Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Функции, назначение, виды

Место установки — в приямке или в доме

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары мы выяснили. Но есть и другие:

• Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включиться только тогда, когда ее останется совсем немного.
• Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
• Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Установка гидроаккумулятора в приямке

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

• для холодной воды;
• для горячей воды;
• для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

Два вида гидроаккумуляторов

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Принцип работы гироаккумулятора с мембраной в виде груши

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Строение гидроаккумулятора большого размера

Как проверить давление в гидроаккумуляторе

Для замера давления необходимо:

• открутить колпачок, который закрывает штуцер с золотником, располагаемый на корпусе бака;
• подключить манометр к золотнику (можно использовать электронный или автомобильный манометр), снять показание и сравнить с расчётным значением;
• в случае снижения уровня давления осуществить подкачивание компрессором до оптимальной величины;
• для уменьшения давления стравить воздух.

Если регулировка осуществляется до включения гидробака в систему, его необходимо оставить на сутки. По истечении этого времени после контрольного замера производят установку устройства.

Как подключить гидроаккумулятор для отопления правила расчета и схема

При подборе оборудования учитывается характеристики системы. Для установки в системе водопровода выбирается бак с мембраной, рассчитанной для питьевой или технической воды,  для установки в системе отопления или горячего водоснабжения мембрана должна соответствовать назначенным целям. В водопроводе с горячей водой и в отоплении температура воды достигает 80и даже 120 градусов, поэтому оборудование подбирается с учетом воздействия высоких температур. Для установки в системе отопления бак должен выдерживать давление до 4 атмосфер, при этом температурный показатель должен быть не ниже 120 градусов. Для водоснабжения максимальная температура оценивается в 80 градусов, а давление, которое должен выдерживать бак должно быть не ниже 12 атмосфер.

Подбор прибора отвечающего параметрам системы отопления можно рассчитать при помощи формулы определения объема гидроаккумулятора:

V = (VL x E) / D

Где D = (PV – PS) / (PV + 1).

PV – это показатель максимального рабочего давления в системе, а PS – это давление воздуха в мембранном баке. Для небольших частных домов и систем, установленных в квартирах, показатель PV принимается равным 2,5 бар. А что касается PS, то здесь принято учитывать постоянное давление в контуре  принимается значением 0,5 бар или равным 5 м.

Для примера можно предложить расчет объема бака для системы отопления дома в 100 кв. метров. В помещении установлен котел мощностью 20 кВт.

Сначала определяется объем теплоносителя в контуре отопления:

VL= ( 20х15)=300 литров.

Где 20 – это мощность отопительного котла, а 15л – удельный объем теплоносителя на каждый киловатт мощности отопительного прибора.

Следующий шаг – расчет эффективности гидроаккумулятора по формуле:

 D = (PV – PS) / (PV + 1).

В которой, PV = 2,5 бар и PS = 0,5 бар

В результате выполнения действий:

D = (2,5 – 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57

Последний этап – это расчет непосредственно необходимого объема расширительного бака.

V = 300 х 0,04 / 0,57 = 21,05 л где 0,04 – коэффициент расширения воды.

Таким образом, для системы отопления с 20 кВт котлом отопления и общим объемом теплоносителя для отапливаемого помещения площадью 100 квадратных метров достаточно бака объемом 21- 25 литров

Правда, учитывая то, что производители в основном предлагают потребителям баки стандартного объема, внимание при выборе рекомендуется обратить на установки объемом немного большим, чем тот, что получился при расчете. Если выбрать бак меньшего объема, то велика вероятность того, что рабочее давление этого устройства будет меньшим, чем требуется, что может привести к созданию аварийной ситуации

При определении положения бака во время его установки берется во внимание тот факт, что сам гидроаккумулятор имеет в качестве несущей конструкции корпус. Особенно это касается приборов объемом до 50 литров

В профессиональной среде принято считать, что малые объемы баков до 30 литров настенное крепление, а вот баки большего объема лучше располагать в напольном варианте. При установке этих приборов рекомендуется дополнительно усилить крепление кронштейнами или хомутами. Для баков большого объема рекомендуется не изобретать велосипед, а устанавливать их согласно рекомендациям производителей оборудования – с использованием штатных ножек и конструкций на корпусе. Подвод труб к патрубку бака необходимо сделать по кратчайшему маршруту, с минимальным количеством изгибов и поворотов. Да и сам отвод рекомендуется сделать максимально коротким, чтобы работа устройства была эффективной.

Этапы монтажа

1. Для начала нужно срезать с верхней части баллона вентиль. Края среза аккуратно выровнять.

2. Тщательно вычистить внутренние стенки до металла.

3. Обработать очищенную поверхность фосфатным преобразователем и после просушки грунтовкой.

4. Приварить в полученное отверстие после среза вентиля кольцо-контрфланец. Кольцо должно быть изготовлено из листовой стали (5-6 мм), а параметры соответствовать параметрам фланца гидроаккумулятора для соединения к системе.

5. Место стыковки кольца и стенок баллона отполировать до блеска.

6. В донной части газового баллона сделать врезку автомобильного ниппеля.

7. Внутренние стены баллона покрыть эпоксидным лаком. Дать основательно просохнуть на протяжении 7-10 дней.

8. Поместить каучуковую оболочку внутрь баллона.

9. Установить фланец.

Самодельный аккумулятор готов. Остаётся закачать воздух и проверить фланцевое уплотнение на предмет утечки. Далее выставляется по манометру давление, и оборудование подключается к водопроводу. Желательно оснастить такую систему реле давления для выполнения регулировки.

Как определить повреждение гидроаккумулятора

Как и в системе водоснабжения гидроаккумулятор имеет свой срок службы. Так, для встроенных резервуаров он определяется сроком эксплуатации отопительного котла, а отдельно стоящий бак из черного металла обычно выдерживает 5-6 летний период эксплуатации. При заполнении объема системы антифризом необходимо внимательно изучить рекомендации производителя, чтобы удостовериться, что материал не вступит в реакцию с химическим веществом незамерзайки.

Первым признаком того что гидроаккумулятор вышел из строя является резкое понижение давления в системе. Дело в том, что самым узким местом гидроаккумулятора выступает мембрана. Несмотря на эластичность и прочность в процессе эксплуатации в ее полость попадают частички мусора из внутреннего объема батарей, труб, запорной арматуры, часто здесь скапливаются нерастворимые осадки содей из самой воды. И тогда при работе мембраны эти частицы играют роль абразива, постепенно протирая резину. При прорыве стенок мембраны воздух из воздушной камеры проникает в систему отопления и выводится через воздухоотводчик, а освободившийся объем заполняется теплоносителем. При этом видимых утечек теплоносителя в помещении не обнаруживается

Если не обратить внимание, на резкое снижение давления в системе, и просто восстановить необходимый показатель давления жидкости, то несмотря на поломку гидроаккумулятора система продолжит работу. Но при первой же нештатной ситуации масштаб аварии будет намного больший

Для систематического контроля состояния мембраны рекомендуется периодически проверять давление в гидроаккумуляторе при помощи обычного манометра из дорожного автомобильного комплекта.

Чтобы быть уверенным в работоспособности оборудования рекомендуется 1-2 раза в 6 месяцев нажимать на ниппель и выпускать немного воздуха. Быстрый свистящий поток воздуха будет говорить о герметичности резервуара. А вот если будет слышно слабое шипение или вместо воздуха будет прокапывать вода, то в таком случае необходимо бить тревогу – мембрана с большой долей вероятности будет повреждена и прибор необходимо ремонтировать.

Второй распространенной проблемой при эксплуатации гидроаккумуляторов выступает потеря герметичности корпуса. В отличие от ресиверов системы водоснабжения эта проблема встречается относительно редко, но ее нельзя сбрасывать со счетов. Такое повреждение становится результатом неправильного монтажа или в результате неправильного ремонта устройства. Корпус бака обычно изготавливается из стального или железного листа путем штамповки. Наружная часть бака красится  для защиты от коррозии, а вот внутренняя обычно остается без дополнительного защитного слоя. В процессе эксплуатации на внутренней стенке воздушного отсека образуются очаги коррозии из-за чего со временем образуется отверстие, и воздух просто выходит. Определить такую неисправность просто – нужно несколькими нажатиями начать спускать воздух, если при нажатии неслышно характерного свиста, то необходимо искать повреждение корпуса.

Еще одним часто встречающимся видом поломки выступает неисправность золотника. Обычно это случается при настройке прибора, когда есть необходимость постоянно подкачивать его насосом и проверять давление манометром. При повреждении золотника обычно давление спускается постепенно, и на манометре котла можно заметить, что давление снижается не сразу, а со временем, небольшими порциями. При этом нужно отметить, что оно именно снижается, а не скачет в определенной амплитуде. Непосредственно на резервуаре проверить работает ли клапан, или нет можно нанеся на него небольшое количество мыльного раствора. Если раствор не изменяет своего состояния, значит дело не в клапане. А если выходящий воздух надувает мыльные пузыри, пусть даже и небольшие, то нужно менять сердцевину клапана. Проще всего купить его в автомагазине или в спорттоварах, сердцевина в клапане идентична той, что применяется в шинах автомобилей и велосипедов.

1 Описание датчика и насосной системы

Датчик давления воды – электрический прибор, обеспечивающий регулировку давления в гидроаккумуляторе для насосной станции. Также оно следит за напором жидкости в трубопроводе и включает, либо отключает подачу воды в бак гидроаккумулятора.

Происходит это благодаря замыканию проводов. Превышение допустимого порога размыкает контакты и реле отключает насос. Падение ниже установленного уровня замыкает контакт устройства, включая подачу воды. Вручную настроить можно как верхний, так и нижний пороги.

Схема работы реле давления

Основные понятия реле давления для системы с гидроаккумулятором:

• Рвкл – нижний порог давления, включение питания, в стандартных настройках равен 1.5 бар. Контакты соединяются, и подключаемый к реле насос начинает закачивать воду;
• Рвыкл – верхний порог давления, выключение питания реле, лучше устанавливать на 2.5-3 бара. Цепь разъединяется, и автоматический сигнал прекращает работу насосов;
• дельта Р (ДР) – показатель разницы давления между нижним и верхним порогами;
• максимальное давление – как правило, не превышает 5 бар. Это значение отображено в характеристиках устройства регулирования для систем водоснабжения и не изменяется. Превышение приводит к поломке оборудования или сокращению гарантийного эксплуатационного срока.

Главным элементом реле давления для гидроаккумулятора является мембрана, реагирующая на давление воды. Она изгибается в зависимости от напора и сообщает механизму о том, насколько поднимается или опускается давление воды в насосной станции. Изгиб переключает контакты внутри реле. Противодействует натиску воды специальная пружина (которая затягивается для регулировки). Пружина поменьше определяет дифференциал, то есть разницу между нижним и верхним порогом давления.

Реле могут быть двух видов. Первый, силовой, напрямую действует на контакты насоса. Управляющий тип взаимодействует с автоматикой станции и уже через неё влияет на работу насоса.

Гидроаккумулятор и реле давления образуют надёжную систему по обеспечению водоснабжения любых помещений, хозяйственных построек, полей и другого. Автоматика для насоса также необходимая часть – благодаря ей становится максимально просто контролировать сбор воды и быстро накачивать жидкость в бак и в трубы.

Устройство реле давления насосной станции

1.1 Регулировка реле давления для гидроаккумулятора

Прежде чем присоединять оборудование к баку, следует проверить работоспособность реле и отрегулировать его. Снимать показания рекомендуется механическим манометром. Он более точек и менее подвержен внутренним поломкам, из-за которых его показания могут не соответствовать действительности.

Далее будет следовать инструкция, как правильно настроить реле давления. В первую очередь, необходимо ознакомиться с паспортом устройства, насоса и бака гидроаккумулятора, чтобы выяснить пределы давления для этих элементов насосной станции. Целесообразней всего при покупке заранее ознакомиться с данными параметрами и подстроить их друг под друга.

Далее следует действовать в следующем порядке:

1. Открыть потребление воды (кран, шланг, вентиль), чтобы благодаря манометру увидеть давление, при котором срабатывает реле и включается насос. Обычно это 1.5-1 бар.
2. Потребление воды отключается, чтобы поднять давление в системе (в баке гидроаккумулятора). Манометром фиксируется предел, при котором реле отключает насос. Обычно это 2.5-3 бара.
3. Отрегулировать гайку, присоединённую к большой пружине. Она определяет значение, при котором включается насос. Чтобы увеличить порог включения надо затянуть гайку по часовой стрелке, чтобы уменьшить – ослабить (против часовой стрелки). Повторять предыдущие пункты до момента, когда давление включения не будет соответствовать желаемому.
4. Регулировка датчика выключения происходить гайкой на малой пружине. Она отвечает за разницу между двумя порогами и принцип настройки такой же: чтобы повысить разницу (и увеличить давление выключения) – затянуть гайку, чтобы уменьшить – ослабить.
5. Не рекомендуется за один раз делать поворот гайки более чем на 360 градусов, поскольку они очень чувствительные.

Правила запуска и настройки оборудования

Перед первым запуском насосного оборудования сначала необходимо подготовить гидроаккумулятор, поскольку от правильно подобранного давления в нем зависит стабильность работы всей системы водоснабжения. Высокий показатель давления в баке будет провоцировать частое включение и выключение агрегата, что не лучшим образом скажется на его долговечности. Если в воздушной камере бака будет заниженное давление, то это приведет к чрезмерному растяжению резиновой груши водой, и она выйдет из строя.

Гидробак подготавливается следующим образом. Прежде, чем накачать воздух в бак, убедитесь, что груша, находящаяся внутри него, пустая. Далее, проверьте автомобильным манометром давление в баке. Как правило, новые баки закачиваются воздухом на заводе. Гидробаки до 25 л должны иметь давление в пределах 1,4-1,7 бар. В емкостях на 50-100 литров давление воздуха должно быть в диапазоне от 1,7 до 1,9 бар.

Совет! Если показания манометра ниже рекомендуемых, то следует закачать воздух в бак, используя автомобильный насос, и отрегулировать его, ссылаясь на показания манометра.

Первый запуск станции

Чтобы правильно произвести первый запуск насосной станции, поэтапно осуществите следующие действия.

1. Выкрутите пробку, закрывающую отверстие для воды, находящуюся на корпусе агрегата. На некоторых аппаратах вместо пробки может находиться вентиль. Его следует открыть.
2. Далее, заполните всасывающую трубу и насос водой. Прекратить лить жидкость следует, когда она начнет вытекать из отверстия для залива.
3. Когда всасывающая труба будет заполнена, закройте отверстие пробкой (перекройте вентиль)
4. Подсоедините станцию к электросети и включите ее.
5. Для удаления оставшегося воздуха из оборудования следует приоткрыть кран в ближайшей к насосу точке водозабора.
6. Дайте поработать агрегату в течение 2-3 мин. За это время из крана должна политься вода. Если этого не произошло, то следует отключить насос и повторно залить воду, после чего произвести запуск насосной станции.

https://youtube.com/watch?v=6OYksymY7vY

Настройка автоматики

После успешного запуска требуется проверить и настроить работу автоматики. Новое реле давления имеет заводские настройки верхнего и нижнего порога давления, при достижении которых оно включает или выключает насос. Иногда возникает необходимость изменить данные значения, выставив их на нужное давление включения-выключения.

Регулировка автоматики происходит следующим образом.

1. Отключите агрегат и слейте воду из гидроаккумулятора.
2. Снимите крышку с реле давления.
3. Далее, следует запустить насос, чтобы начала набираться вода в гидробак.
4. При отключении аппарата запишите показания манометра — это будет значение верхнего порога отключения.
5. После этого откройте кран в самой отдаленной либо самой верхней точке водозабора. По мере вытекания из него воды, давление в системе начнет снижаться, и реле включит насос. Показания манометра в этот момент будут означать нижний порог включения. Запишите это значение и найдите разницу между верхним и нижним порогом.

В норме, давление включения должно равняться 2,7 бар, а отключения – 1,3 бар. Соответственно, разница давлений при этом составляет 1,4 бар. Если полученная цифра равняется 1,4 бар, то менять ничего не нужно. При заниженном давлении агрегат будет часто включаться, что спровоцирует преждевременный износ его узлов. При завышенном насос будет работать в более щадящем режиме, но при этом будет очевидна разница в напоре: он будет нестабильным.

Совет! Чтобы увеличить разницу давлений, следует затянуть гайку на малой пружине. Для уменьшения разницы гайка отпускается.

Во время проверки работы реле обратите внимание, с каким напором вытекает вода из крана. Если напор слабый, то потребуется настройка давления

В данном случае, давление в системе должно быть выше. Чтобы поднять его, следует отключить аппарат и немного затянуть гайку, прижимающую большую пружину реле давления. Чтобы уменьшить напор, гайку необходимо ослабить.

Рейтинг лучших проводных наушников 2022 года

Семья

Общий принцип использования гидроаккумулятора

Функционирование любой гидравлической системы предполагает подачу масла к исполнительным механизмам с помощью специального нагнетательного устройства – гидромотора. При этом часть жидкости направляется в аккумулятор и находится в нём под давлением, равным рабочему давлению в системе.

После совершения полезной работы исполнительный механизм останавливается, и гидравлический мотор отключается. Для повторения рабочего цикла его необходимо снова включить. Попеременное включение и отключение оборудования изнашивает его, и для предупреждения износа используется гидроаккумулятор, который отдаёт масло в магистраль, тем самым повышая давление в системе до рабочих значений. Как только запас масла в аккумуляторе закончится, нужно включить гидромотор, который станет питать исполнительные механизмы, попутно заполняя аккумулятор.

Подобным образом аккумулирующее оборудование функционирует и в аварийных режимах – при утечках рабочей жидкости. В этом случае гидроаккумулятор выбрасывает запасённое масло в магистраль, компенсируя его потери и восстанавливая функциональность гидравлики.

Цель работы гидроаккумуляторов

Устройство гидроаккумуляторов

Чтобы обеспечить дом водой полноценно используют погружные или поверхностные насосы. От типа насоса гидроаккумулятор может быть горизонтальным или вертикальным. От конструкции зависит как из воды будут удаляться пузырьки воздуха. А от места расположения насосной станции и мощности насоса будет зависеть выбор подходящего устройства.

Устройства имеют различия по видам и размерам, но обладают одинаковыми функциями, а именно:

1. Накапливают и отдают гидравлическую энергию;
2. Подавляют гидроудары и пульсаций;
3. Способствует нормальной работе всей системе водопровода. Гидроаккумуляторы универсальны и по этой причине широко применяются в большинстве отраслей промышленности. Так же их применяют в морском, воздушном и морском транспорте.

Воздух в гидроаккумуляторе

За счёт особой конструкции ёмкости гидроаккумулятора происходит снижение нагрузок. Гидробак разделён на две части (водную и воздушную) мембранной. Давление, которое находиться в гидроаккумуляторе смягчает гидроудары, которые неизбежны при работе станции. Также гидроаккумулятор способен сохранять давление в системе насоса.

Надо брать: смартфон Realme 7 Pro с поддержкой быстрой зарядки на мощности 65 Вт

Объем гидроаккумулятора

Не покупайте гидроаккумулятор, ориентируясь на то, что установили Ваши друзья или соседи по даче. Возможно, для Вас данная модель будет неэффективна. Объем гидроаккумулятора (как и всё остальное оборудование!) должен подбираться только на основе результатов гидравлического расчета. Количество моделей, представленных на рынке, достаточно велико.

Существует ли оптимальный объем гидравлического бака? Как мы уже сказали, только гидравлический расчет может точно указать на конкретную модель гидравлического оборудования, оптимально подходящую под Ваши условия. Но количество типовых объемов у различных моделей гидробаков не столь велико. То есть если по результатам расчета Вам требуется бак объемом 51, 5 л, то именно такой бак в продаже найти не удастся. Вам порекомендуют приобрести гидравлический бак объемом 60 л. Лишние литры объема не навредят, а даже позволят немного увеличить запас воды и снизить количество включений насоса.

Опыт инженеров, подбирающих и монтирующих водоподъемное оборудование, говорит нам следующее:

• в систему водоснабжения на трех потребителей при производительности скважинного насоса 2 м куб/ч можно установить гидроаккумулятор объемом 25 л.
• в систему с количеством потребителей 4-8 и производительностью насоса 3,0-3,5 м куб/ч оптимален гидробак объемом 60 л.
• если количество потребителей больше 10 и производительность насоса составляет 5 м куб/ч, то оптимальный объем бака будет 100 л.