Стабилизируем работу автономных систем водоснабжения: гидроаккумулятор для частных домов. Как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, какие параметры особенно важны Выбор объема гидробака
Достаточно вникнуть в принцип действия и устройство гидроаккумулятора, чтобы самому понять, насколько важен этот агрегат для систем подачи воды в частном доме.
Любой владелец загородного жилья прекрасно осведомлен о том, как бывает сложно обеспечить стабильную работу автономных . Сбои в подаче воды случаются достаточно часто. Они приводят к выходу из строя дорогостоящей бытовой техники и существенно осложняют жизнь человека в частном доме.
Иногда хватает одного скачка давления, чтобы газовый нагреватель воды либо недавно приобретенная посудомоечная машина поломались. Предупредить подобные неприятности помогает гидроаккумулятор для систем водоснабжения, называемый в быту расширительным, напорным или накопительным баком.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения
Основные задачи такого устройства:
- Поддержка в водопроводной сети постоянной величины давления, защита системы от его перепадов. При одновременной работе 2–3 кранов (например, на кухне и в санузле) при скачках напора воды отмечаются значительные температурные колебания. Если в это время вы принимаете душ или моете посуду, есть большая вероятность получения ожога. Предотвратить столь неприятные ситуации позволяет установка расширительного бака для систем водоснабжения.
- Предохранение от раннего эксплуатационного износа водного насоса. В гидроаккумуляторе всегда имеется некоторое количество воды. При открытии крана именно она начинает поступать в сеть в первую очередь. При этом насос не включается до тех пор, пока запас воды в накопительном баке полностью не израсходуется.
- Защита трубопровода от гидравлических ударов. Они нередко фиксируются при запуске насоса и наносят системе водоснабжения ощутимый вред.
- Обеспечение потребителей определенным запасом воды на случай отключения подачи электроэнергии, когда насос не функционирует из-за отсутствия электричества. Вода, благодаря установленному баку, в подобных ситуациях все равно имеется. Ее конкретное количество зависит от объема гидроаккумулятора (100 литров, 200 литров и так далее).
Как видите, рассматриваемый гидробак имеет действительно огромное значение для нормального функционирования систем водоснабжения в частных жилищах, особенно если они располагаются за городом.
По виду накопления энергии интересующие нас устройства бывают с механическим и с пневматическим накопителем. Первые из указанных функционируют за счет кинетики пружины либо груза. Механические баки характеризуются большим количеством эксплуатационных недостатков (крупные геометрические размеры, высокая инерционность систем), поэтому для бытовых систем водоснабжения они не используются. При этом стоит заметить, что такие устройства не нуждаются в подзарядке и питании от внешних электроисточников.
Агрегаты с пневматическим накопителем более распространены. Они функционируют за счет сжатия воды под давлением газа (либо наоборот) и делятся на следующие виды: поршневые; с грушей или с баллоном; мембранные. Поршневые аппараты рекомендованы для случаев, когда требуется постоянно иметь достаточно большой запас воды (500–600 литров). Их стоимость невысока, но в частных жилищах такие установки эксплуатируются крайне редко.
Небольшие размеры имеют мембранные баки. Они удобны в применении. Их чаще всего используют для систем водоснабжения частных домостроений. Активно применяются и более простые баллонные агрегаты. Такие приспособления просты в монтаже (их установку можно произвести самостоятельно) и обслуживании (при необходимости любой домашний мастер без труда заменит резиновую грушу, вышедшую из строя, либо прохудившийся бак). Хотя потребность в ремонте баллонных гидроаккумуляторов возникает редко. Они по-настоящему долговечны и надежны в эксплуатации.
Мембранный бак для частного дома
По назначению накопительные баки подразделяются на такие типы:
- для систем отопления;
- для горячей воды;
- для холодной воды.
А по способу монтажа выделяют вертикальные и горизонтальные агрегаты. И первые, и вторые функционируют абсолютно одинаково. У вертикальных гидробаков объемом более 100 литров обычно имеется специальный клапан. Он дает возможность стравливать воздух из сети водоснабжения. Горизонтальные аппараты снабжаются отдельным креплением. К нему фиксируется наружный насос.
Также расширительные баки для автономных систем водоснабжения различаются по своему объему. В продаже имеются и совсем маленькие агрегаты, рассчитанные на 2–5 литров, и настоящие гиганты на 500 и более литров. Для частных домов рекомендуется приобретать гидроаккумуляторы на 100 либо 80 л.
Мембранные гидроаккумуляторы представляют собой емкость, внутри которой устанавливается резиновая специальная прокладка, разделяющая бак на две функциональные части. В одну часть закачивается инертный газ либо обычный воздух, во второй находится вода.
Рассматриваемый нами агрегат оснащается манометром, показывающим давление воздуха, а также специальным отверстием, по которому подается вода. Ее закачка в емкость производится за счет действия электрического насоса. Если гидробак для систем водоснабжения оснащен автоматическими приборами, они самостоятельно выключают насосное оборудование при достижении заданного показателя давления. При этом вода перестает поступать в емкость.
Устройство гидробака
Давление в баке уменьшается при каждом расходе воды. Когда оно становится минимально допустимым, автоматика снова запускает насосное оборудование и подкачивает воду. Как видим, принцип работы гидроаккумулятора очень прост. Разобраться с этим вопросом несложно даже человеку весьма далекому от премудростей систем водоснабжения и оборудования для них. Устройство баков с грушей или баллоном (их чаще всего изготавливают на 100 литров) отличается от мембранных тем, что в них нет соприкосновения жидкости с корпусом емкости. В баллонных агрегатах вода попадает в грушу, а затем расходуется по назначению.
Важный момент! Мембранные баки емкостью более 100 л всегда снабжаются стравливающим воздух клапаном. В гидроаккумуляторах с меньшим литражом такого дополнительного элемента нет. Поэтому при их монтаже нужно в обязательном порядке снабдить водопровод краном либо специальным тройником, с помощью которых можно будет перекрыть главную магистраль сети, а затем без проблем стравить ненужный воздух.
Баллонные и мембранные емкости монтируются по двум методикам. Если вы применяете поверхностное насосное оборудование, гидроаккумулятор подключается по такой схеме:
- Определяете давление внутри емкости. Его показатель обязан быть меньше на 0,3–1 бар величины давления, необходимого для запуска насосного оборудования (конкретное число обычно указывается на реле насоса).
- Подключаете к гидробаку штуцер. Он должен иметь 5 выходов – для подключения водопроводной трубы, насоса, непосредственно накопительной емкости, манометра, насосного агрегата и реле. Штуцер присоединяется к гидроаккумулятору через фланец, который снабжен специальным клапаном (пропускным) или жестким шлангом.
- Привинчиваете все остальные элементы системы к штуцеру.
- Места всех соединений герметизируете лентой либо герметиком и паклей.
Схема подключения гидроаккумулятора
Особое внимание при монтаже оборудования уделите подключению реле давления. Под его крышкой есть два контакта – насос и сеть. Вам нужно подвести к каждому из них соответствующий провод. Сделать это несложно, если контакты подписаны. В противном случае придется вызывать профессионального электрика. После установки и подключения бака обязательно проверьте систему на отсутствие протечек. Если таковые есть, выполните герметизацию соединений более качественно.
Подключение накопительной емкости к имеет некоторые особенности. Такое насосное оборудование устанавливается в колодце с водой или в скважине. В этом случае обязательно монтируется обратный клапан. Его ставят на насос (через внутреннюю резьбу, сделанную в крышке устройства).
Клапан необходим для предотвращения обратного оттока воды в колодец. Это его единственная задача. После монтажа обратного клапана к системе подаче воды можно подключать и гидробак по уже известной вам схеме. Теперь вы знаете все о принципе действия, устройстве и тонкостях монтажа накопительных емкостей. Смело устанавливайте гидроаккумулятор, чтобы в вашем жилище никогда не было перебоев с водой!
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 .
Гидроаккумулятор является специальной металлической герметичной емкостью, содержащей внутри эластичную мембрану и определенный объем воды под определенным давлением.
Гидроаккумулятор (другими словами – мембранный бак, гидробак) используется для поддержки стабильного давления в водопроводе, предохраняет водяной насос от преждевременного износа из-за частого включения, предохраняет систему водоснабжения от возможных гидроударов. При отключении напряжения, благодаря гидроаккумулятору, вы всегда будете с небольшим запасом воды.
Вот основные функции, которые выполняет гидроаккумулятор в системе водоснабжения:
- Предохранение насоса от преждевременного износа. Благодаря запасу воды в мембранном баке, при открытии водопроводного крана насос будет включаться только в том случае, если запас воды в баке иссякнет. Любой насос имеет определенную норму включений в час, поэтому, благодаря гидроаккумулятору, у насоса появиться запас неиспользованных включений, что повысит срок его эксплуатации.
- Поддержка постоянного давления в водопроводной системе, предохранение от перепадов напора воды. Из-за перепадов напора при одновременном включении нескольких кранов происходят резкие колебания температуры воды, например в душе и на кухне. Гидроаккумулятор успешно справляется с такими неприятными ситуациями.
- Предохранение от гидроударов, которые могут возникать при включении насоса, и способны порядком подпортить трубопровод.
- Поддержание запаса воды в системе, что позволяет пользоваться водой даже во время отключения электричества, что в наше время происходит довольно часто. Особенно ценна эта функция в загородных домах.
Устройство гидроаккумулятора
Герметичный корпус этого устройства разделяется специальной мембраной на две камеры, одна из которых предназначена для воды, а другая – для воздуха.
Вода не соприкасается с металлическими поверхностями корпуса, так как она находится в водяной камере-мембране, изготовленной из крепкого резинового материала бутила, устойчивого к воздействию бактерий соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам, предъявляемым к питьевой воде.
В воздушной камере находится пневмоклапан, предназначением которого является регулирование давления. Вода попадает в гидроаккумулятор через специальный присоединительный патрубок на резьбе.
Устройство гидроаккумулятора должно быть смонтировано таким образом, чтобы его можно было беспрепятственно разобрать в случае ремонта или профилактики, не сливая при этом всю воду из системы.
Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.
В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 л находится особый клапан для стравливания воздуха, выделяющегося из воды. Для малолитражных гидроаккумуляторов, в которых нет такого клапана, в системе водопровода должно быть предусмотрено устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, который перекрывает основную магистраль системы водоснабжения.
В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно составлять 1.5-2 атм.
Принцип работы гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор работает так. Насос подает воду под давлением в мембрану гидроаккумулятора. Когда достигается порог давления, реле отключает насос и вода прекращает подаваться. После того, как при заборе воды давление начинает падать, насос опять автоматически включается и подает воду в мембрану гидроаккумулятора. Чем больший объем гидробака, тем эффективнее результат его работы. Срабатывание реле давления можно регулировать.
Во время работы гидроаккумулятора, растворенный в воде воздух постепенно скапливается в мембране, что приводит к снижению эффективности работы устройства. Поэтому, необходимо производить профилактику гидроаккумулятора, стравливая накопившийся воздух. Частота проведения профилактик зависит от объема гидробака и частоты его эксплуатации, что составляет приблизительно один раз в 1-3 месяца.
Эти устройства могут быть вертикальной и горизонтальной конфигурации.
Принцип работы устройств не имеет различий, за исключением того, что вертикальные гидроаккумуляторы объемом больше 50 л в верхней части имеют специальный клапан для стравливания воздуха, который постепенно накапливается в системе водоснабжения во время эксплуатации. Воздух скапливается в верхней части устройства, потому расположение клапана для стравливания выбрано именно в верхней части.
В горизонтальных устройствах для стравливания воздуха монтируется специальный кран или слив, который устанавливается за гидроаккумулятором.
Из устройств маленьких размеров, не зависимо от того, вертикальные они или горизонтальные, воздух стравливается с помощью полного слива воды.
Выбирая форму гидробака, исходят из размеров технического помещения, где они будут установлены. Все зависит от габаритов устройства: какое лучше впишется в отведенное для него место, такое и будет установлено, независимо от того горизонтальное оно или вертикальное.
Схема подключения гидроаккумулятора
В зависимости от возложенных функций, схема подключения гидроаккумулятора к водопроводной системе может быть разной. Самые популярные схемы подключения гидроаккумуляторов приведены ниже.
Такие насосные станции устанавливаются там, где присутствует большое водопотребление. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно.
На повысительной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления во время включения дополнительных насосов и для возмещения небольших водоразборов.
Еще такая схема широко применяется, когда в системе водоснабжения происходит частое прерывание подачи электроэнергии на повысительные насосы, а присутствие воды жизненно необходимо. Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.
Чем больше и мощнее насосная станция, и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидрроаккумулятора, исполняющего роль демпфера.
Буферная емкость гидробака тоже зависит от объема необходимого запаса воды, и от разницы в давлении при включении и отключении насоса.
Для длительной и бесперебойной работы погружной насос должен совершать от 5 до 20 включений в час, что указывается в его технических характеристиках.
При падении давления в водопроводной системе до минимального значения автоматически включается реле давления, а при максимальном значении – отключается. Даже самый минимальный расход воды, особенно в малых системах водоснабжения, может понизить давление до минимума, что моментально даст команду для включения насоса, ведь утечка воды компенсируется насосом моментально, а через несколько секунд, при пополнении запаса воды, реле отключит насос. Таким образом, при минимальном водопотреблении, насос будет работать почти вхолостую. Такой режим работы неблагоприятно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Положение может исправить гидроаккумулятор, который всегда имеет нужный запас воды и успешно компенсирует незначительный ее расход, а также защитит насос от частого включения.
Кроме этого, гидроаккумулятор, подключенный к схеме, сглаживает резкое повышение давления в системе при включении погружного насоса.
Объем гидробака выбирается в зависимости от частоты включений и мощности насоса, расхода воды в час и высоты его установки.
Для накопительного водонагревателя в схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Нагреваясь, вода расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, а так как она не имеет свойства сжиматься, то самый минимальный рост объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов водонагревателя. Здесь тоже придет на помощь гидробак. Его объем напрямую будет зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагреваемой воды и роста максимально допустимого давления в системе водопровода.
Гидроаккумулятор подключается перед повысительным насосом по ходу воды. Он нужен для предохранения от резкого снижения давления в сети водоснабжения в момент включения насоса.
Вместимость гидроаккумулятора для насосной станции будет тем больше, чем больше используется воды в системе водоснабжения и чем меньше разница между верхней и нижней шкалой давления в водопроводе перед насосом.
Как установить гидроаккумулятор?
Из всего вышесказанного можно понять, что устройство гидроаккумулятора абсолютно не похоже на обыкновенный бак для воды. Это устройство постоянно в работе, мембрана все время в динамике. Поэтому монтаж гидроаккумулятора не так прост. Бак нужно укреплять при установке надежно, с запасом прочности, шума и вибрации. Поэтому бак закрепляется к полу через резиновые прокладки, а к трубопроводу через резиновые гибкие переходники. Нужно знать, что на входе гидросистемы сечение подводки не должно сужаться. И еще одна важная деталь: первый раз бак заполнять нужно очень осторожно и медленно, используя слабый напор воды, на тот случай если резиновая груша слиплась от долгого бездействия, и при резком напоре воды она может повредиться. Лучше всего перед вводом в эксплуатацию удалить из груши весь воздух.
Монтаж гидроаккумулятора должен осуществляться так, чтобы во время работы к нему можно было свободно подойти. Лучше поручить эту задачу опытным специалистам, так как очень часто бак выходит из строя из-за какой-нибудь неучтенной, но важной мелочи, например из-за несоответствия диаметра труб, неотрегулированного давления и т.д. Здесь нельзя проводить эксперименты, ведь на кону стоит нормальная работа водопроводной системы.
Вот вы принесли в дом купленный гидробак. Что с ним дальше делать? Сразу необходимо узнать уровень давления внутри бака. Обычно производитель накачивает его на 1.5 атм, но бывают такие случаи, когда из-за утечки, ко времени продажи показатели снижаются. Чтобы удостовериться в правильности показателя, необходимо открутить декоративный колпачок на обыкновенном автомобильном золотнике и проверит давление.
Чем же его проверить? Обычно для этого используют манометр. Он может быть электронным, механическим автомобильным (с металлическим корпусом) и пластиковым, который поставляется в комплекте с некоторыми моделями насосов. Важно, чтобы манометр имел большую точность, так как даже 0.5 атм меняет качество работы гидробака, поэтому пластиковые манометры лучше не использовать, так как они дают очень большую погрешность в показателях. Это обычно китайские модели в слабеньком пластиковом корпусе. На показатели электронных манометров влияет заряд батареи и температура, к тому же, они очень дорогие. Поэтому оптимальным вариантом является обыкновенный автомобильный манометр, прошедший проверку. Шкала должна быть на небольшое количество делений, для возможности более точного измерения давления. Если шкала рассчитана на 20 атм, а нужно измерять всего 1-2 атм, то высокой точности ожидать не приходится.
Если в баке меньше воздуха, значит там больший запас воды, но разница в давлении между пустым и почти заполненном баком будет очень существенной. Все дело в предпочтениях. Если нужно, чтобы в водопроводе постоянно был высокий напор воды, то в баке должно быть давление не менее 1.5 атм. А для бытовых нужд вполне может быть достаточно и 1 атм.
При давлении 1.5 атм гидробак имеет меньший запас воды, из-за чего будет чаще включаться подкачивающийся насос, а при отсутствии света запаса воды в баке может просто не хватить. Во втором случае придется жертвовать давлением, ведь принять душ с массажем можно при заполненном баке, а по мере его опустошения – только ванну.
Когда вы решите, что для вас важнее, можно устанавливать нужный режим работы, то есть, либо подкачать воздух в бак, либо стравить лишний.
Нежелательно снижать давление меньше отметки 1 атм, так же, как и чрезмерно превышать. Наполненная водой груша при недостаточном давлении будет касаться стенок бака, и может быстро прийти в негодность. А избыточное давление не позволит закачать достаточный объем воды, так как большая часть бака будет занята воздухом.
Настройка реле давления
Также нужно выполнить настройку реле давления. Открыв крышку, вы увидите две гайки и две пружины: большую (Р) и малую (дельта Р). С их помощью можно настроить максимальный и минимальный уровни давления, при которых включается и выключается насос. За включение насоса и давление отвечает большая пружина. По конструкции можно увидеть, что она как бы способствует воде замкнуть контакты.
С помощью малой пружины выставляется разница давлений, о чем оговаривается во всех инструкциях. Но в инструкциях не указывается точка отсчета. Оказывается, что точкой отсчета является гайка пружины Р, то есть нижний предел. Нижняя пружина, отвечающая за разницу давлений, сопротивляясь давлению воды, отодвигает подвижную пластину от контактов.
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.
Мощности насоса обычно не хватает, чтобы накачать бак до предела, но, в этом даже нет особой необходимости, ведь при накачке снижается срок эксплуатации и насоса и груши. Чаще всего предел давления для отключения устанавливается на 1-2 атм выше, чем включения.
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.
При вращении гайки большой пружины Р, выставляется нижний предел. Для этого нужно включить насос в сеть и подождать, пока давление достигнет нужного уровня. После этого необходимо подстроить гайку малой пружины «дельта Р» и закончить настройку гидроаккумулятора.
В воздушной камере гидроаккумулятора давление должно быть на 10 % ниже, чем давление при включении насоса.
Точный показатель давления воздуха можно измерить, лишь при отключенном от системы водопровода баке, при отсутствии давления воды. Давление воздуха необходимо постоянно держать под контролем, по необходимости регулировать, что прибавит мембране срок жизни. Также для продолжения нормального функционирования мембраны нельзя допускать большой перепад давления, когда включается и выключается насос. Нормальным является перепад в 1.0-1.5 атм. Более сильные перепады давления уменьшают срок службы мембраны, сильно растягивая ее, к тому же, такие перепады давления не дают возможности комфортного пользования водой.
Гидроаккумуляторы можно устанавливать в местах с невысокой влажностью, неподверженных затоплению, чтобы фланец устройства успешно служил много лет.
Выбирая марку гидроаккумулятора, необходимо обратить особое внимание на качество материала, из которого выполнена мембрана, проверить сертификаты и санитарно-гигиенические заключения, удостоверившись, что гидробак предназначен для систем с питьевой водой. Также нужно убедиться в наличии запасных фланцев и мембран, которые должны быть в комплекте, чтобы в случае возникшей проблемы не пришлось покупать новый гидробак.
Предельное давление гидроаккумулятора, на которое он рассчитан, должно быть не меньшим, чем максимальное давление в системе водопровода. Поэтому большинство устройств выдерживают давление 10 атм.
Чтобы определить, какой запас воды можно использовать из гидроаккумулятора при выключении электричества, когда насос прекратит качать воду из системы водоснабжения, можно использовать таблицу заполняемости мембранного бака. Запас воды будет зависеть от настройки реле давления. Чем выше разница давлений при включении и выключении насоса, тем больший запас воды будет в гидроаккумуляторе. Но эта разница лимитируется по изложенным выше причинам. Рассмотрим таблицу.
Здесь мы видим, что в мембранный бак объемом 200 л при настройках реле давления, когда показатель включение насоса составляет 1.5 бар, выключение насоса – 3.0 бар, давление воздуха составляет 1.3 бар, запас воды будет всего 69 л, что равно примерно трети общего объема бака.
Расчет необходимого объема гидроаккумулятора
Чтобы выполнить расчет гидроаккумулятора, используют следующую формулу:
Vt = K * A max * ((Pmax+1) * (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) * (Pвозд. + 1) ,
- Amax – максимальный расход литров воды в минуту;
- К – коэффициент, который зависит от мощности двигателя насоса;
- Pmax – давление при выключении насоса, бар;
- Pmin – давление при включении насоса, бар;
- Pвозд. – давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.
В качестве примера подберем необходимый минимальный объем гидроаккумулятора для водопроводной системы, взяв, например, насос Водолей БЦПЭ 0,5-40 У с такими параметрами:
| Pmax (бар) | Pmin (бар) | Pвозд (бар) | A max (куб.м/час) | K (коэффициент) |
| 3.0 | 1.8 | 1.6 | 2.1 | 0.25 |
Используя формулу, вычисляем минимальный объем ГА, который равен 31.41 литра.
Поэтому выбираем следующий ближайший размер ГА, который равен 35 л.
Объем бака в диапазоне 25-50 литров идеально согласуется со всеми методиками расчета объема ГА для бытовых водопроводных систем, а также с эмпирическими назначениями разных производителей насосного оборудования.
При частом выключении электроэнергии целесообразно выбирать бак большего объема, но в это же время следует помнить, что вода сможет заполнить бак лишь на 1/3 общего объема. Чем мощнее установлен насос в системе, тем больший должен быть объем гидроаккумулятора. Это соответствие размеров сократит количество коротких включений насоса и продлит срок эксплуатации его электродвигателя.
Если вы купили гидроаккумулятор большого объема, нужно знать, что если водой не пользоваться регулярно, она застаивается в баке ГА и ее качество ухудшается. Поэтому, выбирая в магазине гидробак, нужно учитывать, максимальный объем используемой воды в системе водопровода дома. Ведь при небольшом расходе воды использовать бак объемом 25-50 л намного целесообразнее, чем 100-200 л., вода в котором будет пропадать зря.
Ремонт и профилактика гидроаккумулятора
Даже самые простые гидробаки требуют к себе внимания и ухода, как любое работающее и приносящее пользу устройство.
Поводы для ремонта гидроаккумулятора бывают разные. Это коррозия, вмятины корпуса, нарушение целостности мембраны или нарушение герметичности бака. Также существует множество других причин, которые обязывают владельца ремонтировать гидробак. Чтобы не допустить серьезных поломок, необходимо регулярно осматривать поверхность гидроаккумулятора, следить за его работой, чтобы предотвратить возможные проблемы. Недостаточно осматривать ГА два раза в год, как оговаривается в инструкции. Ведь можно устранить одну неисправность сегодня, а завтра не обратить внимание на другую возникшую проблему, которая на протяжении полугода превратиться в непоправимую и может привести к выходу гидробака из строя. Поэтому гидроаккумулятор нужно осматривать при каждой возможности, чтобы не пропустить малейших неисправностей, и вовремя проводить их ремонт.
Причины поломок и их устранение
Причиной поломки расширительного бака может быть слишком частое включение-выключение насоса, выход воды через клапан, слабый напор воды, слабое давление воздуха (ниже расчетного), слабый напор воды после насоса.
Как устранить неисправность гидроаккумулятора своими руками? Поводом для ремонта гидроаккумулятора может стать слабое давление воздуха или его отсутствие в мембранном баке, повреждение мембраны, повреждение корпуса, большая разница в давлении при включении и выключении насоса, неправильно выбранный объем гидробака.
Устранить неисправности можно следующим образом:
- чтобы увеличить давление воздуха нужно произвести его нагнетание через ниппель бака гаражным насосом или компрессором;
- поврежденную мембрану можно восстановить в сервисном центре;
- поврежденный корпус и его герметичность устраняется тоже в сервисном центре;
- исправить разницу в давлениях можно, выставив слишком большой дифференциал в соответствие с частотой включений насоса;
- достаточность объема бака нужно определить до его установки в систему.
Невозможно представить себе полноценную работу современной системы водоснабжения. Он не только снижает нагрузку на насос, продлевая срок его эксплуатации, но и пригодится для резервного накопления воды. В быту данное устройство называют по-разному: гидравлический ресивер, гидробак, бочка. Прежде чем определиться, какой агрегат необходим для вашей системы, следует знать, какие виды аккумуляторов встречаются на рынке, как они работают и для чего предназначены.
Для чего нужен гидроаккумулятор?
Главное назначение устройства - накапливать гидравлическую энергию, а затем передавать ее системе водоснабжения. Довольно часто гидроаккумуляторы используются в замкнутых отопительных системах, в быту их основные функции:
- поддерживать нужный уровень давления внутри систем водоснабжения;
- сохранять запас воды на случай отключения электроэнергии;
- снижать вероятность гидравлических ударов;
- уменьшать число включений насоса;
- продлевать срок службы насоса.
Принцип работы гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор представляет собой бак с дополнительным механизмом, создающим внутри него давление воды. Вода попадает в гидроаккумулятор из скважины, колодца или любого другого источника. Когда давление в резервуаре достигает максимального значения, срабатывает датчик, который отключает насос. При использовании воды, предназначенной для систем водоснабжения, давление постепенно падает, а когда оно достигает минимума - насос снова включается.
Разновидности гидроаккумуляторов и особенности их конструкции
Гидроаккумулятор может быть горизонтальным или вертикальным. В первом случае, для того чтобы удалить скопившийся воздух, потребуется монтаж дополнительного узла трубопровода. В устройствах вертикального типа устранение воздуха из систем водоснабжения проводится гораздо проще, ведь газ скапливается в верхней части, его очень легко выпустить. Вертикальный бак занимает меньше места, но у горизонтального есть и другие преимущества. Его удобнее подключать к насосной станции, поскольку конструкция такого аккумулятора предполагает крепление наружного насоса.
Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения разделяют на два основных типа - баллонные и мембранные. Конструкция первого включает в себя баллон, как правило, из каучука. Он наполняется водой под воздействием давления воздуха, который заполняет пространство вокруг баллона. Когда воду нужно использовать, воздух ее выталкивает в систему водоснабжения. В мембранном гидроаккумуляторе пространство разделено эластичной перегородкой на две части. В одной находится воздух, в другой - вода. Баллонные устройства считаются более практичными, при случайной поломке баллон вполне по силам заменить самостоятельно, не прибегая к услугам мастера.
Как рассчитать необходимый объем?
Выбор гидроаккумулятора для систем водоснабжения лучше начинать с расчета его объема. От данного показателя зависит многое: удобство использования, нагрузка на оборудование и, следовательно, его долговечность. Прежде всего следует определить, какой объем воды будет расходоваться.
Гидробак, предназначенный для накопления воды, должен быть большим, ведь его объема должно хватить для всех бытовых нужд. С совершенно иной ситуацией приходится сталкиваться пользователям устройства, основное назначение которого - поддержание давления систем водоснабжения. В этом случае нередко достаточно бака, рассчитанного на 20-24 л. Следует отметить, что насос рекомендуется запускать не чаще 1 раза в минуту. За точным расчетом лучше обратиться к профессионалам, они учтут все нюансы использования оборудования и помогут определиться, какой гидроаккумулятор вам нужен.
Для семьи из двух человек можно выбрать гидроаккумулятор с объемом 24 л. Для трех людей, живущих в доме, понадобится устройство, рассчитанное на 50 л, а для четырех - от 80 л и выше. Нет никакой необходимости приобретать бак большего объема, чем необходимо. Он не будет работать на полную мощность и обойдется дороже не только при покупке, но и в течение эксплуатации. Излишнее количество воды может привести тому, что она будет застаиваться внутри резервуара, что не очень хорошо повлияет на ее качество. Однако для систем с гидроаккумулятором меньшего объема более вероятны скачки давления и гидравлические удары. Если удар случится несильный, он проявится только в слабом шатании труб и соединительных элементов. На случай сильных гидроударов лучше выбрать гидроаккумулятор, оснащенный автоматикой и сменным реле.
Гидроаккумулятор с металлическим корпусом обойдется дороже, чем с пластиковым, однако он гораздо надежнее. Он менее подвержен механическим повреждениям. Съемные фланцы из нержавеющей стали прослужат дольше, чем выполненные из других материалов, они не подвержены коррозии и исключительно долговечны.
Модели гидроаккумуляторов с объемом более 100 литров оснащены специальным фитингом. Он очень полезен при устранении скопившегося воздуха. Дело в том, что вода всегда содержит кислород и другие газы, постепенно они накапливаются в баке, их необходимо периодически устранять из систем. Иначе в них повышается давление, что уменьшает полезную емкость оборудования. Если специального фитинга не предусмотрено, придется примерно раз в 6 месяцев проводить профилактические работы - полностью опустошать бак и устранять накопившийся воздух.
Профессионал всегда посоветует выбрать гидробак известного производителя. Отечественные компании, выпускающие данные агрегаты, часто предлагают гидробаки, ничем не уступающие зарубежной продукции, они уже успели хорошо себя зарекомендовать на рынке. При этом такие гидроаккумуляторы обходятся дешевле. Российские производители, как правило, уделяют немало внимания тому, чтобы устройство полностью подходило для местных систем водозабора. Результатом этого является бесперебойная работа оборудования.
Для того чтобы не перегружать насос и мембрану бака, рекомендуется приобретать устройство с небольшим запасом объема. Иногда лучше выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, рассчитанный не на 24, а на 50 л. Насос будет реже включаться и выключаться, детали устройства меньше изнашиваться. Однако при выборе большего агрегата важно не переусердствовать, в этом случае не действует правило - чем больше, тем лучше. Огромный гидробак обернется только большими расходами на его приобретение и эксплуатацию.
На рынке довольно много моделей ГА, отличающихся характеристиками, производителем и ценой. И это несколько затрудняет выбор изделия. Перечислять весь ассортимент гидроаккумуляторов бессмысленно; к тому же не каждый из них соответствует критериям «качество, надежность, долговечность». Если просмотреть информацию на тематических форумах (а она наиболее объективна), то чаще всего хвалебных отзывов пользователей удостаиваются следующие ГА для водоснабжения.
1. Рефлекс
Изделия из Германии под известным брендом «Reflex DE» специально предназначены для монтажа в контурах водоснабжения. Сортамент продукции, представленной на рынке, позволяет выбрать наиболее подходящую модель. Баки отличаются как вместимостью (от 8 до 500 л), так и предельным давлением (до 10 бар).
Материал корпуса всех гидроаккумуляторов – высококачественная сталь, поверху защищенная полимерным слоем. Тип всех сосудов – закрытый. Возможности по монтажу не ограничены, так как можно выбрать напольную модель или с креплением на стене.
2. Джилекс
Российский ГА, ничем (судя по отзывам собственников частных строений) не уступающий импортным аналогам. А вот цена примерно в 1,8 раз ниже.
В производстве используется только сталь-«оцинковка». Отсек «управляющий» в моделях промышленных заполнен изначально инертным газом, бытовых образцов – воздухом. В зависимости от модификации гидроаккумулятора внутри бака может быть или гибкая мембрана, или «груша» (что с точки зрения ремонтопригодности предпочтительнее), куда и поступает вода из трубы водоснабжения.
3. Юнипамп
Еще одна отечественная компания, которая занимается разработкой и поставкой на рынок различного насосного оборудования и комплектующих для инженерных систем, в том числе, водоснабжения. Гидроаккумуляторы «UNIPUMP» отличаются более значительным модельным рядом.
Есть мини-баки вместимостью всего 2 л (323 рубля), которые целесообразно устанавливать для защиты насоса от перегрузок, например, на дачных участках. То есть там, где внутренний объем ГА (как резерв по воде) не является одним из определяющих критериев. Все изделия – из стали, как вертикальной, так и горизонтальной установки.
4. Стаут
Данные гидроаккумуляторы известной итальянской марки сейчас производятся и на территории нашей страны. По сути, представляют собой расширительные баки мембранного типа и достаточной вместимости (от 50 л). Они способны не только защитить систему от гидроударов, но и обеспечить дом (на какое-то время) запасом воды на случай форс-мажора. Например, при отключении пром/напряжения.
Исполнение – горизонтальное и вертикальное, стальной корпус, расчетное давление – до 10 бар. Цены вполне приемлемые, даже на образцы большой вместимости.
Что учесть
Для каждой системы водоснабжения гидроаккумулятор подбирается индивидуально. Его оптимальные параметры определяются на основе инженерных расчетов. К чему могут привести ошибки, что часто и происходит при выборе ГА «на глазок» или по совету «знающего человека»?
- Ускоренная выработка ресурса насоса из-за частых включений/отключений. Как результат – снижение эксплуатационного срока.
- Отсутствие в схеме водоснабжения гидроаккумулятора приводит к повышенному износу всей сантехники, установленной в доме.
- Некорректная работа бытовых приборов (сбои, срабатывание защиты и так далее).
- Непостоянство напора, особенно при одновременном открывании нескольких кранов в системе ХВС (например, в ванной комнате + на кухне), сливе воды в унитаз.
- Систематические гидроудары в трубах. Последствия – поломка техники, возникновение протечек в местах соединений на отдельных участках схемы.
