Одним из основных элементов насосной станции, работающей в автоматическом режиме с управлением по давлению воды в системе, является гидроаккумулятор. Нередко его еще именуют закрытым расширительным баком, хотя такое определение, по правде говоря, в приложении в системе холодного водоснабжения - не вполне корректное. Это устройство выполняет ряд важнейших функций, без которых насосная станция в принципе невозможна, как таковая.
Одним из основных параметров гидроаккумулятора является его вместительность. Точнее, полный объем бака, который разделен мембраной («грушей») на воздушную и водяную камеры. Важно подобрать такой, чтобы он не занимал лишнего места, то есть, желательно, покомпактнее, и в то же время — делал эксплуатацию домашней системы водоснабжения по максимуму комфортной и экономной. Нужно найти «золотую середину», и помогут нам в этом калькуляторы расчета объема гидроаккумулятора.
Предстоит последовательно решить две задачи, то есть будет предложено два калькулятора. К каждому прилагается краткое пояснение.
Определение оптимального объёма гидроаккумулятора
Существует несколько подходов к выбору оптимального объема этого бака. Например, рекомендуют таблицы, в которых потребителю предлагается исходить и создаваемого в аккумуляторе запаса воды.
В нашем же случае используется формула, которая разработана одним из ведущих производителей подобного оборудования и отлично подходит именно подл случай насосной станции.
Саму формулу приводить не будет – просто перечислим те величины, которые нам потребуется для расчета.
- Примерный максимальный расход воды, выраженный в литрах в минуту. Определение этого расхода как раз и станет первым действием в череде наших вычислений.
Калькулятор расчета максимального расхода воды
Срок службы насосного оборудования в автономных системах водоснабжения не в последнюю очередь зависит от ёмкости гидроаккумулятора. Слишком маленький гидробак увеличивает нагрузку на , а в слишком больших резервуарах застаивается вода. Как найти золотую середину и , который и насосы бережёт, и без воды при отключении электричества не оставит?
Как объём гидробака влияет на работу насосов?
Главное назначение гидроаккумуляторов - уравновешивать перепады давления при водоразборе или отключении электричества и защищать систему от гидроударов. Функцию управления автоматической насосной станцией обычно выполняет реле давления. Когда давление в системе приближается к верхнему пределу, реле прекращает подачу электроэнергии на насосное оборудование. С началом водоразбора давление в сети начинает падать; по достижении нижних пороговых значений подача электропитания возобновляется, и насосы снова принимаются качать воду.
Если в автоматизированной системе водоснабжения нет гидроаккумулятора, насос срабатывал бы всякий раз, когда кто-нибудь повернёт кран или воспользуется туалетом. Ни один электродвигатель не выдержит такого интенсивного режима эксплуатации. Чем мощнее , тем меньше допустимая частота включений из-за риска перегрева:
- насосы мощностью свыше 8 кВт выдерживают не более 10 повторных включений в час;
- для насосного оборудования мощностью 5-10 кВт установлен лимит до 15 включений в час;
- для маломощных насосов - до 20 включений .
Так или иначе, более 30 пусков в час - это уже критический уровень нагрузки, не предусмотренный конструкцией агрегата. Также на толерантность к повторным включениям влияют конструктивные особенности насосного оборудования: чем больше подвижных частей, тем реже должен включаться насос. Для уменьшения циклов включения и выключения насосов необходима для создания резервных запасов воды.
Внутренняя ёмкость гидробака заполнена баллонной мембраной, в которую поступает вода. Во время водоразбора воздух, воздух, заполняющий пространство между мембраной и внутренними стенками бака, вытесняет воду в сеть. В результате изменение давления в системе происходит плавно, ограничивая количество кратковременных включений и выключений. Иными словами, насосная станция включается и выключается столько раз, сколько позволит объём гидроаккумулятора.
Как определить ёмкость гидроаккумулятора?
Для расчёта оптимального объёма гидробака разработаны формулы, учитывающие основные характеристики системы:
- суточный расход воды;
- допустимое число рабочих циклов в час;
- мощность насосного оборудования;
- настройки реле давления.
На практике все намного проще - ассортимент большинства магазинов ограничен тремя линейками стандартных типоразмеров:
- от 20 до 24 литров и меньше;
- 50- 60 литров;
- 100 и более литров.
Компактные модели ёмкостью до 20-24 литров рассчитаны на насосные станции мощностью до 0,75 кВт с расходом 2-2,5 м3/час, но для небольшой семьи из двух-трёх человек увеличивать расход нет резона. Разумеется, насосы при этом включаются чаще, чем в случае установки гидробака среднего объёма, но так как резких колебаний давления не возникает, низкие нагрузки компенсируют частые включения и выключения. Чаще всего входит в комплектацию маломощных установок водоснабжения, так что все риски и выгоды за нас уже подсчитал производитель.
Насосное оборудование производительностью 1,8 м3/час и - типовая комбинация для внутренних сетей частных домов с тремя водоразборными точками, но без внутреннего санузла. При увеличении число точек водоразбора достаточно купить еще один гидроаккумулятор того же объёма и установить его в любом участке системы.
Гидроаккумуляторы ёмкостью 50-60 литров предназначены для сетей с расходом 2,5-3,5 м3/час и мощностью насосного оборудования до 1,5 кВт. Резервный запас воды составляет от трети до половины бака - вполне достаточно для удовлетворения нужд 4-8 человек.
Как правило, устанавливают в бытовых системах с четырьмя и более водоразборными точками, где нет ванн, унитазов и тому подобного оборудования, потребляющего большое количество воды. Если в доме оборудован санузел, объём гидроаккумулятора рассчитывают по методике UNI 9182.
В продаже имеются и более массивные , которые вмещают до 5 литров воды сверх минимального резерва, но стоит ли игра свеч? Выигрыш не сказать что большой, а цена агрегата ощутимо выше.
Покупка гидробака на 100 и более литров оправдана лишь в том случае, если расход воды превышает 5 м3/час. Для этого в доме должно одновременно проживать не менее 10 человек. Прежде чем покупать , учтите, что не всякая скважина обладает достаточной продуктивностью. Кроме того, для установки массивного бака требуется немало места - готовы ли вы поступиться квадратными метрами?
Также и более пользуются спросом в регионах с частыми перебоями электроснабжения - их используют как на случай отключения электричества. Но если запас воды намного превосходит потребности жильцов, во время «Ч» вода в баке может оказаться непригодной для питья и приготовления пищи. Для длительного хранения воды больше подходит открытый водонакопитель.
Чем больше объём - тем больше проблем
Массивные габариты заметно осложняют сервисное обслуживание гидроаккумуляторов. В частности, для гидробаков ёмкостью от 100 литров актуальна проблема удаления воздуха, который накапливается в мембране и образует пробки, расстраивающие работу агрегата.
Для стравливания лишнего воздуха в верхней части вертикальных гидробаков ёмкостью от 100 литров устанавливают воздухоотделительные клапаны. У горизонтальных моделей за выведение воздушных пузырьков отвечает отдельный сегмент трубопровода, укомплектованный выводным ниппелем, сливом и шаровым краном. Для обеспечения бесперебойного функционирования водопровода воздух из бака следует выпускать не реже, чем раз в месяц.
У более компактных гидроаккумуляторов воздух удаляется из мембран во время полного опорожнения резервуара. В силу большего количества рабочих циклов воздушные пробки не успевают образовываться. Для надёжности можно периодически спускать воздух через кран, расположенный в непосредственной близости от бака. Отключив электропитание насосов, позвольте воде полностью стечь, затем закройте кран и включите насосы. Когда гидробак наполнится водой, повторите процедуру.
Вместительность гидробака - далеко не единственный параметр, который следует учитывать, решая увлекательную задачу поддержания напора в сети. Не менее важно правильное расположение гидроаккумулятора: рекомендуется устанавливать бак как можно ближе к насосу. Особенности монтажа систем водоснабжения и условия эксплуатации систем также вынуждают пересмотреть стандартные рекомендации по подбору гидробака. Если у вас есть какие-то вопросы и сомнения, не стесняйтесь обращаться за помощью к специалистам.
Гидроаккумулятор, он же накопительный, напорный или расширительный бак - необходимый элемент для закрытой системы водоснабжения в любом частном доме. Чтобы правильно подобрать и использовать такой накопитель, не помешает изучить принцип работы гидроаккумулятора, виды, причины поломок и способы их устранения. Кроме того, не помешает разобраться, чем отличаются баки красного и синего цвета.
Как устроен и работает гидроаккумулятор?
Гидроаккумуляторы нередко называют , поскольку внутри у такого устройства находится специальная резиновая прокладка - мембрана. Она делит емкость на две части. С одной стороны от мембраны находится вода, с другой - воздух или интертный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, который отражает давление воздуха.
Обычно гидробак состоит из металлического корпуса и резиновой мембраны. Кроме того, устанавливается золотник, регулирующий подачу-стравливание воздуха, а также фильтр, чтобы удалять мелкие загрязнения
Вода подается в систему водоснабжения с помощью насоса и закачивается в бак. В результате давление газа в гидроаккумуляторе с автоматикой возрастает. Когда оно достигает предельно допустимого значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается.
На схеме наглядно представлен принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется с помощью автоматики, что повышает сроки его эксплуатации
Постепенно вода из бака расходуется. Давление понижается, достигает минимального заданного предела, после чего система автоматического управления включает насос. Вода поступает в бак, пока давление не достигнет установленного значения, насос отключается и т. д.
Для чего необходим такой накопитель?
При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды. Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран. Наличие накопительного бака в системе позволяет:
- значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
- предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
- поддерживать в системе определенное давление;
- предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.
Очевидно, что гидроаккумуляторы для водоснабжения закрытого типа просто необходимы. О роли накопительного бака в системе водоснабжения подробно рассказано в следующем видеоматериале:
Виды мембранных баков и их особенности
Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент. В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки. В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель.
С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.
Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует:
- Отключить электропитание.
- Открыть кран смесителя.
- Дождаться, пока бак опустеет.
- Закрыть кран.
- Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился.
Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.
Гидробаки красного цвета предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя мембрана в них выполнена из довольно прочной резины, их не следует использовать для подачи холодной воды
Производители предлагают гидробаки красного и синего цвета, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембраны в таких баках используют пищевую резину, безопасную для здоровья людей. Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их для холодной воды использовать не рекомендуется, поскольку мембрана в таких баках изготовлена из другой резины. Кроме того, рабочий порог давления у синих гидробаков выше и достигает 8 Bar.
Обычно вода поступает в накопитель снизу, а сверху, как уже отмечалось, находится ниппель, через который отводят воздух. Поэтому в каждом устройстве имеется два резьбовых соединения (обычно дюймовые или в полдюйма), которые не следует путать. На верхний ниппель нередко устанавливают автоматическое устройство для отведения воздуха.
Иногда бывают ситуации, когда вода подается в гидробак сверху. Считается, что в этом случае автоматическое отведение воздуха не понадобится. Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попадали частички песка или другие загрязнения.
Обратите внимание! Потребителю предлагают самые разнообразные модели гидробаков зарубежного и отечественного производства. Не все импортные устройства адаптированы для российской системы водоснабжения, что заметно снижает сроки их бесперебойной эксплуатации. Как показала практика, отечественные гидробаки высокого качества служат дольше.
Обратите внимание на материал об устройстве и принципах работы насосных станций:
Причины поломок и способы их устранения
Самая уязвимая часть гидробака - резиновая мембрана. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается растягиванию, а затем сокращается. Постепенно резина теряет эластичность и разрывается. О возникновении проблем с гидробаком могут свидетельствовать следующие симптомы:
вода поступает из системы небольшими порциями при высоком давлении, кран как-будто «плюется» водой;
стрелка манометра резко достигает больших значений и затем сразу же снижается до нуля.
Резиновые мембраны для гидробаков могут иметь различные формы и размеры. При замене мембраны следует использовать изделие, предназначенное для конкретной модели гидробака
Чтобы убедиться в том, что мембрана порвана, необходимо нажать на золотник ниппеля, чтобы выпустить воздух из накопительного бака и определить какое давление воздуха имеется в гидроаккумуляторе. Если при этом стрелка манометра сразу же пойдет вниз, значит воздуха, который обеспечивает необходимое давление, в гидробаке осталось очень мало. Необходимо полностью стравить воздух, если после этого из золотника потечет вода, значит мембрана точно порвана, необходим ремонт. Если же вода не пошла, мембрана цела, а воздух уходит из емкости через появившиеся щели, неисправные соединения или золотник.
О проблемах с гидробаком в системе горячего водоснабжения может свидетельствовать небольшая течь, которая появляется у предохранительного клапана водонагревателя. Действовать следует точно также: нажать на ниппель золотнитка, оценить количество воздуха, стравить его полностью и по наличию или отсутствию воды определить, цела ли мембрана гидробака.
Заменить мембрану в гидробаке не так уж сложно, кроме того, это значительно дешевле, чем ставить новое устройство. Для ремонта понадобится:
- Приобрести новую мембрану, точно соответствующую порванной.
- Аккуратно разобрать гидробак, отвинтив соединительные болты.
- Вынуть порванную мембрану.
- Установить на ее место новую мембрану.
- Собрать гидробак.
- Равномерно затянуть все болты.
Главная опасность при этом состоит в том, что неумелое обращение с устройством может привести к соскальзыванию края мембраны внутрь металлического корпуса. В результате работу придется переделывать. Чтобы этого не случилось, рекомендуется затягивать соединительные болты постепенно, чтобы обеспечить равномерное натяжение мембраны. Проблемы возникают, когда один болт полностью затянут и только после этого начинают работу со следующим. Край мембраны при этом смещается и может соскользнуть.
О распространённых неисправностях и о том, как их устранить, вы узнаете в нашем материале:
Еще одна ошибка - использование герметика в местах соединений. Применение таких составов приводит к уменьшению трения между резиной и металлом. В результате край мембраны смещается, а плотность соединения уменьшается, что в будущем может вызвать протечку воды.
Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.
В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.
Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.
Предназначение
- Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
- Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.
Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.
- Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
- Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.
Как различать
На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.
На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:
- Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
- расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.
Как работают схемы аккумуляции воды
Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.
При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор. 
Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.
Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.
На практике, если такой клапан постоянно пропускает воду, то это свидетельствует о неисправности аккумулирующего устройства. Если аварийный клапан отсутствует, то при нагревании произойдет разрушение самого слабого места системы.
Когда в системе горячего водоснабжения нужен расширительный бак
Это закономерный вопрос, ведь горячее водоснабжение может выполнятся по разному. Если имеется проточный нагреватель, например газовый двуконтурный котел, который нагревает струю воды непосредственно при ее заборе, то естественно расширительный бак не нужен.
Если в системе вода нагревается в замкнутом бойлере большой емкости (более 100 литров) то тогда требуется установка расширительного бака в дополнение к предохранительному клапану. На который надеяться не правильно, так как он вовсе не рассчитан на частое срабатывание и при частых включениях просто начинает течь.
Как подобрать объем прибора для отопления
Основной вопрос, который возникает у пользователя — какой объем такого водо-аккумулирующего устройства нужен? При этом пользователь хочет приобрести меньший объем, так как он дешевле. Но приобретать нужно тот, который подходит по расчету.
Объем расширительного бака для отопления будет зависеть от объема теплоносителя в системе, давлений – предельного и установленного.
Формула для расчетов объема приведена на фото:
Объем теплоносителя указан в проектных данных, или его можно высчитать сложив все внутренние объемы элементов системы, наконец, в готовой системе его можно посчитать при заливке ведрами.
Для домашней системы — расчет объема «без лишних мучений» — 1/10 от залитого теплоносителя.
Какое предварительно давление нужно задать
На заводе-изготовителе обычно воздушную камеру заполняют азотом до давления 1,5 бар. Мембрана при этом прогибается и ее видно через штуцер подключения. Сохранность заводского давления свидетельствует о том, что мембрана целая и прибор пригоден к работе.
Но в дальнейшем мембранный бак необходимо подготовить для работы в конкретной системе. Существуют следующие правила определения давления:
- В системе холодного водоснабжения гидроаккумулятор накачивается воздухом на 0,2 атм. меньше, чем нижняя настройка реле давления насоса. Чаще нижнее значение реле давления – 1,4 атм. (давление включение насоса) а верхнее – 2,8 атм. Соответственно первоначальное давление в приборе – 1,2 атм. Такая настройка позволит избежать гидроударов при разборе воды и быстрого износа мембраны.
- В системе горячего водоснабжения расширительный бак накачивается воздухом до давления больше, чем давление, при котором насос выключается (верхний предел срабатывания реле давления). В этом случае бак не будет отдавать остывшую воду в систему водоснабжения. Но застоя воды бояться не стоит, прибор сделан так, что груша постоянно омывается потоком свежей воды.
- В системе отопления – воздушная камера расширительного бака закачивается до давления на 0,2 атм. меньше, чем давление в холодной системе отопления. Обычно «холостое» давление в системе 1,5 атм, соответственно предварительно накачивается до давления 1,3 атм при холодной системе.
Как устанавливается
Обычное правило, что подключение к системе любого мембранного бака должно быть снизу, а воздушная камера сверху.
Но следует взять во внимание, что гидроаккумулятор можно разворачивать как угодно, подсоединение к водопроводу может быть, и сверху, и сбоку, ничего особенного в этом нет, если не имеется возражений производителя.
А подключение к отоплению должно быть только снизу прибора. Если это не соблюсти, и расположить воздушную камеру снизу, то при выходе из строя мембраны, при появлении в ней трещин, воздух тут же уйдет в систему отопления и завоздушит ее. Если же воздушная камера будет сверху, то и при растрескивании мембраны ничего страшного не произойдет, прибор сможет еще работать очень долгое время в обычном режиме.
На фото приведен пример схемы отопления с подключением в ней расширительного бака закрытого типа.
Подключение гидроаккумулятора производится в системах автономного водоснабжения либо к насосной станции, либо к насосу - погружному или поверхностному. Также можно подключить два или более гидробаков при необходимости. И уже затем подключают гидробак к водонагревателю.
Назначение гидроаккумулятора
Гидроаккумуляторы часто путают с расширительными баками, даже несмотря на принципиально различные проблемы, которые эти устройства решают. Расширительный бак нужен в системах отопления и горячего водоснабжения, так как теплоноситель, перемещаясь по системе, неизбежно охлаждается и его объем меняется. Расширительный бак настраивается при «холодной» системе, а когда теплоноситель прогревается, то его избытку, который образуется из-за расширения, есть куда уйти.
Гидроаккумулятор нужен для совсем других целей: если он не установлен в системе водоснабжения, то насос будет активироваться каждый раз, когда открывается какой-либо кран. Если это происходит часто, то не только насос, но и вся система быстрее изнашивается, так как каждый раз скачками повышается давление – случается, так называемый, гидроудар.
Как итог, гидроаккумулятор устанавливается с той целью, чтобы избавиться от гидроударов и продлить срок службы системы в целом. Кроме того, у гидроаккумулятора есть и другие функции:
- Создает определенный запас воды (полезно, если отключили электроэнергию).
Если возникают частые перебои с водой, то гидроаккумулятор можно объединить с накопительным баком
- Уменьшает частоту запуска насоса. Резервуар наполнен небольшим объемом воды. Если расход небольшой, например, нужно помыть руки или умыться – вода начинает течь с бака, при этом насос остается в выключенном состоянии. Активируется он после того, как воды остается совсем мало;
- Поддерживает стабильное давление в системе. Чтобы эта функция исполнялась исправно, предусматривается элемент, называемый реле давления воды, способный в строгих рамках держать заданное давление.
Все преимущества гидроаккумуляторов делают это устройство обязательным элементом любой автономной водопроводной системы в загородных домах.
Виды гидробаков
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 гидроаккумулятора
Принцип работы гидроаккумулятора.
Когда внутри конструкции имеется воздух, показатель штатного давления составляет 1,5 атм. При включении насосного оборудования в емкость закачивается вода. Чем больше жидкости поступает, тем сильнее сжимается свободное пространство гидробака.
Когда давление достигает заданного уровня (для 1-этажных дач – 2,8-3 атм.), происходит отключение насоса, что стабилизирует рабочий процесс. Если в это время открыть кран, вода будет поступать из резервуара, пока уровень давления в водопроводе не снизится до 1,6-1,8 атм. После этого включается электронасос и заново запускается весь цикл.
При большом расходе воды скважинный агрегат будет закачивать воду транзитом, в гидробак она попадать не будет – он заполняется только после закрытия кранов.
За включение поверхностного и глубинного насосов в зависимости от указанных показателей отвечает автоматика. Это манометр и реле давления, благодаря которым оптимизируется работа оборудования.
Как правильно выбрать гидробак
Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.
Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.
Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец
Особое внимание при выборе устройства стоит сосредоточить на фланце, который, как правило, изготавливают из оцинкованного металла. Толщина этого металла очень важна. При его толщине всего в 1 мм срок эксплуатации изделия составит не больше 1,5 года, так как в металле фланца непременно образуется прореха, которая выведет из строя всё устройство.
При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.
Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.
Расчет параметров гидробака
В большинстве случаев включений, гидробаки для водоснабжения устанавливают по принципу: чем больше объем, тем лучше. Но слишком большой объем не всегда оправдан: гидробак займет много полезного места, вода в нем будет застаиваться, и если перебои с электроэнергией бывают очень редко, в нем просто нет необходимости. Слишком маленький гидробак также неэффективен – если используется мощный насос, то он будет часто включаться и выключаться и быстро выйдет из строя. Если возникает ситуация, когда пространство для монтажа ограничено или финансовые средства не позволяют приобрести накопительный бак большой емкости – можно рассчитать его минимальный объем по приведенной ниже формуле.
Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака
Еще один метод вычислений – расчет необходимого объема гидробака по мощности используемого электронасоса.
В последнее время на рынке появились современные высокотехнологичные электронасосы с плавным пуском и остановкой, частотным регулированием скорости вращения рабочих колес в зависимости от водопотребления. В этом случае необходимость в гидравлическом баке с большим объемом отпадает – плавный пуск и регулировка не вызывают гидроударов, как в системах с обычными электронасосами. Автоматические блоки управления высокотехнологичных устройств с частотным управлением имеют встроенный гидробак очень маленького объема, рассчитанный на свою насосную группу.
Таблица рассчитанных значений давления и объема гидробака в зависимости от режимов работы поставляющей воду линии
Как подключить гидробак
Помимо насоса и гидробака потребуется реле давления и манометр. В соответствии со схемой подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения, все эти элементы взаимодействуют через пятивыводной штуцер. Устанавливается бак с реле и контрольно-измерительными приборами в котельной или ином помещении.
В качестве дополнительного оснащения системы используются реле сухого хода и обратные клапаны. Эти приспособления ответственны за то, чтобы в трубах всегда была вода, и чтобы она не стекала в колодец или скважину. Но это если речь идет об индивидуальных системах водоснабжения. После монтажа требуется произвести пусконаладочные работы, которые заключаются в проверке герметичности соединений и настройке гидробака.
В качестве установленных эксплуатационных параметров используется отметка в 1,7 бар. При этом происходит включение насосного оборудования. Реле настраивают так, чтоб отключение производилось при 2,8 бар. Эти параметры считаются идеальными для большинства моделей. Информация находится в инструкциях по эксплуатации гидроаккумулятора с насосом.
Подключение к насосной станции
В данном случае работы по подключению гидроаккумулятора к автономной системе водоснабжения осуществляются одновременно с установкой автоматики и переходников. Наиболее общие случаи монтажа предполагают наличие следующих комплектующих:
- манометра;
- пятивходного штуцера;
- коммутирующего гидравлического реле (реле давления).
Если для забора воды используется погружной насос, скважинная обвязка должна комплектоваться обратным клапаном и реле сухого входа. Если для подкачки воды применяется более простой – поверхностный центробежный насос, дешевле и целесообразнее покупать насосную станцию в сборе, а не монтировать отдельные элементы. Второй вариант предпочтительнее для тех, у кого мало опыта, но есть желание устанавливать насос самостоятельно.
Два гидробака к одному насосу
Подключение двух (и более) гидробаков – это распространённая проблема для людей, столкнувшихся с вынужденным увеличением водопотребления. Если объём одного бака оказался слишком мал, монтаж дополнительного гидроаккумулятора – это дело несильно обременительное.
Установить дополнительные элементы можно параллельно действующей системе: достаточно использовать ещё один переходный штуцер, гибкий шланг или водопроводную трубу. Система с двумя (и более) баками – это и рациональное решение, и отличная подстраховка. Если в одном из баков выйдет из строя мембрана, то всё равно можно будет использовать насос, но не в интенсивном режиме. Такая система предоставит достаточно времени для замены несправного узла.
К погружному насосу
Можно догадаться, что речь идёт о насосе, который погружён в водоносный горизонт скважины или колодца. Для бесперебойного водоснабжения такую систему необходимо оборудовать обратным клапаном: данное устройство не позволит выкачанной воде после использования вернуться в забой скважины. Соответственно, насос не будет работать вхолостую и прослужит гораздо дольше.
Обратный клапан в большинстве случаев уже установлен на насос, дополнительный монтаж может понадобиться в процессе ремонта. Чтобы не остаться без воды на неопределённое время, рекомендуется приобретать насос с запасным клапаном, который продаётся отдельно либо поставляется вместе с насосом.
Ещё один важный момент – это качество напорного трубопровода: так как труба залегает на довольно большую глубину, возможную поломку можно заметить не сразу.
Первый признак проблем с трубопроводом – это резкое падение давления, гидроаккумулятор дольше набирает воду, со временем этот промежуток может увеличиться.
К поверхностному насосу
У подключения гидроаккумулятора к системе с внешним центробежным насосом также есть свои нюансы, а именно:
- первым делом нужно проверить внутреннее давление бака: оно не должно превышать отметку 1 бар;
- для подготовки к подключению понадобится пятивыводный штуцер. Эта маленькая, но очень важная деталь объединяет сам гидроаккумулятор, трубопровод, реле давления, манометр и внешний насос. Перед непосредственным процессом установки необходимо запастись герметизирующими материалами (герметик или сантехническая лента);
- чтобы присоединить штуцер к бачку, следует использовать жёсткий шланг или фланец с пропускным клапаном;
- после установки бачка стоит монтировать остальные элементы: манометр, реле, водопровод, ведущий к насосному агрегату;
- перед началом эксплуатации следует провести серию циклов включения и выключения, чтобы выявить возможные протечки;
- если что-то пошло не так, нужно выяснить причину неполадки и при необходимости повторить весь цикл установки заново.
Подключение к водонагревателю
Гидроаккумулятор в системе с накопительным водонагревателем исполняет функцию расширительного бака. Вода в процессе нагревания увеличивается в объёме, что также увеличивает нагрузку на водопровод. Так как в замкнутом пространстве повышается давления, то процесс может стать очень критическим, при этом снижение температуры является недопустимым. Возникает необходимость куда-нибудь перенести это избыточное давление. Здесь на помощь и приходит гидроаккумулятор. Излишек нагретой воды будет уходить в гидробак, что позволит нормализовать давление в системе. Далее, воду из расширительного бака можно использовать для бытовых целей.
Нюансы подключения гидроаккумулятора
Устройство с грушевидной емкостью предполагает, что внутри нее находится вода, а не воздух. Эта особенность дает преимущество над модификацией с плоской мембраной. Причина в том, что в последнем случае жидкость контактирует с металлом, из которого изготовлен корпус бака. В итоге появляются очаги коррозии. Это нужно учитывать при выборе модели.
Кроме того, «грушу» проще поменять, если она выйдет из строя. Обычно это происходит через 10-15 лет после подключения циркуляционного насоса с гидроаккумулятором. Кроме проблемы выбора, при монтаже нужно учитывать следующие аспекты:
- Точка монтирования должна располагаться на максимально возможной высоте. В идеале это чердак дома. Данный фактор позволяет увеличить давление в трубопроводе.
- Несмотря на то, что фланцы оцинкованные, а корпус окрашен, помещение, где устанавливается гидроаккумулятор должно быть сухим. Повышенная влажность приведет к появлению конденсата, ржавчины и преждевременному выхода оборудования из строя.
- Подключать лучше при помощи гибких шлангов в нержавеющей оплетке. Крепить стоит накидными дюймовыми гайками.
- Входная труба – место врезки фильтра грубой очистки, который не даст возможности ржавчине, окалине и прочим твердым взвешенным частицам попасть в емкость и повредить мембрану.
- На входе монтируется шаровый кран, с помощью которого можно отсечь разводку от подающей трассы, если придется ее ремонтировать или обслуживать насос. Вода в доме будет все равно.
Перед покупкой необходимо произвести предварительные расчеты. Они заключаться в определении требуемых рабочих параметров и характеристик гидробака. Обязательно посмотри это видео, там человек рассказывает как самостоятельно выбрать бак.
Мнение «чем больше емкость, тем лучше» – неверное. Слишком большой запас воды приведет к ее застаиванию. В результате могут размножиться вредные бактерии, образоваться осадок, появиться неприятный запах. Места такой бак занимает много, весит ответственно. Если потребление небольшое, а электроэнергия отключается редко, покупка такого оснащения нецелесообразна.
Слишком малая емкость неэффективна, так как насос будет включаться часто, что неблагоприятно сказывается на сроке службы. Для расчетов применяется специальная формула. В качестве альтернативного метода определения требуемого объема бака используют соответствие мощности насосной станции и размера емкости. Больше производительность – больше размер бака.
Для этого используют специальные таблицы. Если условия совсем стесненные, имеет смысл рассмотреть возможность приобретение насоса с плавным пуском, и не тратить деньги на гидроаккумулятор. Но если есть возможность установить оба элемента, преимущества будут заключаться еще и в экономии. Но главное, такая система будет работать долго и бесперебойно.
Обвязка расширительного бака
Перед тем, как подключить гидроаккумулятор для систем индивидуального водоснабжения, готовят комплектующие: автоматические приборы, фильтры и переходные муфты для подсоединения труб ПНД. После подсоединения электронасоса к водопроводу из ПНД при помощи переходных пластиковых муфт и размещения его в скважине, дальнейшие работы по сборке проводят в следующей последовательности:
- На выходе водопроводной трубы из насоса устанавливают шаровый кран и фильтр грубой очистки для удаления песка из воды.
- После фильтра устанавливают тройник с диаметром отверстий, подходящих для подключения автоматики. В его верхний отвод вкручивают переходную муфту для подключения реле.
- Для присоединения к электронасосу реле давления и манометра применяется стандартный пятивходовой штуцер, который подключают к тройнику при помощи переходника.
- На выходе штуцера с наружной резьбой диаметром 1 дюйм устанавливают шаровый кран с накидной гайкой – это позволит производить ремонт и замену узлов, не сливая воду из всей водопроводной магистрали.
- К выходному отверстию штуцера с внутренней резьбой 1 дюйм при помощи гибкой подводки присоединяют гидроаккумулятор.
- Далее в пятивыводной штуцер устанавливают манометр и реле давления, в тройник вкручивают реле сухого хода.
- В конце подключают электрический кабель питания к реле – монтаж автоматики на этом можно считать законченным.
Многие предпочитают устанавливать всю автоматику с помощью соединительных штуцеров непосредственно на выходе гидроаккумулятора – такая методика не требует подводного шланга.
Гидробак является основным узлом в автоматических системах управления электронасосами, необходимым для снижения нагрузки на водопроводную магистраль и уменьшения циклов срабатывания насосного оборудования. Его соединение с трубопроводом и настройку довольно просто сделать своими руками при использовании простейшего сантехнического инструмента. Для правильного выбора расширительного бака можно использовать не слишком сложную формулу или определить его параметры приблизительно в зависимости от объема подачи или мощности насосного оборудования.
Настройка гидроаккумулятора при подключении
Перед использованием в частном доме водопровода с гидроаккумулятором нужно знать, каким должно быть давление в гидроаккумуляторе для его оптимальной работы, для снятия показаний берут переносной манометр. Типовая водопроводная линия со стандартным реле давления имеет пороги срабатывания от 1,4 до 2,8 бар., заводская установка давления в гидробаке при этом – 1,5 бар. Чтобы работа гидроаккумулятора была эффективной и происходило его полное наполнение, для заданной заводской установки подбирают нижний порог включения электронасоса на 0,2 бар. больше – на реле устанавливают порог 1,7 бар.
Если в гидробаке в процессе эксплуатации или в связи с длительным сроком хранения при измерениях манометром определяют, что давление недостаточно, поступают следующим образом:
- Отключают электронасос от питания.
- Снимают защитную крышку и прижимают клапан гидробака в виде головки ниппеля на выходе устройства – если оттуда поступает жидкость, значит произошло повреждение резиновой мембраны и ее необходимо менять. Если из гидробака поступает воздух, с помощью автомобильного манометра измеряют его давление.
- Сливают воду из магистрали, открывая ближайший к расширительному баку кран.
- При помощи ручного насоса или компрессора накачивают в аккумуляторный бак воздух до достижения показаний манометра в 1,5 бар. Если после автоматики происходит подъем воды на определенную высоту (дома высокой этажности), общий напор и диапазон работы системы повышают исходя из того, что 1 бар. приравнивают к 10 метрам вертикального водного столба.
При расчете необходимого давления в гидробаке для любых диапазонов выбирают его значение на 10% меньше нижнего порога срабатывания реле. Выбор данного значения гарантирует, что встроенная мембрана будет расширяться и сжиматься в небольшом диапазоне и соответственно увеличится срок ее службы и всего расширительного бака.
Оптимальное давление воздуха
Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.
Именно это значение и следует выставить на реле водяного давления, которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:
Vатм.=(Hmax+6)/10
В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.
Обратите внимание, что полученное значение не должно превышать максимально допустимые характеристики для прочих бытовых и сантехнических приборов, иначе они попросту выйдут из строя.
Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:
- насос,
- гидроаккумулятор,
- реле давления,
- обратный клапан,
- манометр.
Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.
При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.
Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.
Впрочем, этот штуцер можно заменить кучей соединительных элементов. Но зачем?
На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения
Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:
- один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
- к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
- остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.
Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.
К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.
Закачка воды в гидроаккумулятор
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.
Видео
