Кроме того, внутри гидроаккумулятора всегда имеется резерв воды, который может быть весьма полезен, например, при поломке насоса. Понимание принципа работы гидроаккумулятора дает возможность выбрать правильное оборудование, организовать его качественный монтаж и обеспечить надлежащий уход за ним.
Гидроаккумуляторы для водоснабжения: принцип работы, виды, как правильно подобрать
Современная система автономного водоснабжения обязательно должна включать в себя емкость, предназначенную для хранения определенного объема воды. Разумеется, самый простой вариант — это обычный пластиковый или металлический бак, который можно установить на чердаке.
Тем не менее, гидроаккумуляторы для водоснабжения все более уверенно начинают заменять привычные накопительные баки, поскольку они представляют гораздо больше удобства и лучшим образом влияют на функционирование всей системы водоснабжения.
В данной статье подробно рассматриваются разнообразные разновидности гидроаккумуляторов и приводятся рекомендации по их выбору. Мы также подробно освещаем вопросы установки оборудования и его настройки. Наши советы помогут обеспечить стабильную работу устройства и продлить срок его службы.
Принцип работы типового гидробака
Гидроаккумулятор, также называемый гидробаком, аккумуляторным или напорным баком — все это разные наименования одного и того же устройства.
С внешней стороны это действительно металлическая емкость, а внутри она делится на две секции с помощью специальной резиновой прокладки, которую иногда называют мембраной.
Гидропневматические емкости, известные также как гидробаки или гидроаккумуляторы, применяются для создания автономных водоснабжающих систем с целью автоматизации процесса водозабора.
Наиболее распространенные модели гидроаккумуляторов часто поставляются в комплекте с насосными станциями, которые используются для откачки воды из мелководных источников.
Глубина, с которой насосная станция может забирать воду, в среднем составляет 10 метров. Чтобы увеличить эту глубину, оборудование и гидроаккумулятор устанавливаются в кессон.
Гидроаккумуляторы могут использоваться в сочетании с погружными насосами для откачки воды с глубины свыше 25 метров. В таких случаях гидроаккумулятор размещается в любом месте на поверхности системы.
Если кессон утеплен или его дно располагается ниже уровня сезонного промерзания грунта, гидробак для глубокой скважины сможет работать в кессоне весь год без каких-либо проблем.
Когда нет возможности защитить гидроаккумулятор от воздействия отрицательных температур, его целесообразно установить внутри здания, в отапливаемом помещении.
Гидроаккумуляторы, входящие в состав насосной станции, часто используются в сложных схемах или при наличии длинных систем, где проблема транспортировки воды к потребителю решается с помощью двух или более насосов.
Если водоснабжение планируется использовать только в летнее время, допускается размещение гидробака на улице, при условии, что он будет находиться под навесом, защищающим его от прямых солнечных лучей.
Прокладка надежно закреплена у горловины бака, где находится входное отверстие для поступления воды. На противоположной стороне есть еще одно отверстие для воздуха, где установлен обычный ниппель. Для чего это необходимо? Мембрана разделяет гидробак на две камеры: в одной из них находится вода, а в другой — воздух под определенным давлением.
Давление в гидроаккумуляторе измеряют с помощью манометра. Некоторые модели дополнительно оборудованы фильтром для предотвращения попадания загрязняющих частиц внутрь. Мембрана изготовлена из специальной резины, которая не только обладает необходимой эластичностью, но и безопасна для здоровья человека.
Гидроаккумулятор разделен мембраной на две части: вода находится с одной стороны, а воздух под давлением — с другой, что позволяет создать напор в водопроводной системе.
Когда гидробак подключён к системе водоснабжения, вода из него подается с постоянным напором, что улучшает качество воды в кране и создает необходимые условия для работы бытовой техники.
Мембрана гидробака содержит переменное количество воды, в связи с чем сама мембрана постоянно сжимается и растягивается. По мере увеличения объема воды сжимается газ, что приводит к повышению давления. Устройство, регистрирующее пределы давления, управляет работой насоса, включая и выключая его по мере необходимости.
Требования для автоматических стиральных машин, гидромассажных установок и другой техники предполагают определенные показатели давления в водопроводной системе. Обычно гидроаккумуляторы комплектуются специализированным устройством для регулировки давления— реле давления.
Принцип работы и устройство гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор — это емкость, предназначенная для накопления определенного объема воды.
Основная функция гидроаккумулятора заключается в накоплении воды, которую он может предоставить в водопроводной системе в случае снижения давления. Это позволяет сократить частоту включений и отключений насоса.
- герметический корпус цилиндрической формы, выполненный из металла;
- мембрана внутри бака;
- ниппель;
- патрубок.
Мембрана, которая иногда называют «грушей», делит аккумулятор на две секции. В одной находится вода, а во второй — воздух или инертный газ. Таким образом, ресурс внутри устройства остается под давлением, что позволяет контролировать напор жидкости.
Гидроаккумулятор для системы водоснабжения можно приобрести в нашем интернет-магазине.
Гидроаккумулятор устанавливается в системе водоснабжения частного дома после насоса. Местоположение на внутренней или внешней магистрали зависит от характеристик конкретной системы.
Механизм действия гидроаккумулятора состоит в том, что жидкость заполняет внутреннюю емкость и накапливается, в то время как мембрана создает необходимое давление, без которого не обеспечивается стабильная и полноценная подача воды.
Обычный накопительный бак не способен обеспечить условий для транспортировки воды по трубам с необходимым напором. Для этого такой бак должен быть установлен на определенной высоте, что обеспечит оптимальный напор. Устанавливая гидроаккумулятор, не нужно поднимать его на возвышение, достаточно лишь подкачать до соответствующего уровня давление воздуха.
Обязательным элементом гидроаккумулятора является реле давления, которое контролирует работу насосного оборудования в соответствии с заданными параметрами.
Принцип работы гидроаккумулятора с реле давления заключается в том, что насос включается и выключается по достижении заданных значений нижнего и верхнего давления. Другими словами, когда в гидроаккумуляторе воды становится достаточно, давление достигает установленного значения — насос отключается. Если же при использовании воды её уровень в баке падает до минимально допустимого, насос вновь включается и начинает закачивать воду в емкость.
В систему водоснабжения также устанавливаются фильтры для очистки поступающей воды.
Эта последовательность действий в системе играет ключевую роль. Если убрать гидроаккумулятор и реле давления, насос будет включаться при каждом открытии крана. И если требуется большое количество воды, насос будет работать непрерывно, что приведет к перегреву электродвигателя и возможным гидравлическим ударам, так как вода будет быстро всасываться. Более того, такие нагрузки могут повреждать трубы системы. Избежать всех вышеперечисленных проблем возможно с помощью установки гидроаккумулятора в водоснабжающую систему. Кроме того, гидробак обеспечит накопление некоторого запаса жидкости, который будет вам полезен в случае отключения электроэнергии.
Типы гидроаккумуляторов
Гидроаккумуляторы классифицируются по способу установки:
Как правило, емкости объемом до 50 литров устанавливаются горизонтально, в то время как баки большего объема располагаются в вертикальном положении. Это никак не влияет на эффективность работы, просто так удается экономить пространство. Обычно горизонтальные устройства подключаются к поверхностным насосам, а вертикальные — к погружным. На практике этот принцип является наиболее рациональным, однако окончательное решение зависит от специфики самой водопроводной системы.
Важно! Не стоит путать общий объем гидробака с количеством воды, которое он может вмещать. При выборе гидравлического аккумулятора следует учитывать особенности системы.
Гидроаккумуляторы чаще всего производятся синего цвета или в его различных оттенках, чтобы их не перепутали с красными расширительными баками для отопления. Эти устройства не взаимозаменяемы, поскольку мембраны, используемые в них, сделаны из различных материалов. В гидробаке мембрана из пищевой резины, в то время как у расширительных баков она изготовлена из другого состава. Синие емкости способны выдерживать более высокие давления. Использование устройств не по назначению может привести к их быстрому выходу из строя.
Если бак находится в вертикальном положении, вода поступает снизу, тогда как в верхней части находится ниппель, через который при необходимости можно удалить избыток воздуха. Горизонтально ориентированные гидроаккумуляторы имеют подводы для подачи воды и сброса лишнего воздуха сбоку корпуса.
Размер соединения с водоснабжением во всех гидроаккумуляторах стандартный — 1 1/2 дюйма. Резьба, соединяющая мембрану гидроаккумулятора, может быть как внутренней, так и наружной. Их параметры у всех моделей одинаковые:
- для внутренней резьбы — полдюйма;
- для внешней — 3/4 дюйма.
Совет! При выборе бака обратите внимание на это требование, чтобы обеспечить надежное соединение устройства с трубами, при этом важно, чтобы размеры патрубка совпадали с размерами водопроводной трубы.
В видео рассказывается о том, как работает мембранный гидроаккумулятор и как провести замену мембраны.
Для организации автономного водоснабжения важно заранее определиться с методом монтажа гидроаккумулятора к системе водоснабжения и способом стравливания воздуха из устройства. Кроме того, специалисты рекомендуют устанавливать реле давления, которое будет регулировать работу насоса.
Совет! Рекомендуется приобретать устройства отечественного производства, так как импортные модели могут не всегда эффективно функционировать в наших условиях.
Подбор гидроаккумулятора для водоснабжения по объему
Объем – одна из ключевых характеристик гидробака, от которой зависит, какое количество воды он сможет принимать при изменение уровня давления.
Формула для расчета объема гидробака:
16,5 — это неизменяемый коэффициент;
Q – общий расход воды, который потребляется сантехникой в доме, л/мин. Таблица расхода воды представлена в СНиП 2.04-01.85 (приложение 2). Например, умывальник со смесителем потребляет 0,09 литра холодной воды в секунду (это 5,4 л/мин), унитаз с бачком — 0,1 л/с (это 6 л/мин), а ванна — 0,07 л/с (что эквивалентно 4,2 л/мин). Суммируя, при наличии только умывальника, унитаза и ванной, общий расход составит 15,6 л/мин.
A – лимит включений насоса в час. Эта информация указана в техническом паспорте насоса.
Pмин – давление в системе водоснабжения при работающем насосе (приблизительно 1,4 атм).
Pмакс – давление в системе водоснабжения при выключенном насосе (приблизительно 2,8 атм).
P0 – давление воздуха в гидробаке в отсутствие воды (можно принять за Pмин минус 10%).
Примерный расчет объема гидроаккумулятора:
- Максимальное количество включений насоса в час — 20;
- Общий расход воды — 15,6 л/мин;
- Давление в пустом гидробаке — 1,26 атм.
Подставляя указанные цифры в формулу, получаем:
Исходя из расчетов, следует подбирать гидроаккумулятор объемом от 30 литров, например, модель Джилекс Г35 на 35 л.
Популярные марки гидроаккумуляторов для водоснабжения
На рынке представлено множество брендов гидроаккумуляторов. Общая схема их конструкций схожа, но могут отличаться некоторые технические детали, такие как материал корпуса, мембраны или фланцев.
Мембраны чаще всего изготавливаются из этиленпропиленового каучука (EPDM) или из бутиловой резины. Бутиловая резина является более эластичной и износостойкой, однако она стоит дороже. EPDM чуть менее устойчива к растяжению, но и ее цена ниже.
Фланцы, как правило, изготавливаются из стали, реже — из пластика. Стальные фланцы по цене выше, но обладают значительно большей надежностью.
Корпуса мембранных баков выполняются из обычной стали с антикоррозионным покрытием или из нержавеющей стали. Баки из нержавейки более долговечны, но и их стоимость выше.
Гидроаккумуляторы Джилекс для водоснабжения
Российский производитель предлагает бак со стойким к коррозии корпусом из фосфотированной стали. Он покрыт краской, устойчивой к ультрафиолету. На корпусе есть специальное крепление для насоса, а мембрана из EPDM применяется в моделях до 100 л включительно. В моделях объемом от 200 л используется бутиловая резина, а фланец может быть как пластиковым, так и из оцинкованной стали.
Гидроаккумуляторы Беламос (Belamos) для водоснабжения
Компания предлагает баки объемом 24, 50, 80, 100, 200 и 300 литров. Корпус изготовлен из стали толщиной 0,8-1 мм, в зависимости от модели. Мембрана у этих устройств выполнена из бутиловой резины, а на бак нанесено порошковое покрытие для защиты от коррозии. У вертикальных моделей имеется клапан для стравливания воздуха.
Гидроаккумуляторы Zilmet для водоснабжения
Предлагается широкий выбор моделей по объему — от 24 до 5000 литров. Корпуса выполнены из углеродистой стали. Фланцы могут быть из гальванизированной стали или из нержавейки. Мембрана, изготовленная из бутиловой резины, не выделяет вредных веществ и может применяться для питьевой воды. В случае необходимости мембрану можно заменить.
Монтаж гидроаккумулятора
Монтаж гидроаккумулятора должен проводиться в строгом соответствии с инструкциями, а еще лучше — поручить эту работу специалистам. Однако если вы решили установить его самостоятельно, вот несколько рекомендаций:
- Ни в коем случае не устанавливайте гидроаккумуляторы с явными внешними повреждениями!
- Убедитесь, что условия эксплуатации места установки соответствуют требованиям производителя.
- Обязательно учитывайте вес гидроаккумулятора как в пустом состоянии, так и с водой.
- Заблаговременно определите, куда будете сливать воду из бака.
- Помещение должно иметь постоянное отопление, чтобы предотвратить замерзание воды в гидроаккумуляторе.
- Избегайте динамических нагрузок на гидроаккумулятор и всю систему водоснабжения.
- Необходимо предусмотреть защиту гидроаккумулятора от механических повреждений и влаги.
- В зависимости от размера бака следует оценить, сможет ли он пройти через двери вашего дома.
Теперь разберем основные проблемы, с которыми вы можете столкнуться при эксплуатации гидроаккумуляторов и способы их решения.
Например, если насос стал включаться слишком часто, это может указывать на несколько причин:
- Если в емкости недостаточно сжатого воздуха, используйте автомобильный насос для подкачивания воздуха.
- Если мембрана повреждена, замените ее либо самостоятельно, либо с помощью специалистов. Если выбрали первый способ, обязательно изучите информацию об этом. Меняйте мембрану только на аналогичную своей модели. Первая явная причина поломки мембраны — заметные протечки воды из воздушного клапана.
- Если корпус бака поврежден, вызовите специалистов для его ремонта.
- При помощи реле давления следует перенастроить давление, если разница между показателями включения и выключения насоса слишком мала.
- Если давление воздуха ниже ожидаемого, вам необходимо его подкачать, и давление само восстановится.
Следующей важной проблемой может быть падение водяного давления, то есть отсутствие напора. Это может происходить в двух основных случаях:
- В баке нет сжатого воздуха, что требует его добавления.
- Насос не выдает необходимое давление. В этой ситуации обратите внимание на технические характеристики насоса, возможно, он неисправен. Важно выявить и устранить причины неисправности, либо самостоятельно, либо консультируясь со специалистами.
Итог
Вода из скважины или колодца попадает в насос, который затем подает ее в гидроаккумулятор, а точнее — в его мембрану. Когда достигается определенный объем, насос прекращает закачивание воды, основываясь на давлении внутри системы.
Когда вода начинает расходоваться на нужды, такие как работа стиральной машины или душа, датчики снова активируют насос, который закачивает воду обратно в бак. Таким образом можно сделать вывод:
- Гидроаккумулятор не только защищает весь водопровод и насос, но и позволяет сэкономить электроэнергию. При этом его стоимость остается относительно низкой, а обслуживание не представляет сложности; все расчеты по его работе можно выполнить достаточно легко.
Проходные гидроаккумуляторы
Конструкция гидроаккумуляторов может незначительно отличаться в зависимости от их объема: у устройств объемом до 80 литров мембрана прикрепляется только снизу, тогда как у изделий от 100 литров и больше крепления могут находиться как снизу, так и сверху. В таких моделях проводится холостая штанга сквозь верхнюю часть мембраны. Уплотнительный элемент расположен с одной стороны, резьба — с другой. Часть штанги с резьбой выведена наружу бака и фиксируется притягивающей гайкой. Это наружное резьбовое соединение может быть либо закрыто заглушкой, либо оборудовано манометром или реле давления. Подобный гидроаккумулятор называется проходным.
По конструкции гидроаккумуляторы делятся на два типа: горизонтальные и вертикальные.
Вертикальные модели устанавливаются на ножках, расположенных в нижней части бака. Горизонтальные устройства имеют опоры снизу и площадку для дополнительного оборудования, например, насоса или шкафа управления, в верхней части.
Определение типа выполнения зависит от предполагаемого места установки: для установки на пол выбираются вертикальные модели, так как они экономят пространство и компакты.
Алгоритм работы гидроаккумулятора
В процессе запуска насоса мембрана в баке растягивается по мере его заполнения водой. Это растяжение мембраны приводит к сжатию воздушного пространства, в результате чего возрастает давление в воздухе и воде внутри мембраны. Как только давление достигнет заданного предела в соответствии с установленными параметрами, насос автоматически отключается. Поскольку система герметична, давление остается в системе даже после остановки насоса.
Постоянное давление в системе обеспечивает возможность подачи воды от мембраны к потребителю при ее извлечении. Процесс создает медленное снижение давления до показателя, при котором насос включается и возобновляет подачу воды. После завершения водозабора насос снова заполняет мембрану, и цикл повторяется. Параметры, при которых насос включается и выключается, устанавливаются с помощью автоматических систем управления. Корректность и точность работы автоматизации напрямую зависят от плавности и постоянства процессов повышения и понижения давления в системе.
В ситуациях, когда используется мощный насос или забор воды происходит слишком медленно, возможно отсутствие синхронизации — насос может одновременно перекачивать воду потребителю и в сам гидроаккумулятор. Это может привести к повреждению оборудования и нарушению работы системы, поэтому необходимо избегать таких ситуаций, корректируя настройки реле давления или используя частотный преобразователь.
Еще одним важным свойством гидроаккумулятора является его способность защищать систему от гидравлических ударов. При быстром например, закрытии задвижки благодаря растяжению мембраны гасится возникшее давление, создающее шоковые волны.
