Когда говорят «гидроаккумулятор», многие представляют обычный накопитель, емкость, в которую набирают воду. Но на самом деле это принципиально иное устройство, которое несколько сложнее, чем условная бочка для воды. Гидроаккумулятор это не просто емкость, в которую набирают воду, он выполняет и другие функции. О том, как устроен и как он работает, а также как его правильно выбирать и зачем он нужен, мы расскажем в нашей статье. В современных системах водоснабжения гидроаккумулятор играет достаточно важную роль, поэтому стоит задуматься о его покупке и установке.
Устройство гидроаккумулятора и принцип работы
Прежде всего, гидроаккумулятор это емкость для воды, но конструктивно она сложнее обычной бочки. В ней есть внутренняя мембрана, которая разделяют ее на две части (в одной вода, в другой воздух). Это необходимо для того, чтобы жидкость была под давлением, что позволяет регулировать и поддерживать напор воды в системе водоснабжения.
Также у гидроаккумулятора есть патрубок для воды и ниппель. Мембраны бывают разного типа, подробнее расскажем ниже. Собственно, принцип действия как раз в давлении, которое необходимо для нормальной системы водоснабжения. Разница с обычным накопителем в том, что гидроаккумулятор можно ставить где угодно, в отличие от обычной емкости, которую нужно размещать на высоте, чтобы она выполняла роль водонапорной башни. В целом, гидроаккумулятор выполняет три функции:
- Поддержание стабильного давления в системе водоснабжения.
- Хранение определенного объема воды, что, во-первых, позволяет использовать насос реже, во-вторых, дает запас если отключится электроэнергия.
- Защищает систему водоснабжения от гидроудара.
Почему использование гидроаккумулятора можно признать необходимым? А все дело в особенностях систем водоснабжения частных домов, о чем стоит рассказать немного подробнее. Насос всегда покупают с запасом, даже если в доме один кран, редко берут насос, который соответствует расходу воды одного крана. А если кранов несколько, то получается ситуация, когда за час каждый может израсходовать от 0,4 до 0,6 кубометров воды. Но когда вы открываете кран и включается насос, он будет пытаться отдать куда больше, вплоть до 4-7 кубометров в час (зависит от его характеристик).
Излишняя вода создает лишнее давление, которое совершенно не нужно. Получится гидроудар, правда современные насосы к этому готовы и автоматика отключит его для защиты системы. Но это будет происходить каждую секунду, а то и чаще. Поэтому делать систему водоснабжения без промежуточной емкости — серьезная ошибка.
Которая приведет не только к тому, что срок службы насоса очень серьезно сократится, но и к поломке смесителя и других частей системы водоснабжения. Поэтому серьезный запас по производительности (в несколько раз) для насоса попросту не нужен. Может показаться, что мы отвлеклись, но на самом деле это необходимо понимать, чтобы понять, зачем нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения.
Ниппель необходим для отведения воздуха в том случае, если давление превышает допустимые значения или воздух необходимо выпустить по иной причине. Фактически это воздушный клапан. В комплектацию обычно входит реле давления и манометр, которые необходимы для управления насосом и отслеживания актуальных параметров. С помощью реле можно настраивать желаемое давление, тут необходимые расчеты нужно делать самостоятельно.
Не стоит забывать, что для некоторой современной техники определенное давление в системе водоснабжения попросту необходимо для нормальной работы. Поэтому основной принцип работы гидроаккумулятора это поддержание необходимого давления, а также создание определенного запаса воды. Сегодня он является действительно необходимой и важной частью в системе водоснабжения и значительно выигрывает у обычного накопителя. А о том, какие они бывают и чем отличаются друг от друга, мы поговорим в следующей части статьи.
Виды гидроаккумуляторов
Гидроаккумуляторы бывают баллонного и мембранного типа. Баллонный — это бак с толстыми стенами, внутри которого находится баллон из каучука. В него набирается вода, а между стенками остается пространство для воздуха. При заполнении баллона водой, он расширяется, давление воздуха увеличивается, соответственно, увеличивается и давление в системе водоснабжения.
Получается эффект, когда воздух выталкивает воду. Когда давление воздуха сравняется с давлением воды, упадет и давление в системе водоснабжения, однако это происходит достаточно ровно и без резких скачков.
Гидроаккумуляторы мембранного типа также представляют собой бак, пространство внутри которого разделено мембраной на две части. В одной половине находится воздух, в другую закачивается вода. В остальном принцип действия такой же, как и в предыдущем случае.
Ключевая разница между двумя этими типами в том, что мембрана чаще всего не является сменной, тогда как грушу (баллон) вполне можно заменить самостоятельно. Конечно, если получится найти подходящую. Износ все равно есть, поэтому гидроаккумуляторы баллонного типа считаются более долговечными.
Также стоит отметить, что в мембранных моделях вода контактирует со стенками бака, что может привести к коррозии. Это в теории, на практике бак внутри покрывают защитным покрытием, которое этому препятствует. В целом, баллонный вариант несколько лучше, по причинам, которые мы указали выше, но и мембранный вполне можно использовать. Его недостатки не означают, что он прослужит 1-2 сезона, на самом деле срок их службы значительно дольше.
Кроме того, гидроаккумуляторы разделяют на горизонтальные и вертикальные. Тут никакой принципиальной разницы нет, но этот момент стоит учитывать перед покупкой. Выбор конкретного типа зависит от того, где и как вы планируете его устанавливать, тут никаких ограничений нет. Правда, на практике для насосных станций чаще покупают горизонтальные модели, так как их проще установить на насос. А вот если у вас скважинный насос, то тут лучше вертикальная, потому что в этом случае гидроаккумулятор обычно устанавливают в помещениях и вертикальные модели гораздо удобнее.
Как подобрать объем
Отдельно стоит рассказать о том, как выбрать объем гидроаккумулятора. На самом деле, они не бывают такие большие, как накопители. Это если говорить про бытовые приборы, промышленные бывают и достаточно большого объема, но их делают по индивидуальным заказам, делают сложные расчеты. Объем гидроаккумулятора важен по двум причинам:
- Продление службы насоса, чем реже он будет включаться, тем лучше.
- Запас воды, который у вас будет в случае отключения электричества.
Оба пункта имеет смысл разобрать подробнее. Продление службы насоса в данном контексте особого значения не имеет. Большинство насосов рассчитаны на то, что они будут включаться до 30 раз в час, чего более чем достаточно (мы говорим про специализированные типы). Разумеется, чем меньше, тем лучше, но тут стоит быть реалистом.
Нет домов, где воду используют постоянно и целый день, поэтому огромный объем не нужен. Но от количества потребителей исходить все же стоит. Если это 2-3 точки, то тут будет достаточно гидроаккумулятора от 30 до 50 литров. Если это от 4 точек, то тут уже нужно смотреть на модели от 50 до 100 литров. Если больше 8, что бывает в самых больших домах, то тут уже от 150 литров.
Правда, 8 кранов не говорит о том, что они будут работать одновременно.
Да, в любом случае можно просто купить гидроаккумулятор приличного объема (от 100 литров). В данном случае больше — не меньше, минус только в том, что его цена будет более высокой, плюс нужно найти место для его установки. А если электричество отключают часто, то тут уже точно, чем больше, тем лучше.
Но не забывайте о таком эффекте, как застой воды, поэтому гнаться за экстремальными значениями по запасу воды все же не стоит. В гидроаккумуляторе всегда будет вода, которая не уходит в систему водоснабжения. Поэтому в тех случаях, когда водой пользуются лишь несколько раз в день (например, живет один человек, который готовит, моет посуду, ходит в туалет и т.д.), огромный запас воды не нужен.
Также стоит рассказать про номинальное давление, выше мы писали, что поддержание давления в системе водоснабжения — ключевая функция гидроаккумулятора. Номинальное давление — это давление воздуха, которое есть при пустом баке (отсутствии воды). У каждого гидроаккумулятора этот показатель свой, кроме того, его можно менять, но лучше этого не делать.
Просто потому, что это приведет к снижению срока службы баллона или мембраны. Ну и давление в целом рассчитывается исходя из разных параметров, например, из высоты, на которую должна подаваться вода. Но эти вопросы мы в статье рассматривать не будем. В среднем, номинальное давление должно быть не менее 1,6 Атм. В большинстве случаев этого будет более чем достаточно.
Техническое обслуживание гидроаккумулятора заключается в периодическом осмотре корпуса, проверке давления, а также замене баллона. Рекомендации по сроку, через который его нужно менять, каждый производитель дает индивидуально, но в среднем это один раз в 4-5 лет. То есть, не стоит ждать, пока он выйдет из строя, менять его нужно заблаговременно. Ну а подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения не является очень сложной задачей, это сможет сделать каждый самостоятельно. В комплекте должна быть инструкция и рекомендация, никаких специальных инструментов для монтажа покупать не нужно.
Для системы автономного водоснабжения гидроаккумулятор является важной и незаменимой частью. В этой статье мы подробно написали про все его плюсы, а вот минусов у него нет. То есть, нет никаких серьезных причин не использовать гидроаккумулятор.
Гидроаккумулятор для системы водоснабжения
Гидроаккумулятор для системы водоснабжения
В системах водоснабжения гидроаккумулятор используется для накапливания, то есть аккумулирования жидкости, а также для снижения избыточного давления. Помимо этого, гидроаккумулятор поддерживает давление воды, даже во время того, когда насос находится в выключенном состоянии, тем самым снижает его износ.
Гидроаккумулятор служит для подавления гидроударов и стабилизирует пиковые расходы воды. Синонимом слова гидроаккумулятор является словосочетание “расширительный бак”. Традиционно гидроаккумуляторы для отопительных систем выполнены в красном цвете, для систем водоснабжения – в синем.
Конструкция гидроаккумулятора
Ёмкость для аккумуляции воды, внутри которой стоит мембрана либо груша. Снаружи ёмкости имеются трубы и вентили для поступления и вывода воды. С наружной стороны мембраны находится воздух, а вода поступает на неё снизу. Форма мембраны идентична форме бака.
Внизу, где поступает вода стоит фильтр, а сверху находится золотник. Гидроаккумуляторы с грушей, в основной своей массе имеют схожую конструкцию, за исключением горизонтальных вариантов, когда вода подаётся сбоку бака.
Нет большой разницы между гидроаккумулятором с грушей или с мембраной, важно качество материала, из которого они сделаны, например, резина, в основе которой лежит натуральный каучук.
Выбор гидроаккумулятора
Проще всего бывает купить гидроаккумулятор ёмкостью 24 литра и не “заморачиваться”. Просто устанавливайте его поближе к насосу. Если у вас довольно большой дом для большой семьи, следует провести несколько расчётов.
К примеру, если производительность вашего насоса составляет около 40 литров в минуту, объём гидроаккумулятора должен быть около 100 литров, чтоб не включать насос понапрасну. Оптимальным числом для включения насоса будет порядка 20-30 раз в час.
По поводу резервирования воды решение остаётся полностью остаётся за вами, вы должны сами прикинуть, сколько вам её потребуется на случай выключения электричества.
При выборе аккумулятора не стоит также забывать о такой вещи, как давление, которое должно быть не ниже уровня давления в отопительной системе вашего частного дома, то есть 1,5 бара. Оно складывается из давления труб и крана.
Давление в аккумуляторе надо проверять не менее двух раз в год.
Гидроаккумулятор, установленный в систему
Монтаж гидроаккумулятора
Монтаж должен производиться точно по инструкции, а ещё лучше – с помощью специалистов. Если вы всё же решили сделать это самостоятельно, то вот вам несколько советов:
- Ни в коем случае не устанавливать аккумуляторы с видимыми внешними повреждениями!
- В месте, где вы собрались установить аккумулятор, все условия эксплуатации должны иметь соответствие с указаниями производителя.
- Обязательно учитывайте вес гидроаккумулятора без воды и вместе с водой!
- Заранее озаботьтесь тем, куда вы будете сливать воду из бака.
- В помещении должно быть постоянное отопление, чтобы вода в гидроаккумуляторе не замерзала!
- Никаких статических нагрузок на гидроаккумулятор и систему водоснабжения.
- Должна быть наружная защита от гидроаккумулятора от механических повреждений и попадания влаги.
- В зависимости от размера аккумулятора вы должны прикидывать, как он пройдёт в дверь вашего дома.
Теперь разберём основные проблемы, которые у вас могут возникнуть при использовании гидроаккумуляторов, и как с ними бороться.
Например, если включение насоса стало слишком частым, то это может говорить о нескольких факторах:
- Если в ёмкости нехватка сжатого воздуха, возьмите насос от автомобиля и подкачайте воздух.
- В случае если мембрана имеет повреждения, замените её самостоятельно или с помощью специалистов. Если вы выбрали первый вариант, обязательно предварительно почитайте об этом. Меняйте мембрану только на родную модель. Поломка мембраны обычно сразу видна, если из воздушного клапана протекает вода.
- Если у бака повреждён корпус, то тут всё ясно. Вам следует вызвать специалистов и отремонтировать его.
- С помощью реле давления настройте его, если разница между давлениями включения и выключения насоса незначительна.
- В случае, если давление воздуха ниже того значения, которое вы рассчитали, значит вам следует его продуть, давление само восстановится изнутри.
Следующей важной проблемой может быть падение водяного давления, то есть отсутствие напора. Это может быть, главным образом, в двух случаях:
- В баке нет сжатого воздуха. Вы уже знаете, что делать в данном случае, закачать его туда автомобильным насосом.
- Насос не может выдавать нужного давления. В данном случае его технические характеристики не рассчитаны на это, либо он просто неисправен. Ищем неисправность и ликвидируем её, самостоятельно или с помощью специалистов.
Гидроаккумулятор в системе водоснабжения: как выбрать и установить
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.