Гидроаккумуляторы для водоснабжения: принцип работы, виды, как правильно подобрать

Почему нужно уметь подбирать гидробак?

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения выполняет две важные функции:

  • поддержку постоянного давления в водопроводе;
  • защиту насоса от слишком частых включений и выключений.

Его схема устройство довольно простая – есть металлический бак, который разделен на две части каучуковой мембраной. В самой мембране находится вода, а необходимое давление создается воздухом, который закачивается во вторую часть бака.

Таким образом, при использовании воды в точках потребления, погружному насосу не приходится включаться каждый раз, когда открывается кран. Ведь в груше есть определенный запас воды под давлением, достаточным для нормальной работы водопровода. А насос будет включаться только тогда, когда этот объем упадет до установленного минимума.

При этом нужно учитывать, что максимальное допустимое число включений насоса – 20-30 раз в час. А оптимальное – 15-20 раз. Поэтому, нужно заранее знать, как выбрать гидроаккумулятор для водопровода, чтобы не допустить ошибок.

Правила эксплуатации

После завершения монтажа прибора, его нужно обслуживать с учетом того, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водообеспечения домовладения. Не менее одного раза в течение месяца нужно проверять состояние настроек у реле давления и если требуется, корректировать их.

Также нуждается в проверке целостность мембраны, состояние корпуса резервуара и герметичность мест соединений. Чаще всего в напорных баках выходят из строя мембраны – происходит их разрыв. Постоянно повторяющиеся циклы, состоящие из сжатия-растяжения, являются причиной повреждения данного элемента.

О том, что мембрана порвана, говорят резкие перепады показаний на манометре, в результате чего вода начинает поступать в воздушную секцию гидроаккумулятора. Чтобы быть уверенным в наличии поломки, из резервуара полностью стравливают воздух. Если следом за ним начнет вытекать вода, это говорит о необходимости замены этого элемента.

Выполнение такого ремонта не является сложным, для чего поступают следующим образом:

  • гидроаккумуляторный бак отключают от электропитания и водопровода;
  • отвинчивают болты, удерживающие горловину емкости;
  • удаляют прежнюю мембрану;
  • устанавливают новое изделие;
  • собирают бак в обратном порядке;
  • прибор устанавливают на место и подключают.

После завершения ремонта нужно проверить и отрегулировать настройки давления в резервуаре и реле давления. Соединительные болты закручивают равномерно, чтобы не допустить перекоса устанавливаемой мембраны и чтобы ее край не сполз внутрь корпуса прибора.

При этом поступают так: болты помещают в гнезда и поочередно делают пару оборотов первого из них и переходят к следующему. В итоге мембрана получается одинаково прижатой к корпусу вдоль всей окружности.

Разобравшись с тем, зачем для водоснабжения гидроаккумуляторы, и каких бывают типов, можно отправляться за покупкой

Для чего нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Различные виды форм и цветовой гаммы водяных аккумуляторов и расширительных баков

Этот конструктивный элемент имеет два основных назначения:

  • Обеспечение бесперебойной и равномерной работы насосной станции;
  • Обеспечение надежности и целостности системы ГВС (горячее водоснабжение).

Роль гидроаккумулятора в работе насосной станции

При отсутствии центрального водопровода владельцы частных домов,  для подачи воды в дом бурят скважину или возводят колодец, оборудованный глубинным насосом. С его помощью вода подаётся в помещение, заполняет водяной аккумулятор, обязательно фильтруется и разветвляется по местам потребления.

Схема простой системы водоснабжения

Рассмотрим более подробно работу этой схемы. При быстром открытии и закрытии водяного крана, например вы сполоснули руки, расходуется малое количество воды и именно в этот момент начинается работа гидроаккумулятора. Насос не включался, напор был создан давлением мембраны водяного аккумулятора, так как в нём содержится определённое количество воды. Многочисленные источники утверждают, что аварийный запас воды и есть главная функция, которую выполняет гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Эти сведения неверны. Агрегат ёмкостью 100 литров способен вместить не более 35 литров воды.

Первостепенная цель установки этого агрегата – сберечь дорогостоящий глубинный насос от перегрева и нерациональных запусков. При отсутствии этого устройства насос, в описанном выше случае, запустится и тут же выключится, не набрав максимальной мощности. В этот момент в контуре создается гидроудар, то есть резкий перепад давления. Агрегат при совокупности этих факторов быстро выйдет из строя. Вывод – гидроаккумулятор в системах водоснабжения служит для равномерного распределения давления в контуре и долгосрочной работы насосного оборудования.

Гидроудар в водопроводной трубе

Гидроаккумулятор в системе ГВС

Существуют три основных вида горячего водоснабжения с использованием гидробака:

Монтаж бойлера косвенного нагрева;

Система ГВС с бойлером косвенного нагрева

Установка двухконтурного твердотопливного котла, с функцией подачи горячей воды;

Горячее водоснабжение при эксплуатации двухконтурного котла

Схема с одноконтурным котлом в совокупности с бойлером косвенного нагрева.

Рабочая схема при эксплуатации одноконтурного котла и бойлера

В любом из вариантов водяной аккумулятор исполняет роль расширительного бака, так как вода при нагреве увеличивается в объеме, и этот прибор компенсирует количество воды. Несмотря на тот факт, что и в бойлере, и в твердотопливном котле установлена группа безопасности в виде пропускного клапана, при постоянном срабатывании пропускной клапан быстро выходит из строя, это влечёт за собой повреждения котла или течь в контуре водоснабжения.

Группа безопасности твердотопливного котла
Группа безопасности бойлера

Резиновая мембрана водяного аккумулятора грушевидная

Виды накопительных емкостей


Мембранный накопитель Для бытовых нужд применяют две разновидности баков:

  • Мембранные. Резина закреплена в стопорном кольце. В таком баке жидкость соприкасается со стенками, но только в одной половине гидроаккумулятора. Вторую половину занимает воздушная смесь, которую можно стравливать или закачивать по необходимости.
  • Баллонные. Жидкость поступает в резиновую грушу, закрепленную за горловину при входе в бак. Вода не соприкасается со стенками и не оказывает воздействия на металл. С другой стороны существует вероятность разрыва груши и подтекания жидкости через ниппель. В такой модели возможна замена мембраны.

Существует еще разновидность без мембраны, но для использования в частном доме в системе водоснабжения такое устройство гидроаккумулятора неудобное. Воздух будет смешиваться в емкости и уходить вместе с водой, поэтому его придется постоянно контролировать и закачивать. Делать это нужно ежедневно. Безмембранные баки подходят для накопления воды для полива, уличного душа.

Какая схема подключения гидроаккумулятора?

Основные этапы монтажа гидроаккумулятора в систему водоснабжения:

  1. Обозначьте место расположения бака и зафиксируйте его на рабочей поверхности с помощью крепежей на резиновых прокладках. Заземлите оборудование.
  2. Подготовьте пятивыводной штуцер. Подсоедините его к гидроаккумулятору посредством фитинга.
  3. Подключите к штуцерным выходам манометр, шланг/трубку от насоса, реле давления и трубу водопроводной сети.

После установки гидроаккумулятора его нужно настроить:

Подключение гидроаккумулятора

  1. Проверьте давление внутри бака – оно должно быть 1,5 атм. Для замеров используйте манометр – желательно, чтобы это был или электронный, или механический автомобильный прибор, так как они наиболее точные. Если давление ниже нормы, подкачайте воздух в соответствующий отсек бака.
  2. Настройте реле давления – поднимите крышку прибора и посредством большой гайки Р выставьте максимальное давление, а посредством малой ∆P – минимальное. Для обеспечения нормальной работы бытовой электротехники и сантехники достаточно диапазона давлений 1,5-2,8/3 атм.
  3. Запустите систему – после старта работы гидроаккумулятора проследите за двумя моментами: протечками в местах соединений и увеличением давления. Если протечек нет, а давление стабильно поднялось до максимальной отметки и насос выключился, значит, оборудование функционирует правильно.

Таким образом, если хотите, чтобы ваша система водоснабжения постоянно радовала эффективной работой, без гидроаккумулятора точно не обойтись. Перед вами основные тонкости выбора и подключения оборудования – советуем отложить самодеятельность и ориентироваться на вышепредложенные правила, чтобы избежать ошибок и удачно запустить водопроводную систему с новым прибором.

Устройство

Как мы уже говорили, наше приспособление разделяется грушей на две части. В одной из них собирается жидкость, в другой – сжатый воздух. После заполнения груши напор воды сбалансируется давлением воздуха, поэтому жидкость капсулы не будет касаться к металлическим стенкам резервуара. Мембрана не раздувается до значительных размеров через внутреннее давление воздуха. На корпусе установлен клапан для регулирования давления.

Обратите внимание! Подводящие патрубки должны подсоединяться к гидроаккумулятору таким образом, чтобы можно было быстро разобрать прибор для ремонта без сливания воды из системы.

В резервуарах с объёмом больше 100 литров предусмотрен специальный клапан, который служит для отвода лишнего воздуха, выделенного из жидкости. В меньших по габаритам ёмкостях для подобных целей используют специальный кран.

Разновидности гидроаккумуляторов

Гидроаккумуляторы могут быть различными в зависимости от способа их подключения к системе водоснабжения. Различаются вертикальные и горизонтальные гидроаккумуляторы.

Первый вариант чаще всего считается наиболее удобным, так как место под его установку всегда можно найти.

Обратите внимание, что вместе с водой в гидроаккумулятор попадает немного воздуха. Таким образом, постепенно воздух занимает приличную часть объема.

Для таких случаев на любом виде гидроаккумуляторов установлен ниппель. Он помогает спускать воздух путем нажатия на него.

В больших емкостях горизонтального расположения имеется еще несколько устройств для выпуска воздуха. На них обустраивают кран и отвод в канализацию.

На любом устройстве спуск делается при помощи полного опустошения емкости мембраны. Перед этим обязательно необходимо отключить подачу электричества на устройство.

После включения вода наберется в бак автоматически.

Кроме подразделения по методу установки баки различают по использованию в зависимости от температуры воды. Их красят в разные цвета: синие предназначены для холодной воды, красные для горячей.

Рабочее давление расширительного бака

Специалисты рекомендуют поддерживать уровень давления на 0,1-0,5 бар меньше, чем показатель манометра насоса. К примеру, если при запуске автоматики насос показывает начальное значение в 1,6 бар, то оптимальным для гидроаккумулятора будет 1,1-1,5 бар. Что касается максимального уровня, то в зависимости от модели он может составлять 6-10 бар. Для контроля давления в гидроаккумуляторе системы отопления используется реле, работающее с теми же средними показателями 1-1,5 бар. Но самое главное – обеспечивать корректность показаний, исключая влияние косвенных факторов при эксплуатации водопроводной линии. Так, для надежности и повышения герметичности рекомендуется в местах соединения расширительного бака и врезки приборов учета применять фум-ленту с герметиками.

Где используют гидроаккумулятор? Назначение гидроаккумулятора

Как уже упоминалось, гидроаккумулятор для систем отопления является очень важной, необходимой частью оборудования системы отопления. Причем не обычной, атмосферной, а системы закрытого типа, в которой теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре

Это особенность и лежит в основе устройства и применения в системе.

Закрытая система отопления в отличие от открытой обладает большими возможностями, но при этом, у нее имеется и ряд недостатков, которые необходимо компенсировать, установив дополнительное оборудование. Если в открытой системе достаточно правильно рассчитать и установить расширительный бак для приема излишков теплоносителя, то в закрытой системе простым дополнительным объемом обойтись не получится. Создаваемое давление внутри контура закрытой системы отопления при нагревании теплоносителя дополняется еще и давлением циркуляционного насоса. Это неизбежно приводит к перепадам давления в цикле «нагрев-охлаждение». Именно поэтому для компенсации таких перепадов и устанавливается гидроаккумулятор для систем отопления.

Второй важный момент, который нужно учитывать при рассмотрении вопроса для чего нужен гидроаккумулятор в системе отопления заключается в необходимости иметь специальный прибор безопасности. Суть этого момента заключается в том, что закрытых систем характерным явлением выступает критические перепады давления теплоносителя. Гидравлический удар, спровоцированный выходом из строя автоматики защиты или поломкой запорной арматуры даже в небольшом объеме жидкости в 30-40 литров способен вызвать большие проблемы. Гидроаккумулятор для системы отопления способен в такие критические моменты отреагировать практически моментально и принять в себя некоторый объем жидкости, чем снимет угрозу разрыва системы из-за гидравлического удара.

Третий момент заключается в том, что в отличие от классического расширительного бачка с открытым верхом гидроаккумулятор для систем отопления поддерживает установленное давление жидкости. В закрытых системах жидкость находится под давлением не только в момент нагревания и работы циркуляционного насоса, даже когда котел выключен, система сохраняет установленное давление. Снижение установленного минимального порога неизбежно влечет за собой автоматическое отключение оборудования, поскольку приборы безопасности будут фиксировать снижение давления и воспринимать это как аварийную ситуацию. Гидроаккумулятор для систем отопления при настройке оборудования специально устанавливается для поддержания необходимого уровня давления. Независимо от температуры теплоносителя и работы приборов отопления он будет поддерживать давление на нужном уровне.

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).

Схема подключения гидроаккумулятора

В зависимости от возложенных функций, схема подключения гидроаккумулятора к водопроводной системе может быть разной. Самые популярные схемы подключения гидроаккумуляторов приведены ниже.

Схема обвязки повысительной насосной станции

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.

Схема для погружного 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.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю

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.

Подключение гидроаккумулятора к насосной станции

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.

Установка агрегата

Для гидроаккумулятора желательно предусмотреть отдельное место в котельной, которое будет защищено от внешних воздействий – в том числе температурных. Для моделей весом более 30 кг должна быть подготовлена специальная площадка наподобие стяжки. Она должна быть ровной и устойчивой. Крепление осуществляется через ножки конструкции – в подготовленную платформу вкручиваются специальные метизы, иногда допускающие возможность настройки по высоте. Также установка гидроаккумулятора в системе отопления выполняется с сохранением возможности будущей обвязки и свободного доступа к регулировочным механизмам. Как правило, вокруг оставляют радиус в 0,5 м свободного места, что позволит подключать необходимые коммуникации и производить ремонтно-профилактические процедуры.

Оптимальные показатели

Функционирование водопроводной сети и ресурс накопителя зависят от нескольких факторов:

  • Правильность выбора максимального и минимального давления, при котором срабатывает автоматика включения насоса.
  • Грамотная установка уровня давления воздуха в баке.

При выполнении самостоятельной проверки и регулировки показателей следует придерживаться рекомендаций специалистов. Основное правило – давление воздуха в гидроаккумулирующем баке должно быть ниже минимального давления включения насоса. Разница показателей составляет 10-12%. Соблюдение рекомендации позволяет сохранить небольшое количество воды до следующего включения агрегата. Пример: если насосная станция автоматически начинает работать при 2 бар, давление воздуха должно быть 2-0.2=1.8 бар.

Напор воздуха в аккумулирующем баке не зависит от его объема. Средний показатель для емкостей размером 24-150 л составляет 1,5 бар, 200-500 л – 2 бар. Исходная заводская закачка воздуха в 1,5 атмосферы в условиях небольшого водопотребления одноэтажного строения может быть снижена до 1 атмосферы. Низкий напор в трубах уменьшает износ системы, но ограничивает использование сантехнических приборов. Снижение давления до показателей менее 1 бар приведет к чрезмерному растягиванию резиновой груши. Возникнет соприкосновение мембраны с металлическим корпусом. Контакт приведет к ускоренному износу резины.

Избыточный напор воздуха (больше 1,5 бар) тоже не желателен. Он займет большую часть бака, сократив количество набираемой воды. Также возникнет повышенная нагрузка на трубы и узлы водопроводной системы.

Расчет давления

Для расчета оптимального давления воздуха в баке существует формула: P=(Hmax+6)/10, где

  • P – давление воздуха в атмосферах;
  • Hmax – расстояние до наивысшей точки домашней водопроводной сети.

Верхней точкой разбора является душ на последнем этаже здания. Измеряется расстояние от него до места установки напорной емкости. Чем больше промежуток, тем выше напор, требующийся для подъема воды. Наглядности расчету добавит использование чисел. Для здания высотой в 2 этажа значение Hmax составит 7 м. Давление будет P=(7+6)/10=1,3 атмосферы. Для высоты в 10 м потребуется напор в 1,8 атмосферы.

Перед покупкой гидроаккумулятора проводится расчет объема устройства. Вычисления учитывают:

  • максимальный расход воды;
  • количество включений насоса в час;
  • давление воздуха в баке;
  • нижний и верхний предел давления для срабатывания насоса;
  • коэффициент, связанный с мощностью насоса.

После монтажа мембранного бака потребуется установить минимальный и максимальный порог срабатывания автоматики (реле давления). От разницы между максимальным и минимальным показателем зависит объем воды, поступающей из гидравлического аккумулятора. Увеличение параметра повышает эффективность устройства, но приводит к быстрому износу мембраны. Для частных домов рекомендуется разница в 1-1,5 бар.

Показатель минимального давления в мембране (Pmin) должен быть на 10% выше аналогичного показателя воздуха в полости бака. Для устойчивой работы системы перепад давления должен составлять 0,5 бар и выше. Это значение учитывается при расчете Pmin. Верхний передел срабатывания (Pmax) вычисляется исходя из характеристик насоса – величину напора делят на 10. Расчетная величина не соответствует реальной из-за изменений заявленных параметров агрегата, связанных с износом. Рекомендуется принимать показатель верхнего уровня на 30% меньше характеристики напора.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий