Как выбрать гидроаккумулятор и не прогадать

Схемы подключения гидробака

В зависимости от типа сети водоснабжения гидробак может быть подключен по одной из следующих схем:

1. С повысительной насосной станцией (НС): такие НС состоят из основного насоса, который, как правило, работает постоянно, и нескольких дополнительных. Применяются они в системах с большим расходом воды. Здесь накопитель нужен, главным образом, для сглаживания гидравлических ударов при запуске дополнительных насосов.
2. С одним насосом: именно эта схема применяется при организации автономного водоснабжения в частном доме. Выше она была описана достаточно подробно.
3. С водонагревателем: нагрев воды в накопительном водонагревателе (бойлере), как известно, сопровождается увеличением ее объема. В данной схеме гидробак играет ту же роль, что и расширительный бачок в системах отопления: вбирает в себя лишний объем, уберегая систему от разрыва.

Особенности монтажа гидроаккумулятора

К установке данного устройства предъявляют более строгие требования по сравнению с монтажом накопительного резервуара. Объясняется данная особенность тем, что накопитель, расположенный на чердаке, статичен, а в тоже время гидроаккумулятор все время находится в динамическом движении, поскольку водная масса поступает в емкость и отбирается из нее, а в это время мембрана сжимается или растягивается.

Чтобы вибрация в процессе работы гидробака не передавалась водоснабжающей системе и предметам, находящимся рядом, его размещают на прочном и ровном основании, применяя амортизирующие прокладки из резины. Место его монтажа должно быть хорошо доступным и просторным.

Особенности устройства гидроаккумулятора для систем водоснабжения и принцип его функционирования требует периодического выполнения проверки, настройки и обслуживания. Перед монтажом следует знать, какое давление должно быть в пустой емкости. Обычно номинальная величина данного показателя составляет 1,5 бара — его устанавливают производители прибора (прочитайте: «Правильное подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения – инструкция по установке»).

Через время воздух частично покидает емкость. По этой причине нужно измерить давление манометром и при необходимости подкачать воздух или, наоборот, стравить его при избыточной величине данного показателя.

Не лишним будет уточнить величину нормального давления воздуха в незаполненном жидкостью гидроаккумуляторном баке для водоснабжения — информация об этом содержится в техпаспорте. Так как золотник имеет типовые размеры, для проведения замеров подойдет каждый манометр. Если гидробак не укомплектовали данным измерительным прибором, можно воспользоваться автомобильным вариантом.

Устройство гидроаккумулятора для систем водоснабжения предусматривает, что перед тем, как наполнять его водой, нужно удалять весь воздух из мембраны. Первый раз жидкость закачивают внутрь его медленно, тонкой струей под слабым напором. Это необходимо для того, чтобы не допустить повреждения мембраны, поскольку она при хранении в магазине могла слегка деформироваться или слежаться.

Все эти нюансы на первый взгляд кажутся незначительными, но они могут оказать существенное влияние на работоспособность гидроаккумулятора. Важным процессом является настройка требуемой величины давления в резервуаре.

После наполнения емкости водой следует повторно измерить манометром давление воздуха. Чем меньше его окажется в гидробаке, тем ниже будет этот показатель и тем больший объем жидкости можно закачать.

Но чем меньше в аккумуляторе воздуха, тем ниже рабочее давление жидкости в месте ее выхода из емкости. Допустимая величина его снижения может быть равной 1 бару, если возникла потребность в наличии дополнительного объема для хранения воды. При этом наблюдается понижение напора потока в системе.

Если в напорном баке воздуха окажется недостаточно, мембранная вставка, наполненная водой, растянется и может достать до металлических стенок. Это не допустимо, поскольку в результате такого контакта резина начинает разрушаться и мембрану приходится менять.

После того, как емкость наполнена, произведена ее регулировка и сделано подключение к водоснабжающей системе, можно приступать к настройке реле давления. К нему обычно прилагают инструкцию, содержащую подробное описание порядка действий.

Если посмотреть под крышку корпуса, то там можно увидеть две регулировочные пружины. Та, что больше, позволяет выставлять величину минимального давления, при которой реле запускает насос, а тот начинает закачивать жидкость в энергоаккумулятор для воды. При помощи меньшей пружины настраивают разницу между верхним и нижним значением.

По мере того, как производится отбор воды из резервуара, давление начинает меняться. При достижении нижней величины замыкаются контакты реле, и включается насосное оборудование. В процессе настройки реле приходится несколько раз наполнять емкость и после этого ее опустошать. Как правило, разница между величиной давления включения и отключения равна около 2 бар.

В паспорте, прилагаемом к гидробаку, производитель указывает максимальное давление, на которое он рассчитан, но накачивать его до такого значения не имеет смысла. Дело в том, что при функционировании на пределе возможностей прибор быстрее изнашивается. Когда выполняется настройка реле давления, нужно учитывать, что разница между величинами давления отключения и воздуха в напорном баке должна составлять примерно 10%.

Возможные неисправности

В процессе эксплуатации гидроаккумулятора может возникнуть множество проблем, и необходимо знать, как устранить каждую из неисправностей. Для этого надо учитывать причины, которые могут повлечь за собой подобные неприятности.

• При сбоях в работе насосной установки, когда она часто включается и выключается, дело может быть в мембране. В этом случае рекомендуется протестировать ее целостность и в случае чего заменить на новую, предварительно хорошо просушив металлический корпус бака.
• Возникновение протечки рядом с пневмоклапаном, через который можно стравливать воздух или наполнять бак, тоже связывают с нарушением целостности мембраны. Как и в предыдущем случае, мембрану нужно заменить.

• Для слишком низкого давления в клапане может быть несколько причин. Самое простое – недостаточная толщина воздушной прослойки. В этом случае нужно лишь добавить немного воздуха внутри гидробака. Вторая причина более серьезная. Если сломана деталь, через которую выходит воздух, придется заменить ее. Возможно, понадобится проведение сварочных работ.
• Течь у трубы, которая идет от насоса, может возникнуть из-за потери герметичности. В этом случае нужно попробовать затянуть фланец немного туже, чтобы он прилегал плотнее. Если это не помогло, рекомендуется полностью заменить детали.

• Если напор в кране неравномерный, несмотря на наличие гидробака, то дело может быть в эластичной полости. Проведите полный ее осмотр, протестируйте несколько раз. Если у вас остались сомнения относительно ее герметичности, то замените имеющуюся деталь на новую.
• Слабый напор связан отнюдь не с мембраной, а с тем, что ваш насос может работать неправильно или вообще быть неисправным. Обязательно проверьте насос на работоспособность. Почините его в случае обнаружения неисправности. Вторая причина может быть в неправильном выборе объема гидроаккумулятора. В этом случае есть только один путь – замена гидробака на подходящий.

Популярные модели

На сегодняшнем рынке, присутствует множество различных моделей гидроаккумуляторов. Однако, среди них есть наиболее популярные устройства для частного дома.

Этот рейтинг носит ориентировочный характер и составлен на основе популярности среди потребителей.

Предыдущие статьи Следующие статьи

• 25.03.2017.
  

  Что такое гидроаккумулятор и принцип его работы

• 25.03.2017.
  

  Замена мембраны в гидроаккумуляторе

• 25.03.2017.

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.

Схема подключения гидроаккумулятора

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

Схема обвязки повысительной насосной станции

Такие насосные станции устанавливаются там, где присутствует большое водопотребление. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно.

На повысительной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления во время включения дополнительных насосов и для возмещения небольших водоразборов.

Еще такая схема широко применяется, когда в системе водоснабжения происходит частое прерывание подачи электроэнергии на повысительные насосы, а присутствие воды жизненно необходимо. Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.

Чем больше и мощнее насосная станция, и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидрроаккумулятора, исполняющего роль демпфера.Буферная емкость гидробака тоже зависит от объема необходимого запаса воды, и от разницы в давлении при включении и отключении насоса.

Схема для погружного насоса

Для длительной и бесперебойной работы погружной насос должен совершать от 5 до 20 включений в час, что указывается в его технических характеристиках.

При падении давления в водопроводной системе до минимального значения автоматически включается реле давления, а при максимальном значении – отключается. Даже самый минимальный расход воды, особенно в малых системах водоснабжения, может понизить давление до минимума, что моментально даст команду для включения насоса, ведь утечка воды компенсируется насосом моментально, а через несколько секунд, при пополнении запаса воды, реле отключит насос. Таким образом, при минимальном водопотреблении, насос будет работать почти вхолостую. Такой режим работы неблагоприятно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Положение может исправить гидроаккумулятор, который всегда имеет нужный запас воды и успешно компенсирует незначительный ее расход, а также защитит насос от частого включения.

Кроме этого, гидроаккумулятор, подключенный к схеме, сглаживает резкое повышение давления в системе при включении погружного насоса.

Объем гидробака выбирается в зависимости от частоты включений и мощности насоса, расхода воды в час и высоты его установки.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю

Для накопительного водонагревателя в схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Нагреваясь, вода расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, а так как она не имеет свойства сжиматься, то самый минимальный рост объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов водонагревателя. Здесь тоже придет на помощь гидробак. Его объем напрямую будет зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагреваемой воды и роста максимально допустимого давления в системе водопровода.

Подключение гидроаккумулятора к насосной станции

Гидроаккумулятор подключается перед повысительным насосом по ходу воды. Он нужен для предохранения от резкого снижения давления в сети водоснабжения в момент включения насоса.

Вместимость гидроаккумулятора для насосной станции будет тем больше, чем больше используется воды в системе водоснабжения и чем меньше разница между верхней и нижней шкалой давления в водопроводе перед насосом.

Виды гидробаков для систем водоснабжения

Гидроаккумуляторы в зависимости от типа установки делятся на вертикальные и горизонтальные изделия. В первом случае устройства отличаются тем, что для их монтажа легче отыскать подходящее месторасположение. И вертикальные, и горизонтальные баки снабжают ниппелями.

Одновременно с водой в устройство поступает и незначительное количество воздуха. Он со временем накапливается внутри и частично занимает объем емкости. Чтобы бак функционировал исправно, необходимо периодически стравливать собравшийся воздух посредством ниппеля.

То, как устроен гидроаккумулятор вертикального типа, позволяет применять ниппель именно для этой цели. В свою очередь с горизонтальными емкостями все сложнее. Кроме ниппеля, предназначенного для стравливания воздуха, на напорный бак нужно устанавливать запорный кран и отвод в канализационную систему. Все вышесказанное имеет отношение к моделям, которые могут накапливать жидкость объемом свыше 50 литров.

Если бак меньше, тогда устройство вне зависимости от типа не имеет никаких особых приспособлений для удаления воздуха из мембраны. Но его все равно необходимо из гидробака удалять, поэтому из него периодически сливают воду, после чего вновь заполняют жидкостью.

Данную процедуру выполняют в следующей последовательности:

1. В первую очередь отключают питание насосного оборудования и реле давления.
2. Затем открывают ближайший смеситель.
3. Воду сливают, пока бак не опустеет.
4. Дальше кран закрывают, подают питание на реле и насос, после чего вода заполняет бак в автоматическом режиме.

Для автономно обустраиваемых инженерных систем используют два вида гидроаккумуляторов для водоснабжения – они бывают синего и красного цвета. Такая их особенность позволяет отличать резервуары по назначению. Синий бак применяют при обустройстве систем холодного водоснабжения, а красный аккумулятор – для функционирования отопительного контура.

Когда производитель не обозначает выпускаемую продукцию одним из этих двух цветов, узнать назначение приобретаемого устройства можно из техпаспорта на изделие.

Кроме цвета типы гидроаккумуляторов для водоснабжения отличаются в зависимости от характеристик материалов, применяемых для производства мембран. В любом случае используется высококачественная резина, которая предназначается для контакта с продуктами. Но в красных баках устанавливают мембраны, рассчитанные на соприкосновение с горячей водой, а в синих – с холодной.

Подбор объема гидроаккумулятора

Одна из самых главных характеристик гидроаккумуляторов – это его объем. На рынке существует масса вариантов, от моделей объемом до 20 литров и до тех, емкость которых превышает 1000 литров. Но, на рынке наиболее популярны такие модели:

• 24 литра;
• 50;
• 60;
• 80 литров.

Также пользуется популярностью гидроаккумулятор 100 литров – такая емкость оптимальна для средней семьи.

Вообще, существует несколько формул, воспользовавшись которыми можно рассчитать объем гидроаккумулятора. Однако есть определенная статистика по использованию этих устройств. Опираясь на нее, также можно сделать правильный выбор.

Тем более, все равно придется покупать бак стандартного объема. Например, гидроаккумулятор 80 литров или 100 литров.

Основные правила подбора:

• емкость до 24 литров – используется, когда мощность насоса для скважины находится в пределах 2 м3\час, а количество потребителей не превышает 3-х точек. Т.е. такой объем подходит для небольших дачных домиков, в которых проживает 1-2 человека;
• объем 50 литров – понадобится при мощности насоса до 3,5 кубометров в час. При этом, допустимое количество точек потребления воды, увеличивается до 7-8 штук. Такие гидробаки подойдут для системы водоснабжения, обеспечивающих 2-3 человека, постоянно проживающих в одном доме;
• если насос обладает производительностью свыше 5 кубометров, а количество потребителей в доме больше 8, то берется бак с емкостью от 100 литров.

Когда делается расчет объема гидроаккумулятора, важно понимать, что его основная задача не заключается в создании накопительного запаса питьевой воды. Таким образом, не нужно делать большой запас по объему

Обычно, хватает 10-15%, необходимых на случай непредвиденного увеличения потребления воды.

Кроме того, нужно учитывать такие правила:

• при подборе емкости, считается общее число точек их одновременное потребление воды;
• например, значение получилось около 30 литров;
• нужно знать, что вода занимает примерно половину от объема гидробака.

Нужен ли запас емкости?

Многие люди полагают, что одна из задач аккумулятора – это создание резерва воды. Однако это не так и функции устройства, абсолютно другие. Конечно, небольшой запас по емкости нужен – бывают случаи, когда потребление воды может увеличиться. К тому же, немного увеличенный объем положительно скажется на работе всего оборудования.

Однако, учитывая цену, переплачивать лишние деньги за дополнительную емкость не нужно. Для этих целей предназначены специальные пластиковые резервуары, которые встраиваются в систему водопровода.

Тем более, если в будущем планируется увеличение точек потребления – можно купить дополнительный гидробак. Их общий объем будет суммироваться. Например, если в системе установлено два устройства на 40 и 80 литров, то общая рабочая мощность получится 120 л.

Вначале теория

Автономная система водоснабжения с гидроаккумулятором

Если в водонапорной башне давление воды создается за счет силы тяжести — и чем выше расположена емкость, тем оно больше, то в гидроаккумуляторе для этого используется внешнее давление на жидкость. Поэтому для этих устройств не важна высота, да и место тоже.

Классификация гидроаккумуляторов

Они делятся на две группы:

1. Механические, в которых давление создается усилием сжатой пружины, упругой мембраны или грузом.
2. Пневматические — в них на воду давит газ, который тоже находится под давлением. Для разделения воды и газа используются гибкие мембраны из резины или подобных материалов.

В небольших системах автономного водоснабжения используется именно последняя разновидность, так как она проще по конструкции и дешевле в обслуживании. В дальнейшем и пойдет разговор именно о них.

Гидроаккумуляторы это компактная замена водонапорных башен

Водоснабжение с гидроаккумулятором вполне может обеспечивать небольшой поселок, в котором проживают до 1-2 тысяч жителей.  Автор этих строк, работая в коммунальной сфере, переделал более 10 сельских водопроводов подобным образом.

Причем, стоимость покупки и монтажа гидроаккумулятора на порядок меньше, чем замена полностью изношенной (в основном из-за коррозии) башни Рожновского на новую.

Устройство гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор в разрезе

Как мы уже говорили, речь будет идти о пневматических гидроаккумуляторах (еще одно название — гидропневмоаккумулятор). Конструкция их крайне простая, фактически он состоит из нескольких деталей.

1. Корпус, как правило, металлический. В него закачивается воздух (в промышленных аккумуляторах для специальных жидкостей это может быть и азот, но для сравнительно небольших объемов воды это просто воздух).
2. В корпусе закреплена мембрана, она представляет собой резиновый мешок (грушу). Он соединен патрубком с водопроводом, и в него закачивается вода под давлением насоса из водопровода. Как известно, она, в отличие от воздуха, несжимаема, поэтому сжимается последний. При разборе воды, воздух, расширяясь, вытесняет ее.
3. Для того чтобы закачивать воздух, в объем между корпусом и грушей устанавливается патрубок с золотником. В большинстве случаев он полностью аналогичен тем, которые применяются на автомобильных шинах.
4. Дополнительно на гидроаккумулятор могут быть установлены манометры для контроля давления и датчики реле.

Для чего предназначены гидроаккумуляторы

Олин из вариантов установки гидроаккумуляторов в системах водоснабжения

• Систему автономного водоснабжения можно построить и без них. Для этого нужно: либо чтобы насос работал постоянно, либо он включался при разборе (падении давления в водопроводе). Но такой подход невыгоден, так как снижает его ресурс и увеличивает потребление электроэнергии. Поэтому ставят гидроакуумуляторы, которые позволяют насосам включаться только периодически.
• Эти агрегаты, регулируя давление в водопроводе, компенсируют гидроудары приводящие к разрушению труб и других деталей системы.

Гидроудар и его последствия

• Регулировка давления обеспечивает еще и стабильную работу смесителей. Если в системе напор резко скачет, то тяжело выставить нужную температуру на точках разбора.
• Для исключения «сухого хода» насоса. При запуске без воды в корпусе крыльчатка резко раскрутившись, так как нет сопротивления, может сорваться с вала. Для того чтобы вода не уходила, до насоса ставят обратный клапан, гидроаккумулятор же обеспечивает наличие жидкости после насоса.

Последствия «сухого хода» насоса

Для создания запаса воды в случае перебоев с электроэнергией. Однако нужно отметить, что в небольших автономных системах емкость гидроакуумуляторов редко превышает 10-20 литров (по этому параметру они уступают напорным емкостям). Так что принять душ или помыть посуду при отсутствии электроэнергии не получится. Но никто не мешает поставить аккумулятор большей емкости.

Гидроаккумуляторы большой емкости могут долго подавать воду при отключенном насосе

О работе гидроаккумулятора в системах водопровода можете также посмотреть видео в этой статье:

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.

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.