Устройство бака аккумулятора холодной воды. Как подключить гидроаккумулятор в систему водоснабжения
Для городских жителей гидроаккумулятор для систем водоснабжения (водяной аккумулятор или гидробак) понятие совершенно незнакомое. Купив, например, дачу или загородный дом в районе без центрального водопровода, владельцы ошеломлены множеством сложных аббревиатур, технических требований, понятий. Таких как: автономная система водоснабжения, глубинный насос с частотным преобразователем, настройка минимального и максимального давления, максимальное количество включений глубинного насоса. И все это только для того, чтобы в доме из крана текла вода. В этой статье мы расскажем о роли этого приспособления в системах насосного типа.
Наиболее распространенный вид гидробака
Обратите внимание! Не путать с расширительным баком для системы отопления, эти два устройства похожи по форме и конструкции. В большинстве своём расширительный бак имеет красный цвет, а гидроаккумулятор синий, но не всегда. Уточните у менеджера продаж, при приобретении, какую функцию должен выполнять требуемый вам прибор.
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.
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.
Гидроаккумулятор в системе ГВС
Существуют три основных вида горячего водоснабжения с использованием гидробака:
- Монтаж бойлера косвенного нагрева;
- Установка двухконтурного твердотопливного котла, с функцией подачи горячей воды;
- Схема с одноконтурным котлом в совокупности с бойлером косвенного нагрева.
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.
Обратите внимание! Внешний вид и форма гидро аккумуляторного бака для холодного водоснабжения очень схожи с гидроаккумулятором для ГВС. Их различие в температурной стойкости встроенной мембраны. При покупке внимательно читайте технические характеристики устройства. Не опытные менеджеры зачастую предлагают не нужный вам образец.
Классификации гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор, как понятие, имеет множество областей применения. Его применяют во всех видах машиностроения, в тяжелой промышленности. В этой статье мы рассмотрим гидробаки, используемые только в домашнем водоснабжении. Наиболее востребованными в этой отрасли являются агрегаты пневматического типа. Они делятся на два вида:
- Мембранные одноразовые. Образцы, в которых мембрана заключена в стопорное кольцо по центру бака;
- Водяные аккумуляторы с возможностью замены мембраны.
Каждый из этих видов имеет разную форму исполнения:
- Вертикальная;
- Горизонтальная.
Статья по теме:
В статье мы рассмотрим как решить проблему недостаточного напора воды, которая осложняет принятие водных процедур и работу вспомогательных бытовых приборов, как правильно выбрать насос, и на что обратить внимание.
Принципы работы, устройство и преимущественные стороны гидробака в системах водоснабжения
Из чего состоит гидробак
- Корпус устройства чаще всего выполнен из обычной стали. Существуют образцы из нержавеющей стали. Они более долговечны, но встречаются реже, по причине высокой стоимости;
- 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.
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.
При планировании системы водоснабжения все составляющие элементы взаимосвязаны. Перед покупкой какого-либо прибора, будь то насосная станция, гидроаккумулятор, водопроводные трубы, фильтры и так далее, проконсультируйтесь со специалистом или тщательно проштудируйте всю необходимую информацию, дабы избежать нерациональной траты средств.
Начинать планирование водоснабжения следует с расчета потребления воды вашего дома, сколько точек водоразбора планируется. Например: два санузла, две душевые кабины, стиральная машина, посудомоечная машина, кухонный кран, поливочный кран. Сколько человек проживает в вашем доме, то есть одновременная эксплуатация воды в разных точках.
Вариаций может быть великое множество. Эти пункты очень важны, так как при покупке глубинного насоса недостаточной мощности, воды на всех не хватит, вы не сможете смыть с себя мыло в душе, пока стиральная машина не закончит работу. В случае, когда в вашем доме стандартное количество точек водоразбора: один санузел, один кухонный кран, стиральная машина, одна душевая кабина и в вашей семье 4 человека, вам подойдет прибор объёмом 25-50 литров. Такие экземпляры практически всегда идеально подходят к любым насосам соответствующей мощности.
В случае большего количества людей и потребительных точек воды, рациональный расчет проводится по формуле:
Где V
– Объем гидробака;
Q – Максимальное потребление воды в час;
A – Допустимое количество запусков насосной установки в час;
Р 1 – Минимальное давление запуска оборудования;
Р 2 – Максимальное давление отключения насосного агрегата;
Р бака – Давление воздуха в гидробаке.
Видео: как рассчитать размер гидроаккумулятора
Расчет давления в гидроаккумуляторе
Исходя из показателей реле давления, регулируется работа насосной установки. Стандартные настройки завода изготовителя:
- Нижнеий предел включения насоса – 4 бар;
- 8 бар – верхний предел отключения насоса.
Так какое давление должно быть в гидроаккумуляторе? Давление в гидробаке для холодного водоснабжения рекомендуется устанавливать на 0.2 бар меньше, чем давление запуска насосного агрегата. То есть стандартное рабочее значение водяного аккумулятора составит – 1.2 бар. При монтаже ГВС, давление воздуха в гидроаккумуляторе устанавливается на 0.2 бар выше, чем максимальное для отключения насоса, соответственно рабочий показатель гидроустойства в контуре горячего водоснабжения составит – 3.0 бар.
Статья по теме:
Если напор воды нормальный или даже сильный, то вам просто необходимо данное устройство. А почему Вы узнаете из нашего отдельного обзора.
Фирмы производители гидроаккумуляторов
Цены на продукцию
Таблица фирм производителей и ориентировочная цена
| Изображение | Название фирмы | Страна произво- дитель | Объем (л) гидроакку- мулятора | Материал | Цена (руб) |
|---|---|---|---|---|---|
| Германия | 25 | Сталь | 2700-3500 | ||
| 60 | 5000-8000 | ||||
| 80-100 | 8000-12000 | ||||
| 500 | 28000-51000 | ||||
| Россия | 24 | 1100-1200 | |||
| 50 | 3200-3400 | ||||
| 80-100 | 4200-5600 | ||||
| 500 | 23000-25000 | ||||
| 24 | 1300-1400 | ||||
| 50 | 3300-3400 | ||||
| 80-100 | 4700-6000 | ||||
| 500 | 23000-25000 | ||||
| Италия | 24 | 1500-1700 | |||
| 50 | 4000-6000 | ||||
| 80-100 | 5500-7500 | ||||
| 500 | 24000-27000 | ||||
| Китай | 24 | 1200-1400 | |||
| 50 | 2700-3000 | ||||
| 80-100 | 4300-5300 | ||||
| 500 | 7000-8500 | ||||
| 24 | Нержавеющая сталь | 3500-3700 | |||
| 80-100 | 10000-13000 | ||||
| 24 | 4200-4400 | ||||
| 50 | 7000-7300 | ||||
| 80-100 | 9500-12500 | ||||
| Италия | 24 | 4200-4400 | |||
| 80 | 11500-12500 |
Методы подключения и настройка гидроаккумулятора
В какой части системы устанавливается и как подключить гидроаккумулятор к насосной станции
Существует множество вариаций систем водоснабжения. В сложных системах с глубиной скважины более 100 метров, например, мощности насоса может не хватить для подачи воды непосредственно в дом или размер насосной установки необходимой мощности превышает диаметр скважины (насос просто не влезет в скважину). Такую систему дополняют поверхностным насосом. В этом случае понадобится два гидроустройства, один устанавливается в приямке скважины сразу после глубинного насоса, второй устанавливается в доме после поверхностного насоса. Эти факторы доказывают, что важнейшей частью системы холодного водоснабжения является насос и, ориентируясь на его характеристики, подбирается подходящий по цене гидроаккумулятор и вся система водоснабжения.
При стандартной схеме, где вода поступает, например, из колодца или не глубокой скважины мощности обычного насоса вполне хватит для подачи воды даже на второй или третий этаж. В таком случае система не вызывает затруднений и гидроприбор устанавливается в помещении.
Что потребуется для сборки всей группы гидроаккумулятора
В группу гидробака, помимо реле давления, входит манометр.
Для удобства соединения всех составляющих используется пятивыводной штуцер.
При сборке всей группы рекомендуется использовать краны «американки». Для беспрепятственного снятия и замены любого устройства при поломке. То есть, на отвод к аккумулятору, на трубу, ведущую к насосу и на разводку к потребителям. Если вы соберете группу без «американок», при незначительной поломке или замене мембраны, например, вам придется сливать воду со всей системы.
При монтаже системы существуют множество подводных камней и рабочих мелочей. Постараемся описать основные из них:
- Как обнаружить поломку водяного аккумулятора;
- Способ экономии электроэнергии;
- Страховка, на случай невнимательности при включенном насосе;
- Советы при замене мембраны;
- Увеличение объема гидроприбора при установке твердотопливного котла;
- Рекомендация при покупке гидрооборудования объемом более 100 литров.
Краткое пояснение к каждому пункту.
Гидроаккумуляторный бак (или гидроаккумулятор) – это емкость для воды с эластичной резиновой мембраной в виде груши, расположенной внутри и герметично соединенной с металлическим корпусом гидробака фланцем, имеющим резьбовое соединение для подключения к водопроводной сети. Пространство между металлическим корпусом гидроаккумулятора и мембраной заполнено воздухом, давление которого составляет 1,5-2 бара. Гидроаккумуляторные баки применяются для смягчения гидравлических ударов и поддержания постоянного давления как в бытовых, так и в промышленных установках. Ведь именно гидроаккумулятор при выключенном насосе обеспечивает давление в системе водоснабжения. Об использовании гидроаккумулятора в составе я уже рассказывал. Остановимся подробнее на устройстве гидроаккумулятора и принципе его работы. Итак…
Гидроаккумулятор состоит из корпуса с резиновой мембраной, фланца, ниппеля для закачивания воздуха в полость, воздухоудалительного клапана, фитинга для крепления мембраны и пр.
В чем же заключается принцип работы гидроаккумулятора?
При попадании воды под давлением из колодца или скважины, присоединённая к водопроводу мембрана увеличивается в объёме. Соответственно, объём воздуха, находящегося между металлическими стенками гидробака и мембраной, начинает уменьшаться, тем самым создавая еще большее давление. Как только достигается установленный уровень давления, реле давления размыкает контакты подачи на насос электроэнергии и он отключается. Что же получается? Находящийся между мембраной и корпусом гидроаккумулятора воздух давит под давлением на находящуюся внутри “грушу” с водой. При открытии крана на подачу воды, давящий на мембрану воздух под давлением будет выталкивать из гидробака воду к вам в кран. При этом в мембране по мере расхода воды давление, накаченное насосом, будет падать. И как только оно упадёт до установленного уровня, контакты на реле давления снова сомкнутся и насос вновь заработает. Таким образом, в гидроаккумуляторе в рабочем состоянии всегда находится и вода и воздух, отделенные друг от друга резиновой мембраной. Стоит отметить, что давление воздуха, находящегося в полости гидроаккумулятора, в процессе эксплуатации может уменьшаться. Рекомендуется один раз в год проверять давление воздуха в гидробаке при отсутствии в нем воды. Если оно меньше нормы, можно его подкачать через ниппель с применением простого автомобильного насоса. Стоит также иметь ввиду, что вода никогда не заполняет полностью весь объем гидроаккумулятора. Реальный объем находящейся в нем воды зависит от целого ряда параметров: от формы гидроаккумулятора, изначального давления воздуха в нем, геометрической формы и эластичности диафрагмы, заданных верхнего и нижнего пределов реле давления и др.
Гидроаккумуляторы в зависимости от способа их установки бывают горизонтальные и вертикальные. Какой гидроаккумулятор лучше выбрать? Если позволяют габариты помещения, то следует обратить внимание на то, как осуществляется удаление скапливающегося внутри резиновой мембраны воздуха. Все дело в том, что в находящейся в системе водоснабжения воде всегда присутствует растворенный воздух. И со временем этот воздух из воды выделяется и скапливается, образуя воздушные пробки в различных местах системы. Для удаления воздушных пробок в конструкции гидроаккумуляторов больших объемов (100 литров и более) дополнительно предусмотрен фитинг, на котором устанавливается клапан, через который скапливающийся в системе воздух периодически стравливается. У гидроаккумуляторов вертикального типа емкостью от 100 литров весь воздух скапливается в верхней их части и удаляется при помощи данного воздухоудалительного клапана. В горизонтальных гидроаккумуляторах воздух можно удалить при помощи дополнительного участка трубопровода, который состоит из шарового крана, выводного воздушного ниппеля и слива в канализацию. Гидроаккумуляторы, имеющие небольшой объем, такого фитинга не имеют. Их выбор оправдан разве что удобностью компоновки в небольшом помещении. Удаление скапливающегося в них воздуха возможно только при периодическом полном опорожнении.
Как выбрать гидроаккумулятор? Расчет объема гидроаккумулятора
— для исключения чрезмерно частого включения насоса;
— для поддержания в системе давления при выключенном насосе;
— для некоторого резерва воды;
— для компенсации пиковых значений при потреблении воды.
Стоит отметить, что чем ближе к насосу Вы установите гидробак, тем он лучше будет работать. К примеру, если Вы установите насос в подвале и рядом с ним поставите первый гидроаккумулятор, а второй закинете на чердак, то объем воды во втором гидробаке будет меньше, поскольку на уровне чердака давление воды будет ниже. В случае же, если оба гидроаккумулятора Вы установите на первом этаже, то и заполнение их будет почти одинаково.
Выбор гидроаккумулятора с точки зрения использования его для обеспечения резерва определенного количества воды в случае отключения электроэнергии зависит от того, какой резерв необходим именно Вам.
А как выбрать гидроаккумулятор для исключения частого включения насоса? Как известно, насос не рекомендуется включать чаще, чем один раз в минуту. В бытовых системах, как правило, применяются насосы, имеющие производительность примерно 30л/мин (1,8 м 3 /ч). С учетом того, что вода в гидроаккумуляторе занимает примерно 50% объема (остальное – воздух под давлением), то гидроаккумулятор объемом 60–80 литров с легкостью справится с этой задачей.
При выборе гидроаккумулятора с точки зрения компенсации пиковых значений при потреблении воды, необходимо рассмотреть некоторые расходные характеристики точек потребления воды в быту:
— туалет – 1,3 л/ мин;
— душ – 8-10 л/мин;
— кухонная мойка – 8,4 л/мин.
Допустим, что туалетов у нас два, и все вышеперечисленные точки одновременно потребляют воду. Суммарный объем получается примерно 20 литров. Учитывая процент заполнения воды в гидробаке и то, что производители насосов допускают не более тридцати включений насоса в час, объема 60–80 литров в нашем примере для бака будет вполне достаточно.
Как выполнить расчет давления воздуха в гидроаккумуляторе?
Какое давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть изначально? Если он установлен у Вас в подвале, то минимальное значение давления можно запросто посчитать. Для этого берем высоту в метрах от верхней точки системы водоснабжения до подвала. Например, для дома из двух этажей это около 6–7 метров. Затем прибавляем к данному числу 6 и делим на 10. В результате получим необходимое нам значение в атмосферах. Так, например, для двухэтажного дома расчетная величина минимального давления воздуха в гидроаккумуляторе составляет (7 + 6)/ 10 = 1,3 атмосферы. Если давление в гидроаккумуляторе будет меньше этого значения, то вода из него на второй этаж поступать не будет. Завышать эти значения также не следует, в противном случае в гидробаке просто не будет воды. Устанавливаемое производителями давление воздуха обычно составляет 1,5 атм., но может получиться и так, что в приобретенном Вами гидроаккумуляторе величина давления окажется другой. Поэтому следует сразу после покупки проверить давление воздуха внутри гидроаккумулятора при помощи обыкновенного манометра, подсоединив его к ниппелю гидробака, и в случае необходимости увеличить давление при помощи автомобильного насоса. При использовании гидробака в сочетании с насосом давление воздуха в нем долно быть таким же, как величина нижнего предела включения насоса. А о том, что такое нижний и верхний пределы (пределы включения и выключения насоса, соответственно) и как они регулируются, мы рассказывали в статье о .
Для создания ровного и постоянного потока воды в частных системах водоснабжения используют гидроаккумуляторы, напорные или расширительные баки. Данные приборы сглаживают скачки давления при работе (включение/выключение) насосного оборудования или разборе ресурса потребителями.
Резервуар такого бака делится на два отсека мощной и эластичной мембраной. В одно отделение (нижнее) через штуцер с фильтром поступает вода. Другая часть общей ёмкости бака (верхняя) заполнена воздухом. Работа начинается с включения насоса. Рост давления в сети провоцирует нагнетание жидкости в нижний отсек, при этом мембрана начинает растягиваться. Когда давление падает, то она выдавливает воду назад. Так происходит сглаживание разрушительных толчков воды в напорных трубах и узлах.
Видео обзор - Принцип работы гидроаккумулятора
Специальный релейный блок автоматически отключает насос, когда напорный резервуар заполнен полностью. И какое-то время энергия мембраны не даёт напору снизиться. Когда гидроаккумулятор пустеет - насос запускается вновь. Подобное обустройство избавляет качающий воду агрегат от краткосрочных и частых запусков/отключений. Это снижает скорость износа его деталей. Чтобы всё работало правильно, напорный бак должен по вместимости соответствовать объему необходимого разбора воды. В норме бак обязан вмещать от четверти до половины литража, который трубы способны пропустить в минуту.
Правильно подобранный объем устройства обеспечивает частоту его срабатывания от пяти до пятнадцати раз в течение часа. В таком режиме работы крайне необходимо применение надежной и эластичной мембраны, которая выдержит большие нагрузки.
Поскольку гидроаккумуляторы работают в бытовых системах водоснабжения, то материал, из которого они изготавливаются, должен быть нетоксичным, с разрешением для использования в контакте с чистой питьевой водой.
Вода, попадающая в гидроаккумуляторы для водоснабжения, в основном поступает из подземных скважин или колодцев. Отсюда ее насыщенность кислородом, который в процессе работы системы выделяется, скапливаясь в мембране. Для этого у большинства современных приборов такого типа на верхней части корпуса расположен предохранительный клапан, стравливающий при необходимости воздух. Как правило, гидроаккумуляторы применяют на линиях холодного водоснабжения, поэтому температурный режим, в котором они используются, является более щадящим.
Целесообразно устанавливать такой напорный элемент до того как контур водоснабжения начнёт разветвляться. Лучшее место – сразу после входа подающей воду трубы в пределы жилья. Также не помешает и монтаж обратного клапана.. Тем более если таковой отсутствует в составе насоса. Кроме того рекомендуют и установку манометра для контроля за создаваемым давлением.
Установка оборудования в систему водоснабжения
Гидроаккумуляторы бывают вертикального и горизонтального исполнения. Выбирают из них тот, который компактней впишется в отведённом месте. Позиция для монтажа выбирается как можно выше. Так всей схеме проще функционировать. Дело в том что, подняв агрегат на высоту, например в 5 м, мы получаем водяной столб, который «помогает» рабочей мембране добавочным давлением в ½ атмосферы.
Такие устройства, как гидроаккумуляторы для водоснабжения, являются вспомогательными устройствами систем холодного и горячего водопровода. Они обеспечивают необходимый для функционирования магистрали напор воды. Работа таких систем уменьшает количество включений насоса и понижает вероятность гидравлических ударов. Также в них находится некоторый запас воды, что окажется немаловажным во время отключения электричества.
Как правильно выбрать?
Выбирать гидроаккумуляторы для водоснабжения нужно, учитывая объем воды, который использует данная системы. По своей конфигурации они делятся на два типа:
- вертикальные , основное преимущество – занимают меньше места;
- горизонтальные , удобнее гидроаккумуляторов первого типа, так как у них есть крепления для установки наружного насоса.
Также важным в выборе гидроаккумулятора является вопрос о его объеме. Бак с небольшим объемом будет делать включения насоса более частыми. Еще такие устройства маленького объема подвержены частым скачкам давления внутри системы. Большой бак позволит хранить достаточное количество воды.
Особенно следует учитывать момент с частым включением насоса. Из-за частых включений происходит его перегрев, что, соответственно, значительно снижает ресурс работы.
Однако тут можно и обратить внимание на выбор самого насоса. У погружных насосов существует ограничение на 20-30 пусков в час, а вот наружные не так привередливы к частым пускам, поэтому прекрасно работают и с малообъемными баками.
Субъективным фактором, ответственным за правильный выбор размеров гидроаккумулятора, является примерный расчет того, сколько раз будет включаться насос в течение часа. Или же, сколько человек одновременно будут пользоваться водой в помещении, использующем работу системы водоснабжения. На сегодняшний день существует запатентованная методика расчета объема гидроаккумулятора, которую разработали итальянские инженеры. Предназначается она непосредственно для частных домов с канализацией, наличием ванных и другого оборудования, которое потребляет достаточное количество воды.
Гидроаккумулятор это одна из важнейших составляющих грамотно спроектированной автономной системы водоснабжения. Установка гидроаккумулятора позволяет значительно продлить срок службы насоса, ведь в противном случае он включался бы при малейшем изменении давления в системе…
Загородная усадьба, как правило, не имеет центрального водоснабжения. В этом случае источником воды являются скважина или колодец, откуда с помощью насоса жидкость нагнетается в систему домашнего водопровода.
Потребление воды – непостоянная величина. Иногда надо набрать стакан воды из крана, а в другом случае – наполнить ванную. В обоих случаях при открытии крана давление воды в системе упадет и включится насос, но если для ванной насос проработает 10 минут, то для стакана воды хватит и 5 секунд. А если надо набрать несколько стаканов воды с интервалом в полминуты, то насос будет включаться для каждого из них – такой режим работы неприемлем для электродвигателя и он быстро выходит из строя. Чтобы этого не случилось, в трубопровод встраивается гидроаккумулятор для систем водоснабжения.
Гидроаккумулятор в частном доме поможет избежать проблем с водоснабжением
Назначение и принцип работы
Основная задача, которая ложится на гидробаки для систем водоснабжения – накапливать некоторый объем жидкости и отдавать ее в водопроводную систему при падении давления в трубах. Таким образом, в системе есть запас воды и при кратковременных открытиях кранов (набрать воды в чайник или сполоснуть руки) насос не срабатывает, так как вода поступает из гидробака.
Как итог, основной принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения – уменьшить количество включений/выключений водяного насоса, а значит – увеличить его срок службы.
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.
Аппарат состоит из полого цилиндра и гибкой мембраны внутри
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.
Начало и конец рабочего цикла гидроаккумулятора
Преимущества установки гидробака
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.
Типы конструкций и их устройство
В зависимости от используемого насоса и расположения насосной станции, в быту применяются гидроаккумуляторы горизонтальной и вертикальной установки.
Такие типы формовки позволяют вписать их в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на его удобное обслуживание. Нужно предусмотреть доступ для ремонта и, при необходимости, слива воды.
Вертикальные и горизонтальные гидроаккумуляторы впишутся в любое помещение
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Наиболее рационально подключение горизонтальных гидробаков к наружным насосам, а вертикальных – к погружным, но в любом случае окончательное решение надо принимать на месте в зависимости от параметров всей системы.
В работе агрегатов принципиальных отличий нет. Разница в способе стравливания лишнего воздуха, который скапливается во время эксплуатации в водопроводной системе. При больших объемах воды, проходящей через накопитель, из нее выделяется растворенный воздух. Он может создавать воздушные пробки и затруднять работу системы.
В конструкциях с вертикальным расположенным цилиндром отверстие с клапаном находится в верхней части агрегата, т.к. воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках обычно такого устройства нет. Требуется дополнительный монтаж трубопровода из шарового крана, сливной трубки и ниппеля.
В накопителях объемом до 100 л устройств для выпуска воздуха нет. Лишний газ удаляется после полного слива воды.
Слив воды производится стандартным краном на входе
Почему нужно уметь подбирать гидробак
Чтобы оборудование хорошо функционировало и обеспечивало водой жителей дома, нужно не только знать, что такое гидроаккумулятор для систем водоснабжения, но и как его правильно подобрать.
Если объем накопителя недостаточный, то насос будет работать в усиленном режиме, для того, чтобы обеспечить необходимое давление в сети.
При излишнем объеме гидробака такой проблемы не будет, кроме того, в емкости постоянно будет некоторый объем воды, который можно будет использовать, например, в случае отключения электричества. Но не стоит гнаться за размером, ведь основным назначением оборудования является поддержание давления для распределения жидкости в сети. А для запаса воды можно подобрать другой, менее дорогой резервуар, например, из пластика.
У каждой вещи свое назначение – с хранением воды «про запас» лучше справится обычная пластиковая емкость
Расчет оптимального объема гидробака
Правильно подобранный объем гидробака позволит:
обеспечить достаточный уровень потребления воды,
оптимально использовать насосное оборудование,
продлить срок службы накопителя и элементов системы.
Существует несколько способов, как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и рассчитать необходимый объем накопителя.
Итальянские инженеры разработали методику расчета UNI 8192. Подбор осуществляется по трем параметрам: максимальному расходу воды, количеству допустимых включений насоса в час и высоты подачи воды.
При небольшой потребности в водоснабжении, например, для семьи из 2-3 человек, живущей в одноэтажном доме, объем гидробака можно не рассчитывать. Достаточно будет 24-литровой емкости.
Для домов большей этажности и с немалым количеством точек потребления воды, следует произвести расчет.
Нужный размер гидробака можно выбрать только на основании расчетов
Он проводится по схеме:
По таблицам определяются суммарные коэффициенты потребления воды в зависимости от используемого оборудования.
Рассчитывается максимальный расход воды. Например, при совместной работе душа, смывного бачка и крана на кухне этот показатель будет равен 30л/мин (Qmax).
Расчетное количество включений насоса в час (для комфортной работы) принимается за а=15. При более интенсивной работе мембрана гидробака совершает слишком частые колебания, что приводит к ее преждевременному разрушению. К тому же производительность насоса не дает возможности полностью заполнить накопитель водой. Насос при непрерывной работе перегревается и быстрее выходит из строя.
Следующая важная величина – максимальное и минимальное давление для срабатывания реле. Для двухэтажных домов эти значения 3 бар и 1,5 бар соответственно (Pmax и Pmin). В расчете участвует начальное давление газа в установке P0=1,3 бар.
Необходимый объем определяется по формуле: V=16,5 x Qmax x Pmax x Pmin /(a x (Pmax-Pmin)x P0)=16,5х30х3х1,5/(15х(3-1,5)х1,3)=76 л.
Ближайшим по значению является бак объемом 80 л.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения с такой вместимостью позволит выполнить потребности в водоснабжении жителей 2-х этажного дома при трех работающих одновременно точках разбора воды.
Нужен ли запас емкости
Дополнительный объем воды, хранящейся в гидробаке, не отражается на его эксплуатации. Основной функцией агрегата является поддержание давления в водопроводной сети.
Если необходим значительный запас воды, проще и значительно дешевле встроить в систему резервный бак из пластика. Поэтому при подборе оборудования приобретать гидроаккумулятор с запасом не имеет смысла.
При увеличении потребности в водообеспечении, например, при увеличении числа жильцов или количества потребляющей воду бытовой техники, можно дополнительно установить еще один гидробак небольшого объема. Их производительность суммируется. Место установки дополнительного гидробака не играет важной роли.
При необходимости в систему можно установить несколько гидробаков
Расчет давления в гидроаккумуляторе
Для того, чтобы оборудование эффективно работало и обеспечивало нужды жильцов дома, давление в гидробаке должно быть избыточным.
Чтобы вода поступала к верхней точке разбора, давление воздуха в цилиндре должно быть больше гидростатического, создаваемого столбом жидкости высотой от нижней до верхней точки водопотребления. Например, для двухэтажного здания эта величина равна Р мин = 0,7 бар (10 м =1 бар). Перепад высот в данном случае около 7 м.
Для устойчивой работы необходима разница в 0,5-0,6 бар между давлениями в нижней и верхней точками.
Таким образом, номинальное давление в гидроаккумуляторе Рном =0,6+0,7=1,3 бар
Заводские настройки предусматривают необходимое давление 1,5-2 бар, что является оптимальным для работы гидроаккумулятора. Для его контроля в устройство вмонтирован тонометр.
Тонометр необходим для контроля давления в гидробаке
При отклонении параметра давления в меньшую сторону его можно скорректировать, накачав воздух автомобильным насосом, для чего в корпусе устройства предусмотрен ниппель.
Установка, тестирование, подключение
Просто смонтировать гидробак не является сложной задачей – более насущной проблемой обычно является грамотный выбор объема и рабочего давления, поэтому лучше если все работы в комплексе будут проводить специалисты.
В первую очередь подбирается место под установку, которое должно соответствовать следующим требованиям:
вибрация и шум от работающего оборудования не мешают жильцам,
существует достаточное пространство для обслуживания и ремонта гидробака,
обеспечена надежная опора на ровное и выставленное строго горизонтально основание.
При установке используются амортизирующие прокладки из резины, которые частично гасят вибрацию.
Для установки гидробака необходимо надежное основание
Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения проводят в следующем порядке:
Подготавливается ровная площадка на прочном основании, например, бетонном полу подвала.
Гидробак устанавливается на основание, используя специальные прокладки.
Проводятся контрольные измерения давления в цилиндре в нерабочем состоянии. Оно должно быть не менее 1,5 бар (атм). Это заводская настройка. При недостаточном давлении можно воспользоваться автомобильным насосом.
На патрубок гидроаккумулятора устанавливается штуцер, имеющий пять выходов.
Поочередно подключаются водяной насос, водопроводная труба, манометр и реле давления к выходам штуцера.
Для уменьшения вибрации применяют гибкие переходники. Их устанавливают на участке подключения агрегата к водопроводу. Следует следить за тем, чтобы просвет переходника не был меньше диаметра подключаемой трубы.
Подключение насоса к гидробаку показано на видео:
Гидробак заполняется водой и проверяется на наличие течей. При необходимости проводится дополнительная герметизацию резьбовых соединений.
Заливать в бак воду нужно очень медленно, чтобы избежать разрыва мембраны. При долгом хранении возможно слипание «груши», при постепенном наполнении гибкая форма плавно расправится.
Подключается электропитание и настраивается реле давления согласно инструкции к оборудованию.
При использовании погружного насоса необходимо установить обратный клапан. Он препятствует обратному оттоку воды в скважину.
Схема подключения гидроаккумулятора к элементам водопроводной сети.
Популярные модели
Покупатель, приобретая гидроаккумулятор, основное внимание уделяет объему цилиндра. На сегодняшний день выпускаются и используются в быту модели вместимостью от 10 л до 200 л.
По данным опроса российской интернет-аудитории наиболее востребованными являются гидробаки объемом 76-100 л, 11-25 л и 26-50. Для дачных участков часто покупают накопители до 10 л. Вертикальная установка в числе приоритетных.
Обычно, какой купить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, выбирают просто по соотношению цена-качество. Производители предлагают модели, сочетающие в себе различную комплектацию и достойное качество по разумной цене. Рейтинг производителей выглядит следующим образом: Reflex, Jeelex, Wester, UNIPUMP, CIMM.
Заключение
Гидроаккумулятор – необходимый элемент для системы водоснабжения частного дома, который обеспечит долговечную работу насоса и бесперебойное снабжение водой. Чтобы аппарат прослужил долго и не требовал частых ремонтов, его нужно правильно подобрать и грамотно установить, для чего рекомендуется воспользоваться услугами грамотных специалистов. Разобравшись для чего нужен гидроаккумулятор, можно планировать его установку и искать хороших специалистов, которые сделают все на высшем уровне.
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.
