При выборе гидроаккумулятора для водоснабжения важно учитывать объем емкости, который должен соответствовать потребностям вашего хозяйства. Оптимальный объем зависит от количества пользователей, а также от предполагаемого расхода воды в пиковые часы. Кроме того, вы должны обратить внимание на давление, которое должно соответствовать требованиям вашего водоснабжения и оборудованию, с которым будет работать аккумулятор.
Также стоит учитывать материалы, из которых изготовлен гидроаккумулятор. Лучше выбирать модели с внутренним антикоррозийным покрытием, что увеличит срок службы устройства. Не забывайте о репутации производителя и гарантии на товар, так как надежный производитель обеспечивает более высокую степень качества и надежности своего оборудования.
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.
Источник3: alfatep.ru
Минусы большого ГА на семью из 4х человек
Для обеспечения принудительной циркуляцией среды в системах водоснабжения используются различные насосы. Но если проанализировать их суточный, недельный или месячный график, то он представляет собой череду фаз: рабочей (агрегат находится в активном состоянии и обеспечивает перепад давления) и простоя (насос не работает ввиду отсутствия потребления).
Чем чаще эти фазы меняют друг друга, тем выше потребление электроэнергии, износ узлов агрегата и риск появления гидроударов в системе. Нивелировать весь этот негатив можно, если свести к минимуму количество пусков двигателя насоса, для чего в процессе проектирования рассчитывают и подбирают расширительный бак или гидроаккумулятор. Одним из ключевых критериев в этом процессе является определение оптимального объема емкости. В этой статье мы постараемся разобраться в том, каким он должен быть, к примеру, для обеспечения потребностей среднестатистической семьи из 4-х человек.
Устройство, виды и принцип работы
В большинстве случаев гидроаккумулятор представляет цилиндрическую емкость со сферическими, полусферическими, эллиптическими и т. п. днищами (это необходимо равномерного распределения давления на стенки бака). Внутри она разделена на две, взаимодействующие через эластичную мембрану полости: воздушную (газовую) и водную. Для изготовления барьера используют различные виды резины: натуральные и синтетические (бутадиеновая, этиленпропиленовая, бутиловая).
На сегодняшний день используется два основных конструктивных типа мембран:
- Диафрагменная. Имеет концентрическую тарельчатую форму и крепится по периметру бака в экваториальной его плоскости;
- Грушевидная. По форме напоминает баллон, одна сторона (дно) которого – глухая, а вторая – имеет специальную отбортовку для крепления на фланце бака. Последний находится на одном из донышек емкости.
Разница между обеими схемами очевидна:
- В первом варианте и воздушный, и водный объем находится во внутренней полости бака, только разделен посередине мембраной;
- Во втором варианте водный объем находится внутри груши, а воздушный – между ней и внутренними стенками бака.
В любом случае, на одном из торцов гидроаккумулятора фланец с клапаном для подачи/отвода воды, а на другом – для воздуха. Давление в баке и системе устанавливается за счет изменения объемов двух полостей. Это хорошо видно на примере последней иллюстрации, поэтому можно сформулировать и принцип действия такой установки:
- На начальном этапе, когда насос не работает, когда нет водоразбора, а давление в системе устоявшееся, водная полость остается пустой, соответственно, воздушная – имеет максимальный объем;
- При включении насоса, вода начинает прибывать в бак и вытеснять воздух. Последний давит на тарелку клапана, перекрывая его;
- Поскольку вода по своим физико-механическим характеристикам является практически несжимаемой средой, то уменьшается в объеме воздушная полость. Соответственно, при этом в ней растет давление, которое контролируется соответствующим реле. Как только пороговая отметка будет достигнута, оно отключает насос от сети;
- При начале водоразбора, например, когда потребитель откроет кран, вода из бака под давлением идет в подающую линию, позволяя тем самым насосу оставаться выключенным.
Как не трудно догадаться, реле даст напряжение на контакты насоса в тот момент, когда давление в баке достигнет нижней пороговой отметки и описанный выше цикл повторится вновь.
Важно! Не смотря на утверждения многих «знающих» консультантов в магазинах, утверждение, будто гидроаккумулятор поддерживает постоянное давление в системе является в корне ошибочным.
Во-первых, потому, что его единственным рабочим органом является резиновая мембрана, которая не имеет привода, а значит, не способна самостоятельно менять форму и влиять на давление внутри бака. Этот процесс происходит вследствие поступления/убывания воды, которую нагнетает насос! Во-вторых, роль ГА сводится к обеспечению плавного изменения давления в системе, исключая его резкое повышение или снижение при закрытии или открытии кранов, а значит, нивелируя риск возникновения гидроударов.
Еще одним, возможно основным, принципом классификации гидроаккумуляторов является способ установки: вертикальный и горизонтальный. Принцип действия у них один и тот же, а основное же отличие заключается в схеме удаления воздуха, который скапливается в системе. В баках вертикального типа специальный клапан расположен в верхней части, а при горизонтальной компоновке оборудуется специальный участок трубопровода вне бака. Подобные решения используются при объемах емкости выше 50-100 л, а на малогабаритных гидроаккумуляторах, независимо от схемы монтажа, стравливание воздуха проводят путем полного слива воды.
Подбор объема
Очевидно, что для обеспечения оптимальных условий работы системы водоснабжения, гидроаккумулятор в первую очередь выбирают исходя из требуемого объема. При этом можно воспользоваться как общими (приближенными) рекомендациями, так и взять на вооружение вполне конкретные методики расчета. В первом случае на окончательный выбор может повлиять то, с какой целью предполагается использовать емкость. Вариантов здесь, как показывает практика, предостаточно.
Минимизация количества пусков насоса
С точки зрения экономии электроэнергии и продления ресурса работы, насос должен включаться не более 30 раз в час. Для примерного подсчета объема в этом случае придется учесть еще два параметра:
- Производительность насоса (QH). В большинстве бытовых агрегатов она равна примерно 2-3 м3/час (2000-3000 л/час);
- Полезный объем гидроаккумулятора (VЭФ). Это количество воды, которое может быть извлечено из бака в пределах минимального и максимального давлений срабатывания реле (соответственно, включения и отключения насоса). На практике он составляет порядка 40% от общего объема емкости.
Чтобы обеспечить это условие, нужно выбирать бак общим объемом, как минимум:
Большинство производителей составляют специальные таблицы исходя из давлений включения/выключения насоса и предварительного давления воздуха.
Резервный источник воды
Случаев, когда пропадает электричество, а значит, насос не работает – предостаточно. В такой ситуации полезный объем воды в гидроаккумуляторе вполне можно использовать, как резерв без необходимости отбора ее из системы. Очевидно, что минимальное значение должно определяться по предыдущей методике, а оптимальное – с учетом количества потребителей и примерного расхода воды.
Так, в большинстве случаев для семьи из 1-2 человек достаточно бака емкостью от 24 л, при трех потребителях – от 50 л, а при четырех и более – от 100 л. Первое, что приходит на ум в этой ситуации – чем больше объем, тем лучше. Но, не следует забывать, что резерв воды – это скорее побочный эффект или бонус, нежели основная функция. Здесь главное не переборщить, чтобы не возникло неприятных последствий (об этом далее), а лучше использовать специальные емкости, которые именно для этого и предназначены.
Минимальный объем ГА
Для проведения теоретических расчетов можно использовать следующую зависимость:
В этой формуле: К – коэффициент мощности двигателя; Аmax – максимальный расход насоса, л/мин; Рmin, Рmax – давление включения и выключения насоса, бар; Рвозд – давление воздуха в камере ГА, бар. Все эти параметры приводятся в перечне технических характеристик устройств.
Источник4: alfatep.ru