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

Тип гидробака

Решая вопрос, как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения вашего дома, учитывайте, что для удобства размещения и монтажа в частных домах производители разработали два типа гидробаков: горизонтальные и вертикальные

Учитывайте, что важно не только установить в помещении, но и в дальнейшем обслуживать устройство: к нему должен быть свободный доступ

Критичной разницы между горизонтальными и вертикальными моделями нет. Как правило, в верхней или боковой части устройства располагается клапан или вентиль для накачки и стравливания воздуха, в нижней — штуцер для подключения к системе водоснабжения. Из гидробака меньше 50 л придется полностью сливать воду, чтобы стравить лишний воздух.

По устройству внутреннего резервуара гидроаккумуляторы производятся:

  •  с фиксированной мембраной;
  •  с резиновым баллоном (он же груша);
  •  со съемной мембраной.

Изделия со встроенной мембраной более дешевы и достаточно надежны, но имейте в виду: в случае повреждения резины внутреннего резервуара придется менять устройство. В баках с грушей и сменной мембраной достаточно заменить резервуар. Проще всего замена проходит в устройствах с баллоном: сняли фланец, вынули поврежденный баллон, поставили новый.

Пищевая резина, как материал изготовления мембраны, различается по свойствам:

  •  натуральный каучук обладает высокой эластичностью, но низкой устойчивостью к диффузии воды (сильно разбухает), и выдерживает температуру от 0 до +50°C (сегодня в качестве материала для мембран почти не встречается);
  •  искусственный бутил не так эластичен, но «живет» дольше и выдерживает более широкий температурный диапазон: от -10 до +100°C;
  •  искусственная резина из этилен-пропилена имеет самый большой срок эксплуатации и очень надежна, способна выдерживать от -50 до +130°C (если в инструкции к гидробаку есть информация, что он изготовлен из резины EPDM — это самый надежный вариант).

Объем бака основной критерий выбора

Самый важный вопрос – как выбрать объем гидроаккумулятора для систем водоснабжения. Чтобы ответить на него, нужно свести воедино множество данных. Это и производительность насоса, и оснащенность дома водопотребляющим оборудованием, и количество постоянно живущих в доме людей, и многое другое.

Но в первую очередь, нужно определиться, нужен ли вам этот резервуар только для стабилизации работы системы в целом, или есть необходимость в запасе воды на случай отключения электроснабжения.

Внутренние баллоны разного объема

Если дом небольшой и оборудован только умывальником, унитазом, душем и поливочным краном, а живете вы в нем не постоянно, сложных расчетов можно не производить. Достаточно купить бак объемом 24-50 литров, его хватит для того, чтобы система работала нормально и была защищена от гидроударов.

В случае же с загородным домом для постоянного проживания семьи, оборудованным всем необходимым для комфортного быта, желательно подойти к вопросу более ответственно. Вот несколько способов, с помощью которых вы сможете определиться с размером гидроаккумулятора.

По характеристикам насоса

Параметры, влияющие на выбор объема бака, это производительность и мощность насоса, а так же рекомендованное количество циклов его включения/выключения.

  • Чем выше мощность агрегата, тем больше должен быть объем гидробака.
  • Мощный насос накачивает воду быстро и быстро выключается, если объем резервуара небольшой.
  • Достаточный объем позволит сократить количество повторно-кратковременных включений, тем самым продлив срок службы электродвигателя.

Для расчета вам потребуется определить примерный расход воды в час. Для этого составляется таблица, в которой перечисляются все потребляющие воду приборы, их количество и нормы расхода. Например:

Таблица определения максимального расхода воды

Так как одновременно воспользоваться всеми приборами практически невозможно, для определения реального расхода применяется поправочный коэффициент 0,5. В итоге получим, что в минуту вы в среднем тратите 75 литров воды.

Как рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения, зная эту цифру, производительность насоса и учитывая, что включаться он должен не чаще 30 раз в час?

  • Допустим, производительность равна 80 л/мин или 4800 л/час.
  • А в пиковые часы вам нужно 4500 л/час.
  • При безостановочной работе насоса его мощности вполне хватает, но вряд ли он проработает долго в таких экстремальных условиях. А если он будет включаться чаще 20-30 раз в час, то ресурс его иссякнет ещё быстрее.
  • Поэтому и нужен гидробак, объем которого позволит отключать оборудование и давать ему передохнуть. При указанной частоте циклов, запас воды должен быть минимум 70-80 литров. Это позволит насосу одну минуту из каждых двух не работать, предварительно заполнив резервуар.

По формуле минимального рекомендуемого объема

Чтобы воспользоваться этой формулой, нужно знать установки реле давления, которое включает и выключает насос. Разобраться поможет следующая картинка:

Изменения давления в гидроаккумуляторе при включении и отключении насоса

  • 1 – начальное давление Pвозд (при выключенном насосе);
  • 2 – поступление воды в резервуар при включении насоса;
  • 3 – достижение максимального давления Pmax и отключение насоса;
  • 4 – расход воды при отключенном насосе. Когда давление достигает минимума Pmin, насос включается.

Формула же выглядит так:

  • V = K x A x ((Pmax+1) x (Pmin +1)) / (Pmax — Pmin) x (Pвозд. + 1), где
  • А – это расчетный расход воды (л/мин);
  • К – поправочный коэффициент из таблицы, определяемый в зависимости от мощности насоса.
Популярные статьи  Как выбрать поликарбонат для теплицы, с максимальной эффективностью

Таблица для определения поправочного коэффициента

Значения минимального (пускового) и максимального (выключающего) давления на реле, вы должны установить сами, в зависимости от того, какой напор в системе вам нужен. Он определяется по самой дальней от гидроаккумулятора, и высоко расположенной точке водоразбора.

Примерные соотношения установок реле давления

Чтобы выполнить регулировку реле давления, необходимо знать, как накачать гидроаккумулятор для систем водоснабжения воздухом, или стравить лишний. Для этого потребуется автомобильный насос, который подключается к баку через золотник.

Теперь можно вычислить объем. Для примера возьмем:

  • А = 75 л/мин;
  • Мощность насоса 1,5 кВт, соответственно К = 0,25;
  • Pmax = 4,0 бар;
  • Pmin = 2,5 бар;
  • Pвозд. = 2,3 бар.

Получаем V = 66,3 литра. Ближайшие по объему стандартные гидроаккумуляторы, имеют объем 60 и 80 литров. Выбираем тот, что больше.

Это интересно: Как выбрать дровокол (видео)

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения устройство и принцип работы

Принцип действия гидроаккумулятора прост. Представьте себе шарик, вставленный в бутылку. А теперь будем наливать в него воду. Не трудно догадаться, что под давлением, наш воздушный шарик немного начнет расти. Если мы быстро закроем крышкой бутылку, то шарик так и останется деформированным. Что же произойдет, если мы сделаем шилом дырку в пробке? Правильно, вода под давлением шарика, стремительно потечет как из детской “сикалки”. Более наглядно это видно на картинке:

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

 Точно также работает гидроаккумулятор для систем водоснабжения, только для большего давления, емкость бака подкачивают насосом через золотник, заставляя “шарик” сдуваться еще быстрее. Основное назначение данного устройства – аккумулировать воду и автоматически, под давлением подавать её потребителю, без включения насосного агрегата. Благодаря мембране, вода по водопроводу, после открытия крана устремляется наружу. Другими словами, надувной шарик, в нашем случае – мембрана, сдуваясь, выдавливает накопленную воду из емкости бака. 

Гидроаккумуляторы для водоснабжения: принцип работы, виды, как правильно подобратьМембрана гидроаккумулятора

Кроме своего прямого назначения – накапливать воду под давлением, гидроаккумулятор выполняет еще две важные функции. Одна из них, обеспечить сохранность насоса, а точнее его вращающихся частей, которые так не “любят” цикл пуск-остановка. Действительно, в чем необходимость включать в сеть мощный насос, и тут же его останавливать, если необходимо всего лишь сполоснуть руки или помыть яблоко? Для этих нужд понадобится всего на всего пару литров воды…

Таким образом, поставляя потребителю воду под давлением, гидроаккумулятор предохраняет насос от частого включения, увеличивая его ресурс службы. Еще одна немаловажная функция, которую несет гидроаккумулятор – уменьшение риска появления гидравлических ударов в системе.

Подключение гидробака

Гидробак – это второе название гидроаккумулятора. Он может подключаться к системе водоснабжения различными способами. Выбор подходящей схемы подключения главным образом зависит от того, в каком качестве аппарат будет использоваться, а также какие задачи будет выполнять. Стоит рассмотреть несколько наиболее популярных способов подключения.

С использованием поверхностного насоса

Стоит разобрать пошагово, каким образом происходит подключение гидравлического аккумулятора к системе, если имеет место поверхностный подтип насоса.

  • Сначала необходимо проверить воздушное давление во внутренней части бака. Оно должно быть на 0,2-1 бар меньше, чем параметр на реле.
  • Потом следует подготовить технику к подключению. В этой ситуации под техникой подразумеваются: штуцер, манометр, пакля с герметизирующим составом, реле, ответственного за давление.
  • Нужно подключить штуцер к бачку. Участком подключения может выступать шланг или фланец с пропускным клапаном.
  • Затем следует по очереди привинтить прочие устройства.

Чтобы разобраться с отсутствием протечек, необходимо запустить оборудование в тестовом порядке

Подсоединяя реле, что отвечает за регулирование давления, важно осмотреть все метки. Под крышкой располагаются контактные соединения – «сеть» и «насос». Следует не путать провода

Если под крышкой реле отметок нет, то лучше обратиться за подключением к профессионалу, чтобы не допустить серьезной ошибки

Следует не путать провода. Если под крышкой реле отметок нет, то лучше обратиться за подключением к профессионалу, чтобы не допустить серьезной ошибки.

С погружным насосом

Погружной или глубинный тип помпы имеет отличия от вышеуказанного варианта в том, что располагается в условиях скважины или вырытого колодца, проще говоря, в той зоне, из которой вода отправляется в жилище, а в приведенной ситуации – в гидравлический аккумулятор. Здесь очень важна одна деталь – это обратный клапан. Этот элемент призван оберегать систему от проникновения жидкости обратно в скважину или колодец. Данный клапан фиксируют на помпе рядом с трубой. С этой целью в его крышке прорезают резьбу.

Первым делом фиксируют клапан обратного типа, а затем производят подключение самого гидравлического аккумулятора к системе.

Схема является следующей:

чтобы вымерить параметр длины трубы, идущей от насоса глубинного типа к крайней точке колодца, в основном берут шнурок с грузиком;
груз опускают на днище, а на веревочке делают отметку края колодца наверху;
после изъятия веревки можно подсчитать параметр длины трубы от низшей плоскости до верха;
нужно вычесть длину колодца, а также расстояние от участка перехода трубы в почву до самой высокой отметки колодца;
кроме того, очень важно учитывать непосредственное местонахождение помпы (насоса) – она должна быть расположена в 20–30 см от днища.

Типы конструкции и их устройство

Чтобы точно знать, как правильно выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, важно изучить характерные особенности различных моделей

Расположение

В продаже существуют горизонтальные и вертикальные модели гидроаккумуляторов, тип выбирают, в первую очередь, руководствуясь наличием свободного места в помещении насосной. Если же свободное пространство позволяет установить любую из модификаций, а объем гидроаккумулятора превышает 100 литров, целесообразнее станет приобретение вертикальной модели.

Вертикальный и горизонтальный гидробак для водоснабжения

Популярные статьи  Монтаж металлических водостоков для крыши своими руками: разбор технологий + пример установки

Такой выбор обусловлен тем, что при расходе жидкости в резервуаре появляются воздушные пузыри, которые всегда собираются в верхней части емкости. В вертикальном гидроаккумуляторе площадь верхней части меньше, что облегчает процесс стравливания воздуха. Обычно это делается с помощью специального ниппеля. Место нахождения пузырей в горизонтальном резервуаре с большой площадью верхней части определить сложнее. Для стравливания может использоваться врезка с вентилем. Наличие воздуха в гидроаккумуляторе нежелательно из-за вероятности образования воздушных пробок.

Для моделей менее 100 литров расположение не имеет значения, хотя при их использовании совместно с насосными станциями обычно выбор отдают в пользу горизонтального варианта.

Устройство моделей

Выбор аккумулятора для системы водоснабжения включает в себя решение вопроса – какое из устройств окажется более эффективным. В общем виде устройство всех видов оборудования этой категории сходно – емкость гидроаккумулятора делится на две части. В одной из частей находится сжатый воздух, а в другой – вода. Пластичность перегородки материалов, разделяющих воду и воздух, позволяет последнему «выталкивать» жидкость в систему.

На фото показана схема устройства гидроаккумулятора

Существует два основных вида гидроаккумуляторов – мембранные и баллонные. Последние в обиходе часто называются «грушами».

  • мембранные модели в прямом смысле разделяют резервуар на две части,
  • баллонные устроены по принципу «сосуд в сосуде», вода закачивается в емкость из каучуковой резины, которая, в свою очередь, со всех сторон окружена воздухом.

Сомнения при выборе обычно вызывает то, что в мембранных моделях вода соприкасается со стенками гидроаккумулятора, однако в моделях надежных производителей используются высококачественные материалы, таким образом риск появления коррозии не высок, а вода не приобретает нежелательного привкуса.

Чтобы проще разобраться в вопросе как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, рекомендуем к просмотру это видео.

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)
Reflex Германия 25 Сталь 2700-3500
60 5000-8000
80-100 8000-12000
500 28000-51000
Wester Россия 24 1100-1200
50 3200-3400
80-100 4200-5600
500 23000-25000
ДЖИЛЕКС 24 1300-1400
50 3300-3400
80-100 4700-6000
500 23000-25000
Aquasystem Италия 24 1500-1700
50 4000-6000
80-100 5500-7500
500 24000-27000
Unipump Китай 24 1200-1400
50 2700-3000
80-100 4300-5300
500 7000-8500
24 Нержавеющая сталь 3500-3700
80-100 10000-13000
UNIPRESS 24 4200-4400
50 7000-7300
80-100 9500-12500
HIDROFERRA Италия 24 4200-4400
80 11500-12500

Устройство гидробака

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.

 Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

  1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
  2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
  3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
  4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

 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.

Виды гидроаккумуляторов

Производители поставляют на рынок устройства 2 базовых модификаций, отличающихся конструктивным исполнением:

  1. Модели вертикальной конфигурации рассчитаны на большие объемы воды. Преимуществом поперечной ориентации является возможность размещения клапанного механизма для стравливания накопившихся в процессе эксплуатации воздушных масс в верхней части гидротехнического устройства. Поскольку атмосферные потоки, согласно физическим законам, направляются вверх, такое расположение считается оптимальным. Подобной конструкцией оснащаются резервуары с объемом, превышающим 50 л.
  2. Горизонтальной конфигурацией характеризуются емкости меньших габаритов. Продольная ориентация не позволяет использовать для удаления излишков воздуха в гидроаккумуляторе клапаны из-за невозможности правильного определения места монтажа. Поэтому стравливание выполняется через специальные краны, «американки», или сливной патрубок, устанавливаемый позади бака.

В малогабаритных резервуарах небольшой вместимости, независимо от конфигурации устройства, накопленные воздушные массы устраняют из системы посредством полного слива жидкости из магистрального водопровода.

Гидроаккумуляторы различаются по типу приминения.

Заводское окрашивание корпуса гидротехнического устройства в синий цвет свидетельствует о предназначении для использования в сетях водоснабжения для перекачки холодной воды.

Мембранная перегородка в таких баках изготавливается из пищевой резины, нейтральной для человеческого организма. Красные конструкции применяются в обогревательных контурах и при передаче горячих потоков.

В них прокладка выполняется из материала повышенной прочности. Подобные устройства использовать в магистралях холодного водоснабжения не рекомендуется.

Базовым критерием выбора формы мембранного накопителя являются геометрические характеристики подсобного помещения, предназначенного для монтажа гидробака. Основным требованием считается соответствие габаритов устройства размерам комнаты, дополняемое удобством доступа к оборудованию для ремонтных и сервисных операций.

Назначение гидроаккумулятора

Гидроаккумуляторы используют в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения

Основная функция гидроаккумулятора – накапливать жидкость и поддерживать давление в водопроводной системе. Для этого данный узел оборудован манометром и реле, которые выдерживают определенный промежуток, в крайних точках которого происходит автоматическое включение и выключение насоса.

Популярные статьи  Сделала изголовье для кровати сама: в магазине стоит 100 тысяч рублей, а я потратила всего 4

Нельзя путать гидробак и расширительный бачок. Второй нужен в системе отопления, чтобы компенсировать потери при испарении горячей жидкости, а также брать на себя лишний воздух, возникающий при нагревании воды в бойлере.

Гидроудар – это опасное явление для пластиковых труб. Возникает он при встречном движении жидкости: резкое закрытие крана останавливает поток, и он начинает двигаться в обратную сторону, сталкиваясь с волной, идущей от насоса. В определенный момент в трубе скапливается слишком много жидкости, которая способна разорвать пластик и даже металл. Гидроаккумулятор сдерживает образование гидроудара, так как является буфером между насосом и точкой потребления воды.

Если водопроводная система частного дома не оборудована накопительной емкостью, это означает, что мощный погружной насос или станция будет включаться каждый раз, когда наверху кто-то откроет кран. Ресурс насоса ограничен количеством циклов включение-выключение, а также имеет показатель – максимально допустимая частота включений. В среднем оборудование должно включаться 5 раз в час. Постоянная работа агрегата намного меньше сказывается на деталях, чем частое включение. Гидроаккумулятор благодаря запасу жидкости позволяет снизить показатель срабатываний в 2 – 3 раза, поэтому еще одна его функция – защита от износа электрической части насосного оборудования.

Если электричество вдруг отключили, жильцы могут и дальше пользоваться водой в доме, пока в гидробаке сохраняется давление. Принцип работы гидроаккумулятора для систем водоснабжения основан на балансе воды и воздуха внутри бака.

Есть случаи, когда гидроаккумулятор не только не нужен, но даже может навредить насосу. Речь идет о постоянной работе насосного оборудования при поливе огорода. В этом случае бак устанавливать нельзя, так как оборудование будет часто включаться и выключаться. При поливе лучше, если оно работает в постоянном режиме – так двигатель меньше перегревается и изнашивается.

Подбор устройства согласно расчету

Перед тем как приступить к расчету мембранника, нужно знать, что чем больше объем отопительной системы и выше максимальный температурный показатель теплоносителя, тем большего объема должен быть сам бак.

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

Существует несколько способов, по которым проводят расчет: обращение к специалистам в бюро по проектированию, проведение расчетов самостоятельно по специальной формуле или расчет при помощи онлайн калькулятора.

Расчетная формула выглядит так: V = (VL x E) / D, где:

  • VL – объем всех магистральных деталей, включая котел и остальные нагревательные приборы;
  • Е – коэффициент расширения теплоносителя (в процентах);
  • D – показатель эффективности мембранника.

Определение объема

Самый простой способ определения среднего объема отопительной системы – по мощности обогревательного котла из расчета 15 л/кВт. То есть, при мощности котла 44 кВт объем всех магистралей системы будет равен 660 л (15х44).

Коэффициент расширения для водяной системы приблизительно равен 4% (при температуре теплоносителя 95 °C).

Если в трубы залит антифриз, то прибегают к такому расчету:

Показатель эффективности (D) основан на начальном и наибольшем давлении в системе, а также стартовом давлении воздуха в камере. Предохранительный клапан всегда настраивается на максимальное давление. Чтобы найти значение показателя эффективности, нужно провести следующий расчет: D = (PV — PS)/(PV+1), где:

  • PV – максимальная отметка давления в системе, для индивидуального отопления показатель равен 2,5 бар;
  • PS – давление зарядки мембранника обычно составляет 0,5 бар.

Теперь осталось собрать все показатели в формулу и получить окончательный расчет:

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

Полученное число можно округлить и остановить свой выбор на модели расширительного бака начиная от 46 литров. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, то объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем прибора может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае, не меньше.

Принципы работы, устройство и преимущественные стороны гидробака в системах водоснабжения

Из чего состоит гидробак

Агрегат в разрезе с описанием ключевых элементов

Корпус устройства чаще всего выполнен из обычной стали. Существуют образцы из нержавеющей стали. Они более долговечны, но встречаются реже, по причине высокой стоимости;

Образцы, выполненные из нержавеющей стали

  • 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.

Реле давления

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.

Схема работы гидроаккумулятора

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий