Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: принцип работы
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения является неотъемлемой частью современных систем автоматической подачи воды для частного дома, коттеджа или дачи. На рынке представлено множество видов и конфигураций расширительных баков для холодной воды.
Сегодня разберем в подробностях устройство и принцип работы гидроаккумулятора, его основное предназначение, правила установки и возможные неисправности в работе. А также постараемся понять принцип действия, и как же правильно подобрать гидроаккумулятор для нашей насосной системы.
Основные виды и особенности
Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения различаются по компоновке:
— горизонтальные — вертикальные
По объему или емкости:
— стандартные бытовые: 24-50 литров — средней емкости: 80-100 литров — большой емкости: 150 литров и больше
По материалу изготовления корпуса:
— стальные эмалированные — из нержавеющей стали
Горизонтальный гидроаккумулятор для насосной станции
Корпус стального гидроаккумулятора, как правило, окрашен эмалью синего или зеленого цвета. Расширительные баки красного цвета чаще предназначены для систем отопления.
Гидроаккумуляторы предназначены для:
— накопления воды и поддержания ее автоматической подачи до точки водоразбора
— увеличения срока службы насоса, снимая на него нагрузку при частном его включении
— предотвращения возможных гидроударов в системе водоснабжения
Устройство и принцип работы гидроаккумулятора
Типичный гидроаккумулятор состоит из следующих элементов (см. схему ниже):
1 — штуцера с резьбой для присоединения к системе водоснабжения, его диаметр, как правило, равен 25 мм или 1 дюйм
2 — фланца для герметизации
3 — самой емкости разного объема
4 — каучуковой мембраны для воды
5 — пневматического клапана за закачки и сброса воздуха
6 — монтажной площадки для установки на нем поверхностного насоса (при горизонтальном исполнении)
7 — ножек для устойчивости конструкции
Принцип действия гидроаккумулятора основан в автоматической подаче воды из бака до потребителя без включения насоса. Это происходит благодаря тому, что при открытии водоразборного крана, воздух, накачанный в емкости, начинает выдавливать воду из мембраны под давлением.
Необходимое давление в баке должно составлять 1,5-2 атмосферы. По мере расходования воды потребителем, после закрытия крана, гидроаккумулятор в автоматическом режиме снова заполняется водой по всему объему.
Как подобрать гидроаккумулятор для насоса
Если планируете купить насосную станцию и не знаете с каким объемом бака ее выбрать, или уже есть поверхностный насос, но планируете приобрести для него гидроаккумулятор, то рекомендуется следующее:
— для насоса мощностью до 1000 Вт подойдет бак емкостью 24 литра — для насоса мощностью более 1000 Вт лучше купить бак объемом 50 литров
Если приобретаете гидроаккумулятор для погружного насоса. то рекомендуется для насосов мощностью:
— до 500 Вт устанавливать бак объемом 24 литра — до 1000 Вт подойдет 50 литров — до 1500 Вт — 80 или 100 литров
Из-за особенностей своей конструкции, погружные насосы включаются и выключаются реже, чем поверхностные. Поэтому для них необходимо устанавливать несколько большие по объему гидроаккумуляторы.
На практике, расширительные баки объемом 24-50 литров способны полностью обеспечить потребность в хозяйственной воде небольшой семьи, на одну-две точки водоразбора. Если семья большая, можно купить гидробак большей емкости. Например, бака объемом 80-100 литров должно хватить на три-четыре точки водоразбора: кухня, ванная, душевая кабина и туалет.
Гидроаккумуляторы вертикального типа
Рекомендации по установке гидробака
1. Устанавливайте гидроаккумулятор только в отапливаемом помещении.
2. Перед запуском не забудьте сначала промыть систему водоснабжения.
3. Проверьте, закачан ли в бак воздух под достаточным давлением.
Если — нет, тогда закачайте до 2 атм. самостоятельно через воздушный пневмоклапан. Эту процедуру можно проделать, например, обычным велосипедным или автомобильным насосом.
Проблемы в работе и методы их устранения
1. Недостаточное давление воздуха. Продуйте пневматический клапан и закачайте воздух насосом.
2. Отсутствие воздуха под давление в емкости гидроаккумулятора. Потребуется замена либо клапана, либо мембраны.
3. Из клапана течет вода. Необходима замена мембраны. Смотрим видео.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения — это незаменимый атрибут современного загородного частного дома или дачи. Надеюсь, теперь вам понятен его принцип действия и особенности конструкции. И теперь вы сможете без труда подобрать гидроаккумулятор для своих условий, а также правильно его установить, и не допустить ошибок при запуске системы водоснабжения.
Область применения
Гидроаккумулятор можно устанавливать не только в частном доме, но также в многоэтажке, чтобы во время отключения воды в городе жильцы имели небольшой запас. Это позволяет поддерживать напор и пользоваться бытовыми приборами – стиральной или посудомоечной машиной.
Гидроаккумулятор с мембраной, устойчивой к горячим температурам применяется в системе горячего водоснабжения в качестве расширительного бачка, поэтому при покупке нужно уточнять, какую функцию он будет выполнять. Мембрана для холодной питьевой воды не выдержит кипятка. Также отличается резина – в ГВС она техническая, в водопроводе – пищевая. Гидробаки подключают к бойлеру и к двухконтурному котлу.
Кроме бытового применения, ГА используют во многих сферах промышленности, например, в машиностроительной отрасли.
Конструктивные отличия
Прежде всего, нужно понимать – гидроаккумулятор и расширительный бак, несмотря на заверения некоторых недобросовестных менеджеров, это не одно и то же. Их конструктивные отличия обусловлены спецификой применения. Установка расширительного бака в качестве гидроаккумулятора чревата неприятными последствиями.
Суть в том, что в расширительном баке для системы отопления мембрана делит внутренний объем пополам. Изначально воздух, закачанный в нижнюю половину, создает давление достаточное для того чтобы мембрана была полностью прижата к внутренней поверхности. По мере повышения температуры теплоносителя, его объем увеличивается, давление возрастает и в верхнюю половину начинает поступать вода, отжимая мембрану. Соответственно, воздух в нижней половине сжимается. Гидроаккумулятор отличается тем, что в нем установлена баллонная мембрана, поступая в которую вода не контактирует с внутренними стенками.
Закрытые расширительные баки: с диафрагменной мембраной, с баллонной мембраной
Рассматривания отличия расширительного бака от гидроаккумулятора необходимо понимать, что работают они в разных условиях. Изменение объема жидкости в системе отопления незначительно, кроме того происходит это медленно, без резких рывков. Однако температура может достигать 90 °C. Потому первое требование к такой мембране это устойчивость к длительному воздействию высокой температуры
Для баллонной мембраны в гидроаккумуляторе холодного водоснабжения устойчивость к воздействию высокой температуры не столь важно, но способность работать в режиме частого растяжения/сжатия является ключевой
К сожалению универсального материала, одинаково устойчивого и к воздействию высокой температуры, и к регулярным растяжениям, не бывает. Мембраны в современных расширительных баках изготовлены из таких материалов:
– NATURAL – может эксплуатироваться при рабочей температуре от -10 до 50 °С. Чрезвычайно эластичный материал, однако по мере эксплуатации может происходить частичная диффузия. Натуральная каучуковая резина может быть использована как для питьевой, так и технической воды;– BUTYL – возможна эксплуатация при температуре от -10 до 100 °С. Более устойчивая с точки зрения диффузии, но не такая эластичная, как NATURAL. Синтетическая бутиловая резина может быть использована в качестве мембраны гидроаккумулятора;– EPDM – работает при температуре от -10 до 100 °С. Более проницаема для воды, чем BUTYL. Синтетическая этилен/пропиленовая резина устанавливается в баках для питьевой или технической воды;– SBR – допустима эксплуатация при температуре от -10 до 100 °С. Менее эластична Применяется исключительно в расширительных баках системы отопления, не достаточно эластична для установки в гидроаккумуляторах;– NITRIL – работает при температуре от -10 до 100 °С. Устойчива к воздействию активных сред.
Сфера применения компенсационных баков не ограничивается отопительными системами и водоснабжением, они с успехом используются для хранения огнегасящей жидкости в автоматических системах пожаротушения, а также в составе модуля порошкового пожаротушения.
Вне зависимости от типа гидроаккумулятор и расширительный бак являются неотъемлемой частью любой системы жизнеобеспечения и обеспечивают высокий уровень комфорта и безопасности проживания.
Выбор гидроаккумулятора, расширительного бака. Обслуживание. Эксплуатация. Ремонт. (10+)
Гидроаккумулятор, расширительный бак. Особенности выбора
Гидроаккумулятор и расширительный бак предназначены для немного разных целей, но устроены практически одинаково, так что я объединил их в одной статье. Гидроаккумулятор предназначен для накопления воды в системе автономного водообеспечения, защиты системы от избыточного давления, исключения частого включения насоса. Расширительный бак устанавливается в систему отопления. Он защищает ее от избыточного давления, которое может возникать при расширении воды (или другого теплоносителя) от повышения температуры. Ключевым отличием гидроаккумулятора от расширительного бака является то, что расширительный бак должен работать при достаточной температуре, к гидроаккумулятору для холодной воды такие требования не предъявляются. Но зато для большинства гидроаккумуляторов высокие требования к качеству материала мембраны, так как они используются в подаче воды, которая может употребляться в пищу. Для расширительного бака такие требования менее критические.
Тип гидробака
На рынке существует два вида таких устройств:
- вертикальный;
- горизонтальный.
Горизонтальный бак
Принципиальных различий в работе у них нет. Основная разница – в компоновке. Поэтому, в первую очередь, нужно ориентироваться на удобство размещения в помещении. Ведь нужно позаботиться не только о монтаже – в дальнейшем емкость нужно будет обслуживать, а значит, к ней должен быть удобный доступ.
Еще один момент – это сброс накопившегося воздуха. В моделях вертикального типа, предусматривается специальный клапан, расположенный в верхней части бака. А у горизонтальных, придется монтировать дополнительный кран.
Впрочем, главное убедиться, что на выбранной модели, вообще есть такая возможность. Ведь если, бак не предусматривает специальный вывод для сброса воздуха, накопившегося за время работы системы, удалить его можно будет только полностью слив всю воду с бака.
Что выбрать — баллонный или мембранный гидроаккумуляторы
Общее у этих двух устройств — один и тот же принцип действия. В конструкциях этих приборов также много общего. Главное состоит в том, что в гидроаккумуляторе мембранного типа допускается контакт стенок устройства с водой, а это может привести к возникновению коррозионных процессов.
А вот в устройствах баллонного типа жидкость контактирует только с каучуком, Поэтому такие изделия более защищены от негативного воздействия факторов внешней среды. В случае необходимости в баллонных устройствах емкость может быть заменена. Провести эту операцию можно своими силами, не используя каких-то специальных устройств. Еще плюсом таких установок является простота их обслуживания. Применяя их, можно рассчитывать на продолжительный срок службы.
Для чего нужен гидроаккумулятор водоснабжения?
Главные функции гидроаккумулятора в водопроводной системе:
- Защита насосного оборудования от скоропостижного износа – так как в баке накапливается вода, насос включается не после каждого открывания крана, а лишь в случае полного опустошения резервуара. Подобная схема работы позволяет насосу запасти цикл неиспользованных включений/выключений, тем самым продлив срок своей эксплуатации.
- Поддержка стабильного давления в системе водоснабжения – гидроаккумулятор обеспечивает постоянный уровень давления в системе даже после остановки насоса.
- Защита системы от резких скачков напора воды – гидробак поддерживает неизменный напор воды при одновременном открывании сразу нескольких водопроводных кранов.
- Демпфирование гидравлических ударов – прибор делает невозможным гидроудары при активизации насоса, что защищает трубы от преждевременной деформации.
- Создание резерва воды – благодаря запасам накопительного бака у домочадцев сохраняется возможность пользоваться водой даже в случае перебоев с электроэнергией, что особенно часто случается в загородных поселениях.
Роль гидроаккумулятора в системе водопровода
Каждый владелец дачи, естественно, хочет, чтобы на его участке была обеспечена бесперебойная подача воды для приготовления пищи и хозяйственных нужд. Её наличие в любое время суток — это основа комфортного проживания за городом. С такой задачей легко справиться, если к автономной системе водоснабжения подключить гидроаккумулятор.
Если выбор этого устройства сделан правильно, то оно обеспечит вас водой даже в тех случаях, когда отсутствует электричество на участке и насос, входящий в состав системы водоснабжения, находится в нерабочем состоянии.
Плюсом применения гидроаккумулятора в составе системы водоснабжения является и то, что значительно сокращается количество включений насоса для подкачки воды. Это положительно отражается на сроке службы этого оборудования.
Если система водоснабжения на даче владельцем используется активно, то на расширительном баке могут появиться следы конденсата. Говоря другими словами, он будет запотевать. Чтобы справиться с этой проблемой, необходимо провести качественную работу по теплоизоляции всех соединений. Тогда проблемы с конденсатом не будет.
Что это такое
- Как устроена насосная станция?
Она представляет собой комплекс смонтированного на общей станине оборудования, включающий:
- Центробежный поверхностный насос;
- Мембранный гидроаккумулятор;
- Автоматическое реле включения насоса с датчиком напора.
Устройство станции
Цена насосной станции зависит от мощности насоса, объема гидроаккумулятора и варьируется от 5 до 15 и более тысяч рублей.
Устройство работает так:
- При подаче питания насос накачивает воду в мембранный бак. Напор в нем повышается до верхней границы настройки автоматического реле и поддерживается сжатием воздуха в воздушном отсеке гидроаккумулятора;
- Как только давление в баке насосной станции достигает верхнего значения в настройках реле, насос отключается;
- При расходе воды через сантехнические приборы напор обеспечивается сжатым в гидроаккумуляторе воздухом. При падении давления до нижней границы настройки реле оно включает насос, и цикл повторяется.
Станция Neoclima: оптимальный режим эксплуатации — не более 20 включений в час
Особый случай
У абсолютного большинства насосных станций всасывание воды обеспечивается только созданным во всасывающем патрубке разрежением. Соответственно, теоретический максимум глубины всасывания ограничен высотой водяного столба при избыточном давлении в одну атмосферу — 10 метрами. На практике для присутствующих на рынке устройств глубина всасывания не превышает 8 метров.
Расчет высоты водяного столба для избыточного давления в одну атмосферу
Между тем, так называемые, двухтрубные станции с внешним эжектором способны поднять воду с глубины 25 и более метров.
Как? Разве это не противоречит законам физики?
Нисколько. Вторая опускающаяся в скважину или колодец труба подает к эжектору воду с избыточным напором. Инерция потока используется для того, чтобы вовлечь в движение окружающие эжектор массы воды.
Устройство с внешним эжектором и глубиной всасывания 25 метров
Схемы монтажа станций с выносным эжектором
Как выбрать гидроаккумулятор?
Основополагающий критерий гидроаккумулятора для любой системы водоснабжения – объем
Как определить оптимальную вместительность резервуара для своих нужд? Тут нужно принимать во внимание четыре важнейших фактора: мощность насосного оборудования; количество домочадцев, которые пользуются водопроводом; число точек забора, включая не только краны и выходы под сантехнику, но и выходы для бытовой техники; максимальное число включений/отключений насосного оборудования за час
При выборе устройства важно правильно рассчитать объем
Специалисты вывели определенные ориентиры для расчета объема гидроаккумулятора. Например, если число домочадцев не превышает трех человек, а насос развивает мощность около 2 куб.м./ч, то вам будет достаточно бака вместительностью 24 л. Если число потенциальных пользователей варьируется от четырех до восьми, а мощность насоса составляет 2,5 куб.м./ч, покупайте гидрорезервуар объемом 50 л.
Но это мы рассмотрели минимальные объемы баков для удовлетворения бытовых нужд. Если же вы покупаете гидроаккумулятор с целью резервирования большой массы воды на случай длительных отключений электроэнергии, их объем может быть неограниченным. Хорошее решение для таких ситуаций – приобретение бака с возможностью подсоединения к нему дополнительных резервуаров.
Совет. Покупая бак, не забывайте, что чем меньше его объем, тем чаще возникает необходимость включения насоса и тем выше риск его преждевременного износа. Как правило, количество максимальных включений/выключений насосов колеблется в рамках 20-30 циклов за час – все, что выше неизбежно приводит к скорой деформации прибора.
Виды гидроаккумуляторных баков
Гидроаккумуляторы различаются по типу установки: они бывают горизонтальными и вертикальными. Вертикальные гидроаккумуляторы хороши тем, что под их установку проще найти подходящее место.
Как вертикальная, так и горизонтальная разновидность снабжены ниппелем. Вместе с водой внутрь устройства поступает и некоторое количество воздуха. Он постепенно накапливается внутри и “съедает” часть объема гидробака. Чтобы устройство работало исправно, необходимо этот воздух время от времени стравливать через этот самый ниппель.
В гидроаккумуляторах, которые устанавливают вертикально, предусмотрен ниппель, который предназначен именно для этих целей. Достаточно нажать на него и подождать, пока воздух покинет устройство. С горизонтальными баками все немного сложнее. Помимо ниппеля для стравливания воздуха из емкости устанавливают запорный кран, а также отвод в канализацию.
Все это относится к моделям, способным накапливать объем жидкости более 50 литров. Если емкость модели меньше, то никаких специальных приспособлений для удаления воздуха из полости мембраны в них не имеется, независимо от типа установки. Но воздух из них все же необходимо удалять. Для этого из гидроаккумулятора периодически сливают воду, а затем вновь заполняют емкость водой.
Перед началом процедуры следует отключить электропитание реле давления и насоса, или же всей насосной станции, если гидробак находится в составе такого устройства. После этого нужно просто открыть ближайший смеситель. Воду сливают до тех пор, пока емкость не опустеет. Далее кран закрывают, на реле давления и насос подают электропитание, вода заполнит емкость гидроаккумулятора в автоматическом режиме.
Обычно предназначенные для автономных инженерных систем баки различаются по цвету: синие и красные. Это предельно простая классификация: если гидробак синий, значит, он предназначен для систем холодного водоснабжения, а если красный — для установки в отопительный контур. Если же производитель не обозначил свою продукцию одним из этих цветов, то назначение устройства следует уточнить в техническом паспорте изделия.
Помимо цвета эти два типа гидроаккумулятора различаются, главным образом, по характеристикам материала, использованного при изготовлении мембраны. В обоих случаях это резина высокого качества, предназначенная для контакта с пищевыми продуктами. Но в синих емкостях стоят мембраны, рассчитанные на контакт с холодной водой, а в красных — с горячей.
Синие устройства способны переносить более высокое давление, чем емкости красного цвета. Не рекомендуется использовать для холодной воды гидроаккумуляторы, предназначенные для систем ГВС и наоборот. Неправильные условия эксплуатации приведут к скорому износу мембраны, гидробак придется ремонтировать или даже полностью заменить.
