтому об этом следует тоже позаботиться заранее. Помещение, в котором будет находиться гидроаккумулятор, должно быть теплым, так как замерзание воды в нем недопустимо.
Подключение гидроаккумулятора проходит в несколько этапов:
Изначально проводят проверку давления, которое создается воздухом внутри бака, оно обязательно должно быть в диапазоне от 0,2-1 бар. Далее проводят проверку оборудования и присоединяют штуцер к баку Соединением может служить жесткий шланг. По очереди присоединяют остальные элементы аккумулятора, такие как манометр, реле, труба, которая ведет к насосу
Проводят тестирование всей системы на отсутствие протечек, особое внимание нужно уделить местам соединения. Выполняя включения воды, нужно следить за герметичностью резьбовых соединений Чтобы плотность прилегания была больше, можно использовать герметик
Схема подключения реле давления требует особой тщательности
Внутри бака, а именно под его крышкой, есть надписи на контактах «сеть» и «насос», очень важно не спутать провода при подключении реле давления к насосу (рис. 2)
Рисунок 3. Клапан.
Вариант подключения погружного насоса в водопровод несколько отличается от схемы подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения поверхностного типа. Погружной насос от поверхностного вида принципиально отличается тем, что корпус оборудования находится там, откуда будет качаться вода, это может быть скважина. В такой системе главную роль играет клапан, он предназначается для страховки водопроводной системы от того, что вода будет постоянно убегать обратно в скважину (рис. 3).
Сперва клапан устанавливают, а уже потом начинают подключать глубинный насос в водопровод. В гидроаккумуляторах больше 100 л используют особый клапан, который предназначается для стравливания воздуха, выделяемого из воды. Большое давление может легко повредить одноступенчатый клапан, поэтому используют двухступенчатые клапаны и усиленное соединение.
Закачка воды в гидроаккумулятор
Когда уже выставлено правильное давление воздуха, можно подключать гидроаккумулятор к системе. Подключив его, нужно внимательно наблюдать за манометром. На всех гидроаккумуляторах указаны значения нормального и предельного давлений, превышение которых недопустимо. Ручное отключение насоса от сети происходит при достижении нормального давления гидроаккумулятора, при достижении граничного значения напора насоса. Это происходит, когда повышение давления прекращается.
Например, при показании манометра 3 атм, что достаточно для нужд владельца насосной станции, нужно отключить насос и медленно вращать гайку малой пружины (дельта Р) на уменьшение, до срабатывания механизма. После этого нужно открыть кран и слить воду из системы. Наблюдая за манометром, нужно отметить то значение, при котором включится реле – это нижний предел давления, когда включается насос. Этот показатель должен быть чуть больше показателя давления в пустом гидроаккумуляторе (на 0.1-0.3 атм). Это даст возможность прослужить груше больший период времени.
Способы и схемы подключения
Схема подключения скважинного насоса к гидроаккумулятору будет зависеть от назначения самого оборудования:
- При обустройстве холодного водопровода накопительная емкость устанавливается в определенном месте, а датчики давления присоединяются с помощью штуцера на 5 входов. Чтобы вибрации насоса не воздействовали на гидроаккумулятор, его присоединяют гибким шлангом. Такую систему нужно будет периодически осматривать, перед этим сливая воду через кран или расположенную поблизости трубу, врезанную в магистраль.
- В многоквартирном доме с централизованным водозабором ГА монтируется перед насосом, то есть емкость наполняется из центральной трубы и с помощью насоса транспортируется к потребителям. В данном случае ГА компенсирует низкое давление центральной магистрали.
- Если в системе имеется бойлер, гидроаккумулятор подключают к нему.
Это самые простые схемы, позволяющие быстро наладить водоснабжение.
Правила запуска и настройки оборудования
Перед первым запуском насосного оборудования сначала необходимо подготовить гидроаккумулятор, поскольку от правильно подобранного давления в нем зависит стабильность работы всей системы водоснабжения. Высокий показатель давления в баке будет провоцировать частое включение и выключение агрегата, что не лучшим образом скажется на его долговечности. Если в воздушной камере бака будет заниженное давление, то это приведет к чрезмерному растяжению резиновой груши водой, и она выйдет из строя.
Гидробак подготавливается следующим образом. Прежде, чем накачать воздух в бак, убедитесь, что груша, находящаяся внутри него, пустая. Далее, проверьте автомобильным манометром давление в баке. Как правило, новые баки закачиваются воздухом на заводе. Гидробаки до 25 л должны иметь давление в пределах 1,4-1,7 бар. В емкостях на 50-100 литров давление воздуха должно быть в диапазоне от 1,7 до 1,9 бар.
Совет! Если показания манометра ниже рекомендуемых, то следует закачать воздух в бак, используя автомобильный насос, и отрегулировать его, ссылаясь на показания манометра.
Первый запуск станции
Чтобы правильно произвести первый запуск насосной станции, поэтапно осуществите следующие действия.
- Выкрутите пробку, закрывающую отверстие для воды, находящуюся на корпусе агрегата. На некоторых аппаратах вместо пробки может находиться вентиль. Его следует открыть.
- Далее, заполните всасывающую трубу и насос водой. Прекратить лить жидкость следует, когда она начнет вытекать из отверстия для залива.
- Когда всасывающая труба будет заполнена, закройте отверстие пробкой (перекройте вентиль)
- Подсоедините станцию к электросети и включите ее.
- Для удаления оставшегося воздуха из оборудования следует приоткрыть кран в ближайшей к насосу точке водозабора.
- Дайте поработать агрегату в течение 2-3 мин. За это время из крана должна политься вода. Если этого не произошло, то следует отключить насос и повторно залить воду, после чего произвести запуск насосной станции.
Настройка автоматики
После успешного запуска требуется проверить и настроить работу автоматики. Новое реле давления имеет заводские настройки верхнего и нижнего порога давления, при достижении которых оно включает или выключает насос. Иногда возникает необходимость изменить данные значения, выставив их на нужное давление включения-выключения.
Регулировка автоматики происходит следующим образом.
- Отключите агрегат и слейте воду из гидроаккумулятора.
- Снимите крышку с реле давления.
- Далее, следует запустить насос, чтобы начала набираться вода в гидробак.
- При отключении аппарата запишите показания манометра — это будет значение верхнего порога отключения.
- После этого откройте кран в самой отдаленной либо самой верхней точке водозабора. По мере вытекания из него воды, давление в системе начнет снижаться, и реле включит насос. Показания манометра в этот момент будут означать нижний порог включения. Запишите это значение и найдите разницу между верхним и нижним порогом.
В норме, давление включения должно равняться 2,7 бар, а отключения – 1,3 бар. Соответственно, разница давлений при этом составляет 1,4 бар. Если полученная цифра равняется 1,4 бар, то менять ничего не нужно. При заниженном давлении агрегат будет часто включаться, что спровоцирует преждевременный износ его узлов. При завышенном насос будет работать в более щадящем режиме, но при этом будет очевидна разница в напоре: он будет нестабильным.
Совет! Чтобы увеличить разницу давлений, следует затянуть гайку на малой пружине. Для уменьшения разницы гайка отпускается.
Во время проверки работы реле обратите внимание, с каким напором вытекает вода из крана. Если напор слабый, то потребуется настройка давления
В данном случае, давление в системе должно быть выше. Чтобы поднять его, следует отключить аппарат и немного затянуть гайку, прижимающую большую пружину реле давления. Чтобы уменьшить напор, гайку необходимо ослабить.
Как выбрать гидроаккумулятор
При выборе гидроаккумулятора лучше отдать предпочтение моделям с резиновой грушей — в мембранных видах жидкость контактирует с металлическим корпусом, что может вызвать его коррозию.
Основной рабочий элемент баллонного гидробака — грушевидная мембрана, от качества которой зависит срок его службы, при этом материал корпуса играет менее важную роль, так как не контактирует с водой
Обычный материал изготовления груши — изобутированная пищевая резина, при выборе модели для наружного монтажа повышенное внимание следует обращать на фланец, к которому крепится резиновая мембрана. Предпочтение следует отдавать моделям, фланец которых сделан из толстой нержавейки или оцинкованной стали — такое изделие прослужит 10-15 лет без потери своей герметичности
Еще одно преимущество баллонного бака — простота замены резиновой мембраны. Для этого откручивают несколько шестигранных болтов крепления фланца и снимают его вместе с оболочкой.
Рис. 9 Вертикальные гидробаки в водопроводной линии
Использование схемы с погружным насосом
Для продления срока службы погружного насоса необходимо изучить вопрос, как подключить глубинный насос к гидроаккумулятору, и правильно выбрать режим включения и выключения. Эти параметры должны соответствовать техническим характеристикам устройства, которые указаны производителем в сопроводительной документации. Нормальная работа насоса обеспечена при включении от 5 до 20 раз на протяжении одного часа.
Очень часто давление в водопроводной системе имеет значение ниже нормы. В такой ситуации срабатывает реле и отправляет команду на включение насосного оборудования. После достижения установленных параметров реле отключает насос, и вода перестает поступать.
Использование схемы подключения воды от скважины через гидроаккумулятор в том и другом случае позволит решить проблему быстрого износа насосного оборудования. В первом варианте мембранный бак будет поддерживать напор, и регулировать давление воды в системе. Во втором варианте запасы воды в мембранном отсеке позволят практически в полном объеме удовлетворить потребности жильцов.
При выборе объема мембранного бака нужно учесть следующие моменты:
- Мощность насоса.
- Частота включения устройства.
- Требуемый объем воды в час.
- Высота, на которой размещено устройство.
В замкнутых системах водоснабжения с накопительным водонагревателем гидробак выполняет функцию расширителя. Дело в том, что при нагревании вода имеет свойство увеличиваться в объеме. Расширение воды в замкнутой системе может оказать разрушительное воздействие. Гидробак в этом случае принимает излишки воды, тем самым спасая трубопровод от разрывов.
При выборе накопительной емкости для такой системы необходимо сопоставить предельную температуру нагревания воды с заявленными характеристиками устанавливаемого оборудования. Кроме того нужно учесть максимальные значения давления воды в системе водоснабжения.
Функции, назначение, виды
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:
- Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включится только тогда, когда ее останется совсем немного.
- Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
- Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.
Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.
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 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
