Устройство
Как мы уже говорили, наше приспособление разделяется грушей на две части. В одной из них собирается жидкость, в другой – сжатый воздух. После заполнения груши напор воды сбалансируется давлением воздуха, поэтому жидкость капсулы не будет касаться к металлическим стенкам резервуара. Мембрана не раздувается до значительных размеров через внутреннее давление воздуха. На корпусе установлен клапан для регулирования давления.
Обратите внимание! Подводящие патрубки должны подсоединяться к гидроаккумулятору таким образом, чтобы можно было быстро разобрать прибор для ремонта без сливания воды из системы.
В резервуарах с объёмом больше 100 литров предусмотрен специальный клапан, который служит для отвода лишнего воздуха, выделенного из жидкости. В меньших по габаритам ёмкостях для подобных целей используют специальный кран.
Устройство гидробака
Устройство гидроаккумулятора не отличается сложностью, он состоит из металлического бака со встроенной грушевидной мембраной или плоской диафрагмой из резины. Диафрагма крепится поперек корпуса между его половинками, грушевидный баллон устанавливают на входе около горловины – такой тип используют для подачи воды при индивидуальном водоснабжении. В задней части металлической емкости установлен ниппель, с помощью которого в корпус гидробака закачивают воздух, подстраивая его внутреннее давление к системе.
Гидробаки выпускают для отопительных систем, горячей воды (красного цвета) и холодного водоснабжения (синий цвет). В зависимости от объема гидробака и способа монтажа различают модели с горизонтальным расположением и объемные вертикальные агрегаты, которые устанавливаются на ножках.
Горизонтальные модели небольшой емкости чаще используют в насосных станциях со встроенным центробежным электронасосом поверхностного типа и элементами автоматической системы управления. Гидробаки с вертикальным расположением используют отдельно, их удобнее монтировать при работе с погружными электронасосами. Вертикальные баки конструктивно отличаются от горизонтальных моделей: мембранная оболочка крепится в верхней и нижней части корпуса, помимо ниппеля для накачки воздуха они имеют дополнительный штуцер для его стравливания из резиновой оболочки.
Рис. 2 Конструкция гидробака
Типы оборудования
На сегодняшний день существуют две основные разновидности гидроаккумуляторов:
- мембранный тип гидробака;
- балллонный тип, у которого основной элемент представлен в виде резинового резервуара грушевидной формы (в народе так и говорят – «груша»).
Стоит сделать акцент на том, что принцип их действия практически одинаков, о чем уже говорилось выше.
Полезно знать: существуют также поршневые гидробаки, использование которых наиболее приемлемо, когда существует необходимость иметь запас воды, составляющий 500 – 700 литров.
Также, в зависимости от расположения, гидроаккумуляторы принято разделять на следующие виды:
- горизонтальные гидробаки, которые имеют специальный патрубок для слива воды и стравливания воздуха;
- вертикальные водоаккумулирующие устройства примечательны тем, что имеют верхнюю крышку, на которой расположен специальный клапан для стравливания воздуха.
Как правильно подключить гидроаккумулятор к скважине
Гидроаккумулятор поддерживает необходимое давление в водопроводе и сглаживает перебои в работе насоса.
Если в доме есть такой агрегат, то вам не нужен архаичный бак на чердаке.
Из статьи вы узнаете, как подключить гидроаккумулятор к колодцу или скважине.
Подключение гидроаккумулятора
Владельцы частных домов интересуются тем, как подключить гидроаккумулятор к скважине. Дальше вы узнаете, какие существуют способы подключения, и как выбрать тот или другой способ в различных условиях.
Схема «насос — обратный клапан – гидроаккумулятор — датчик давления». Это самая простая схема, которую применяют с погружными и полупогружными насосами. Насос подает воду в систему, к которой присоединен гидроаккумулятор. Сразу за аккумулятором устанавливают датчик давления, который управляет насосом.
Как выбрать насос для такой системы? Если вы расходуете больше 10 литров воды в минуту, то используйте центробежные насосы. Они производительней на 40-80 процентов, поэтому за минуту подают больше воды, чем вибрационные. Если расход меньше, используйте вибрационные насосы. При глубине до воды в скважине или колодце больше 3 метров используйте только центробежные насосы. Мощности вибрационных насосов не хватит для необходимого давления воды.
Если глубина до воды больше 30 метров, используйте полупогружные насосы.
Схема насос – обратный клапан – бак – дополнительный насос – гидроаккумулятор – датчик давления.
Такая схема снижает нагрузку на основной насос, потому что он работает в стабильном режиме до наполнения бака. Включайте и выключайте насос вручную или установите в баке датчик уровня воды для автоматического управления основным насосом. При такой схеме для основного и дополнительного насосов используйте погружные вибрационные насосы. Они дешевле, и их мощности хватит для потребления до 20 литров в минуту.
При более высоком расходе применяйте для основного погружной центробежный, а для дополнительного поверхностный центробежный насосы.
Использование насосных станций
Насосная станция – готовый агрегат, состоящий из поверхностного центробежного насоса, гидроаккумулятора емкостью 5-10 литров и датчика давления. Если до воды больше 5 метров, используйте насосную станцию как дополнительный насос и датчик давления, это вызвано особенностями работы поверхностных насосов.
Для чего станции дополнительный гидроаккумулятор? Насос станции, как и остальные виды насосов, плохо реагирует на включение чаще 5-6 раз в минуту. Емкости встроенного ГА хватает только для выравнивания перепадов давления при включении-выключении насоса. Подключив дополнительный ГА, вы обеспечите комфортные условия работы насоса и продлите срок его службы.
Вертикальный или горизонтальный гидроаккумулятор? Устройство вертикальных и горизонтальных ГА одинаково. Поэтому лучше тот, который больше подходит к вашим условиям. Если у вас много свободного места, используйте горизонтальный. Если свободного места мало, используйте вертикальный. На фотографиях горизонтальный гидроаккумулятор aquasystem и вертикальный reflex объемом 200 литров.
При покупке не забывайте оформлять гарантию. Сложная техника время от времени ломается даже при правильном уходе.
Подключение гидроаккумулятора к глубинному насосу выполняйте с соблюдением правил техники безопасности, отключайте электричество, чтобы избежать случайного включения насоса. Давление в водопроводе 1,5-2,5 атмосферы, подключив гидроаккумулятор или датчик, проверьте все соединения на протечку.
Применение гидроаккумулятора продлевает срок службы насосов, повышает давление в системе водоснабжения. Правильное применение гидроаккумулятора превращает пластиковый бак для воды, два дешевых вибрационных насоса и недорогой датчик давления в полноценную насосную станцию. По своим показателям такая станция в 2-3 раза превосходит промышленные аналоги такой же стоимости.
Можно ли использовать гидроаккумулятор как расширительный бак
Все дело в главном элементе – мембране, насколько мне известно, у экземпляра для работы с холодной водой она рассчитана на большее количество растяжений и сжатий, от 5 до 15 циклов за час. Но плотность материала рассчитано исключительно на холодную воду, поэтому при работе с повышенными температурами такой элемент если и прослужит, то совсем недолго.
В сетях водоснабжения вода редко превышает значение в 30 градусов, но этого будет недостаточно для того, чтобы радиаторы в теплосети смогли обеспечить комфортные условия и обогрели воздух зимой.
А также можно и отвергнуть мысль обратного использования, ведь накопительное оборудование не сможет подавать чистую воду после набора емкости, а его функциональные возможности окажутся на низком уровне из-за высокой прочности мембраны.
Руководствуясь приведенными данными, можно не смотреть на цвет изделия. Все станет понятно из названия и никакой продавец не сможет сбить вас с толку.
Вопрос в чем разница гидроаккумулятора и расширительного бака я не считаю сложным, в зависимости от потребностей во время выбора оборудования можно достаточно легко сориентироваться и выбрать ту вещь, которая действительно выполнит поставленную задачу.
Давление в гидроаккумуляторе
В воздушной камере гидроаккумулятора давление должно быть на 10 % ниже, чем давление при включении насоса.
Точный показатель давления воздуха можно измерить, лишь при отключенном от системы водопровода баке, при отсутствии давления воды. Давление воздуха необходимо постоянно держать под контролем, по необходимости регулировать, что прибавит мембране срок жизни. Также для продолжения нормального функционирования мембраны нельзя допускать большой перепад давления, когда включается и выключается насос. Нормальным является перепад в 1.0-1.5 атм. Более сильные перепады давления уменьшают срок службы мембраны, сильно растягивая ее, к тому же, такие перепады давления не дают возможности комфортного пользования водой.
Гидроаккумуляторы можно устанавливать в местах с невысокой влажностью, неподверженных затоплению, чтобы фланец устройства успешно служил много лет.
Выбирая марку гидроаккумулятора, необходимо обратить особое внимание на качество материала, из которого выполнена мембрана, проверить сертификаты и санитарно-гигиенические заключения, удостоверившись, что гидробак предназначен для систем с питьевой водой. Также нужно убедиться в наличии запасных фланцев и мембран, которые должны быть в комплекте, чтобы в случае возникшей проблемы не пришлось покупать новый гидробак
Предельное давление гидроаккумулятора, на которое он рассчитан, должно быть не меньшим, чем максимальное давление в системе водопровода. Поэтому большинство устройств выдерживают давление 10 атм.
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.
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)
1 Назначение, устройство и принцип действия
Первоначально внесем ясность в терминах — гидробак и расширительный бак не есть одинаковые устройства. Гидроаккумулятор используется в системах водоснабжения частного дома, устроенных на подаче воде с помощью насоса из внешнего источника, тогда как расширительный бак устанавливается в системы отопления и горячего водоснабжения с целью стабилизации их давления и предотвращения возникновения гидроударов.
Рассмотрим основные функции гидробака в системах водоснабжения:
устройство предотвращает износ насоса из-за частого включения — поскольку в резервуаре постоянно содержится вода, насос будет запускаться только при его опустошении, что позитивным образом скажется на долговечности агрегата; гидроаккумулятор снижает вероятность возникновения гидроударов в трубопроводе при включении насоса, также он поддерживает стабильное давление в системе, предотвращая колебания напора при одновременном использовании нескольких кранов; бак обеспечивает постоянный запас воды, что особенно важно в загородных домах с проблемным электроснабжением
Насосная станция с гидроаккумулятором
Устройство гидробака состоит из непосредственно металлического резервуара и находящийся внутри него мембраны, которая разделяет емкость на две камеры — одна для воды, вторая для воздуха. Камера для воды выполнена из бутила — санитарно безопасной разновидности резины, хранящаяся в ней жидкость не контактирует с металлическими стенками бака. Подача и отвод воды происходит через два резьбовых патрубка, к которым подключаются трубопроводы, патрубки имеют идентичный диаметр.
За регулирования давления в камере для воздуха отвечает пневмоклапан. Гидроаккумуляторы большого объема (100 литров и выше) оснащены обратным клапаном, который нужен для стравливания воздуха из водяной камеры. Аналогичную функцию в небольших баках выполняет запорный кран. Стандартное давление воздуха в гидроаккумуляторе — 1.5-2 Бар.
Принцип работы гидробака достаточно прост. Первоначально насос закачивает в бак воду, и когда накопительная емкость заполняется, реле давления фиксирует это и отключает насос, прекращая подачу. Далее по мере использования резерва воды реле определяет понижение давления, включает насос и цикл повторяется.
1.1 Разновидности гидробаков и особенности их расчета
В зависимости от формы корпуса данное оборудование делится на два типа — гидроаккумулятор горизонтальный и вертикальный. Между ними имеется лишь одно конструктивное отличия — вертикальные баки объемом более 50 литров оснащены краном для стравливания воздуха, который накапливается в камере для воды и снижает эффективность работы устройства. В горизонтальных баках объемом 50-100 л кран расположен в торцевой части сбоку корпуса.
Во всех гидроаккумуляторах объемом менее 50 литров стравливание воздуха из водяной камеры происходит посредством полного слива воды. Выбор формы бака осуществляется исходя из размеров помещения, где он будет смонтирован. Никаких хитростей тут нет — брать нужно тот резервуар, который лучше впишется в отведенное для него место.
Разновидности гидроаккумуляторов
Более сложным является выбор бака по параметру производительности. Тут нужен расчет оборудования, который поможет определить его требуемый объем.
Расчет выполняется по формуле: O = K*Rmax*(Dmax + 1)*(Dmin+1)/(Dmax-Dmin) — (P + 1), в которой:
- K — коэффициент мощности подключенного к гидробаку насоса;
- Rmax — наибольший планируемый расход литров воды в минуту;
- Dmax — уровень давления воды в баке для выключения насоса (Бар);
- Dmin — граница давления воды для включения насоса (Бар);
- Р — давление воздуха в гидробаке (Бар).
Коэффициент насоса зависит от мощности его двигателя:
- мощность 0.55-1.5 кВт — коэффициент 0.2;
- 2-3 кВт — 0.375;
- 4-5.5 кВт — 0.625;
- 5-9 кВт — 0.875.
Расчет практически любых гидроаккумуляторов для бытовых стаций водоснабжения покажет, что необходимо использовать бак объемом 25-50 литров. Это оптимальный объем под большинство насосов для скважин и колодцев, которого будет достаточно для полноценного водоснабжения частного дома.
Брать гидроаккумулятор большего объема (75 и 100 л) имеет смысл при частом и длительном отключении энергоснабжения дома, когда нужен серьезный запас питьевой воды. В обычных условиях покупать бак «с запасом» бессмысленно, так как неиспользуемая вода в нем будет застаиваться и терять свои вкусовые качества.
Оптимальные показатели
Кроме емкости, таким же важным является подходящий показатель давления в незаполненном гидробачке. Это значение обычно наносится на корпусе каждой отдельной модели. Не составит труда подсчитать, какой именно параметр окажется идеальным в том или ином случае. Он выявляется, опираясь на гидростатическое давление, ведь оно зависит от высоты, до которой необходимо поднять жидкость. Например, если уровень высоты труб в жилище дойдет до 10 м, то параметр давления составит 1 бар
Кроме того, очень важно учитывать, что рабочее давление гидробачка не должно быть более, нежели стартовое давление насоса
Например, для обеспечения стабильной подачи жидкости в условиях дома с двумя этажами понадобится качественный гидравлический бачок, имеющий рабочий уровень мощности в 1,5 бара, и топовую мощность до 4,5 бара. В большинстве случаев фирмы-производители формируют воздушное давление в гидроаккумуляторе, составляющее 1,5 бара. Однако в определенных случаях значения могут быть и другими. Именно поэтому перед стартом использования агрегата нужно проверять данные значения, пользуясь манометром. Эта деталь подсоединяется к ниппелю гидравлического аккумулятора.
Принцип работы гидроаккумуляторов
Эти устройства также называют аккумуляторными или напорными баками и гидробаками для систем водоснабжения. Внешне гидроаккумулятор выглядит как металлическая емкость, разделенная внутри на две части при помощи специальной резиновой прокладки – мембраны. Этот элемент прочно закрепляют у горловины бака, где имеется отверстие для поступления жидкости.
На противоположной стороне аккумулятора располагается еще одно отверстие, предназначенное для воздуха. В этом месте устанавливают обычный ниппель, что сделано с определенной целью. Устройство гидробака имеет следующие особенности: поскольку мембрана делит его на два отделения, в одном из них находится вода, а в другом – воздух с определенной величиной давления.
Чтобы узнать этот параметр в резервуаре, пользуются манометром. Некоторые из моделей дополнительно снабжают фильтром с целью недопущения попадания загрязнений внутрь. Мембрану изготавливают из особой резины, отличающейся эластичностью и безопасностью для здоровья человека.
Принцип работы гидроаккумулятора после его подсоединения к водопроводной системе заключается в следующем: жидкость поступает из него под постоянным напором, а это позволяет повысить качество воды из водопровода и обеспечить требуемые условия для функционирования бытовых устройств.
Например, чтобы бесперебойно работала стиральная машина, ванна с гидромассажем и другая аналогичная техника, необходимо поддерживать определенную величину давления в системе водоснабжения. Почти всегда напорные баки укомплектовывают регулирующим устройством, которым является реле давления.
Можно таким образом настроить работу гидроаккумулятора в системе водоснабжения, что он будет включать /отключать подачу воды в прибор в зависимости от величины давления воздуха.
Функционирует он так:
- По мере забора жидкости из бака в его воздушной камере понижается давление.
- Реле после достижения минимальной отметки давления автоматически подключает насос, чтобы восполнялся объем воды.
- В итоге давление в емкости вновь повышается.
- Когда максимально возможное значение давления достигнуто, реле отключает водоподачу в бак.
В результате вышеописанный процесс, как работает гидроаккумулятор, позволяет значительно сократить число включений/отключений насоса, что способствует продлению ресурса функционирования техники. Если подключить насосное оборудование напрямую к автономному водопроводу, количество циклов существенно увеличивается.
Назначение
Иначе говоря, гидробак поддерживает необходимый уровень давления в водопроводной системе.
Гидроаккумулятор, встроенный в систему водоснабжения, призван выполнять ряд следующих задач:
- поддерживает стабильное давление в системе;
- создает резервный запас воды на случай непредвиденных ситуаций;
- нивелирует избыток давления в системе водоснабжения;
- предохраняет водопроводный трубопровод от гидроударов, которые возникают при включении насоса;
- защищает насосный агрегат от преждевременного износа, иначе говоря, гидробак позволяет не так часто включаться помпе;
- при выключенном насосе длительный период поддерживает подачу воды по трубопроводу.
Как видим, достаточно важные и практичные задачи выполняет гидроаккумулятор в системе автономного водоснабжения.
Как выбрать гидроаккумулятор для насоса
Первое, на что стоит обратить внимание, что бак не заполняется водой полностью, основное пространство занимает мембрана и воздух под давлением, вода закачивается в бак в объеме не более 40% от емкости сосуда. Существует расчет гидробака по формулам, по частоте включения насоса и различным коэффициентам, весь этот материал Вы найдете без труда на просторах инета
Не вдаваясь в них и пользуясь значительным опытом, можно сказать с уверенностью, что:
— поверхностный насос мощностью до 1000 Вт комплектуется баком объемом 24 литра.
— поверхностный насос мощностью выше 1 кВт выгоднее комплектовать 50 литровым баком.
— погружной насос до 500 Вт достаточным вариантом будет гидробак объемом 24 литра
— погружной насос до 1 кВт комплектуется 50 литровым гидроаккумулятором
— 1,5 кВт и выше — 80 или 100 литров соответственно.
До трех точек водоразбора, с количеством домочадцев 2-3 человека, достаточным будет бак в 50 литров. Если семья больше, то стоит задуматься о приобретении 100 литрового варианта. Этого должно хватить на три-четыре водоразборных точек: мойка на кухне до 8 литров в минуту, ванная комната – 8-12 литров в минуту, и туалет (в зависимости от унитаза) – 6-18 литров в минуту. В повседневной жизни, расширительные аккумуляторы емкостью 24-50 литров без труда обеспечивают в хозяйственной воде небольшую семью, с одной-двумя точками водоразбора.
