Гидроаккумулятор — важный элемент системы водоснабжения, обеспечивающий необходимый запас воды и поддерживающий постоянное давление в установке. Как он устроен и работает, когда необходим и почему важен в системе водоснабжения — разберемся в этой статье.
Устройство и принцип работы гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор, или гидробак, — устройство для хранения воды и поддержания ее давления в системе хозяйственно-бытового водоснабжения или промышленного водопровода. Он состоит из таких элементов:
- металлический (стальной) корпус;
- эластичная мембрана из этиленпропиленового каучука;
- золотник для отвода воздуха;
- штуцер для подачи воды.
Важную роль играет эластичная мембрана, которая наполняется водой изнутри и испытывает давление воздуха снаружи, что создает давление в установке и помогает поддерживать его во всей системе. Воздух между стенками бака и диафрагмой имеет давление 1,5 бар до 2,0 бар в зависимости от модели. В процессе эксплуатации мембрана подвергается постоянным нагрузкам, вызванным втеканием и вытеканием воды, поэтому нуждается в замене спустя некоторое время. В редких случаях возможен разрыв диафрагмы, вызванный усталостью материала или очень плохим качеством воды, особенно если в ней высокая концентрация железа и марганца.
Принцип работы
Принцип работы гидроаккумулятора заключается в разнице давления воды и воздуха. В эластичную мембрану закачивается вода, которая уменьшает площадь, занимаемую воздухом между мембраной и стенками резервуара, и тем самым сжимает его. В результате в резервуаре создается давление, которое воздействует на поверхность воды, вытесняя ее наружу.
Датчик давления автоматически отключает насос при достижении максимального давления в баке. Например, открытие крана на кухне приводит к тому, что сжатый воздух выталкивает воду из бака, создавая давление в водопроводной сети. Уровень воды в баке понижается, давление падает, после чего снова включается насос, резервуар наполняется водой до достижения максимального давления, и цикл повторяется. Среднее рабочее давление гидроаккумулятора — 10 атмосфер, а рабочая температура — от -10 до +100 °С.
Давление в гидробаке
Давление внутри установки контролируется с помощью специального датчика, который работает по значениям, заданным производителем или самим пользователем. Задать значения для датчика давления можно, используя инструкцию, прилагаемую к баку. Чаще всего давление включения задается винтом (для уменьшения значения нужно повернуть его по часовой стрелке, а для увеличения — влево), а давление выключения винтом с гайкой М10 (которую необходимо предварительно ослабить). В бытовой установке принято устанавливать давление включения насоса около 2,5-3 бар, а давление выключения — 4-4,5 бар. При настройке датчика давления главное найти оптимальные настройки с точки зрения специфики установки и предпочтений домочадцев.
Типы гидробаков
Гидробаки по способу установки делятся на два типа:
- вертикальные;
- горизонтальные.
В вертикальных установках есть штуцер, предназначенный для удаления воздуха из бака. В агрегатах с горизонтальной установкой есть также специальная запорная арматура и канализационный отвод.
Все это касается моделей, способных аккумулировать объем жидкости более 50 литров. Если объем модели меньше, то специальные приспособления для удаления воздуха из мембранной полости отсутствуют вне зависимости от типа установки — в этом случае вода полностью сливается, после чего резервуар наполняется заново.
Гидроаккумуляторы с корпусом синего цвета используются для холодной воды, а с красным — для систем отопления. Важно использовать их строго по назначению, потому что материал мембраны способен выдерживать определенный уровень давления и температуры воды. В противном случае это может привести к быстрому износу мембраны, повреждению и протечке гидробака.
Для чего нужен гидроаккумулятор?
Гидробаки устанавливаются везде, где есть необходимость стабилизации давления в системе водоснабжения, как при заборе воды из колодца в частном доме, так и при слабом напоре в водопроводе в квартире. Основные задачи гидроаккумулятора:
- выравнивание давления в системе водоснабжения;
- защита системы от гидроударов (например, при подаче воды с помощью погружного насоса);
- обеспечение резерва воды для бытового пользования.
Создание запаса воды — не основная функция гидробаков, потому что они обычно имеют относительно небольшой объем, но при отключении или поломке насоса воду из них можно использовать для бытовых нужд.
Как выбрать гидроаккумулятор
Вместимость, экономичность и эксплуатационные требования — вот основные аспекты, которые следует учитывать при выборе гидробака для домашнего пользования. Вначале нужно правильно подобрать емкость резервуара. Если бак слишком мал, он будет опорожняться с высокой частотой, что потребует частого включения насоса и в итоге приведет к его преждевременному износу.
Стандартом являются баки емкостью 50 литров. Но если потребность в воде высока, то стоит выбрать модель большей емкости — 100-150 литров. Если бак будет использоваться в качестве основного резервуара воды, его объем должен соответствовать количеству домочадцев и водоразборным точкам в доме. Для семьи из 4 человек оптимальный вариант — купить бак емкостью 100-150 литров. Для нужд частного дома потребуется объем 200-300 литров.
В случае низкой эффективности скважины и более высокой потребности в воде рекомендуется выбрать бак, который может вместить больше воды, чтобы не перегружать насос. Существует взаимосвязь между вместительностью резервуара, удобством использования и сроком службы насоса. Это связано с тем, что бак с большей емкостью способен хранить большее количество воды, и, таким образом, дольше поддерживать соответствующее давление в системе без необходимости включения насоса. Каждая модель имеет количество пусков в час, указанное производителем. Частые включения могут привести к износу этого компонента.
Установка гидробака
Прежде чем приступить к установке гидроаккумулятора, нужно выбрать подходящее место в доме. Это должно быть помещение, где температура остается выше нуля даже зимой. Это позволит избежать потенциальных проблем с замерзающей водой, которая способна повредить эластичную мембрану и наиболее чувствительные части конструкции. Место монтажа также должно быть защищено от сильных вибраций, для этого желательно использовать специальные амортизирующие подкладки.
Помещение для установки гидробака должно иметь:
- размеры не менее 2,0 х 2,5 м и 2,2 м в высоту;
- защищенную от влаги электропроводку;
- освещение;
- отопительную систему или установку, обеспечивающую минимальную температуру +5 °С;
- вентиляцию, обеспечивающую 1,5 воздухообмена в час.
Кроме этого помещение должно быть оборудовано водоотводами, обеспечивающими сброс воды в количестве, соответствующем максимальной производительности насоса, чтобы в случае отказа установки откачиваемая вода могла беспрепятственно стекать в канализацию. При этом пол помещения должен быть уложен с уклоном 1% в сторону стоков. Максимальная температура в помещении не должна превышать 40 °С, поэтому оптимальным местом установки будет подвал дома или сопредельные комнаты.
Перед установкой гидробака нужно монометром измерить давление в незаполненном резервуаре. Оно должно составлять 1,5 или 2,0 бара в зависимости от модели. Установка делится на несколько этапов:
- Подсоединить к водопроводным трубам с использованием гибких переходников.
- Заполнить систему водой.
- Открыть дальний кран и включить насос, чтобы удалить воздух.
Схема установки с использованием погружного насоса:
- Установить всасывающую трубу в колодец и подсоединить ее к насосу. Труба фиксируется страховочным тросом на дне колодца. Дополнительно требуется загерметизировать соединения между всасывающей трубой, сетчатым фильтром и клапаном. Если колодец находится далеко от здания, труба закапывается ниже глубины промерзания грунта. Дополнительно можно использовать специальный штуцер для подсоединения всасывающей трубы и трубы подачи воды. Это облегчит возможные сервисные и ремонтные работы, ведь такое соединение значительно облегчает откручивание и извлечение всасывающей трубы из колодца.
- Установить обратный клапан на гидробак. Когда всасывающая труба установлена, нужно подсоединить обратный клапан к баку и плотно заклеить соединение тефлоновой лентой. Клапан предназначен для защиты насоса от противотока воды.
- Установить защиту от сухого хода. Работа всухую, когда уровень воды в колодце значительно падает, может привести к необратимому повреждению насоса. Именно поэтому на гидробак устанавливается специальная защита от сухого хода, которая немедленно остановит работу насоса в случае, если в скважине нет воды.
- Установить шаровой кран. В случае неисправности шаровой кран перекрывает подачу воды в домашнюю установку.
- Установить трубу подачи воды к установке. Трубу следует устанавливать над шаровым краном, благодаря чему будет намного проще перекрыть подачу воды в систему при возникновении неисправности.
- Подсоединить трубу к гидробаку. Подключение выполняется через дополнительную гибкую трубу, после чего все места соединения герметизируются, чтобы исключить подсасывание воздуха.
Перед первым запуском установки нужно заполнить насос и установку и только после этого провести пусковой тест.
Как выбрать гидроаккумулятор для скважины
Гидроаккумулятор — это стальной бак, внутрь которого помещена резиновая мембрана. Между стенками бака и мембраной находится воздух под высоким давлением. Прослойка воздуха предназначена для поддерживания постоянного давления в системе. Это устройство в течение некоторого времени при отсутствии электричества может обеспечивать людей водой. Основные функции гидроаккумулятора можно сформулировать так:
- Хранение резервных запасов воды;
- Защита системы от гидроудара;
- Поддерживание стабильного давления в системе;
- Защита насоса от ненужных срабатываний.
Мембранные или баллонные?
Как выбрать гидроаккумулятор для скважины? Современный рынок предлагает устройства двух типов – баллонные и мембранные . Их принцип действия и конструкция внешне выглядят аналогичными. В качестве действующего вещества в обоих случаях выступает сжатый воздух. Он оказывает воздействие через эластичный каучук.
Между этими вариантами все же существует определенное различие. В баллонных гидроаккумуляторах вода контактирует только со стенками каучукового баллона. В мембранных существует непосредственный контакт жидкости с металлическими стенками самого бака. Это явление создает прямую угрозу развития коррозии.
Еще одним положительным качеством баллонных гидроаккумуляторов считается возможность замены баллона. Выполнить ее можно без специальных навыков и инструментов.
В силу этих причин, для индивидуальных систем водоснабжения баллонный гидроаккумулятор считается оптимальным решением.
Перед тем, как окончательно остановиться на определенной модели, следует учесть один немаловажный нюанс. Необходимо поинтересоваться, где можно купить сменный баллон или мембрану и какова их стоимость. Существуют случаи, когда за запасной элемент просят цену, составляющую половину от общей. Такие изделия экономически не выгодны.
Вертикальные и горизонтальные
Гидроаккумулятор может быть вертикальным и горизонтальным. Принципиальных различий между собой они не имеют. Поэтому, выбор должен происходить в пользу той формы, которая наиболее удобна для вас. Обычно устройства горизонтального типа предпочитают для насосных станций. Их значительно проще закрепить в нужном положении.
Для погружных насосов большинство пользователей выбирают вертикальные гидроаккумуляторы.
Какой объем вам нужен
При исследовании имеющихся в продаже устройств нужно ознакомиться с их стандартным объемом. Если системой будут пользоваться не более 3-х человек, а насос имеет производительность 1, 5- 2 м³/ч, то достаточно гидроаккумулятора на 20-24 л.
Когда воду потребляют 4-8 человек, а производительность насоса 3, 5 м³/ч, то необходимо устройство на 50-60 л. Если количество пользователей достигает десяти, а насос производит 5 м³/ч, то понадобится гидроаккумулятор, вмещающий 100 л.
Схемы подключения гидробака к системе
Чтобы подключить это устройство, необходим дополнительный или глубинный насос с давлением на 0,5-0,7 атм. Именно такие значения требуются для бесперебойной работы бытовых приборов: стиральных и посудомоечных машин, проточных водонагревателей.
Самой простой схемой подключения гидроаккумулятора является насос → обратный клапан → гидроаккумулятор → датчик давления .
В этом случае жидкость подают в систему, к которой подключен гидроаккумулятор. Непосредственно за ним монтируют датчик давления. Он регулирует работу насоса.
Если расход воды превышает 10 л в минуту, то рекомендуется применение центробежных насосов. В случае, когда расход ниже указанного, то можно установить вибрационный. Его мощности не будет доставать, если расстояние до воды превышает 3 м. В этих случаях рекомендуют центробежные насосы. Они смогут развить требуемую мощность для достижения требуемого уровня давления жидкости.
Когда расстояние до воды превышает 30 м, рекомендуются полупогружные насосы. При этом используется схема: Насос → обратный клапан → бак — дополнительный насос → гидроаккумулятор → датчик давления .
Этот способ подключения позволяет снизить нагрузку на основной насос. Он будет функционировать в стабильном режиме до самого заполнения бака.