Давление в гидроаккумуляторе насосной станции должно быть установлено на уровне, который обеспечивает эффективную работу системы водоснабжения. Обычно оно составляет 1.5–2 атмосферы ниже средней рабочей давления, которое создаёт насос. Это обеспечивает оптимальный уровень давления для запуска насоса и поддержания стабильного водоснабжения.
Важно периодически проверять и корректировать давление в гидроаккумуляторе, так как с течением времени оно может изменяться из-за утечек или других факторов. Правильное давление помогает избежать частых включений насоса и продлевает его срок службы.
Как выбрать гидроаккумулятор? Принцип работы, расчет давления воздуха и объема гидроаккумулятора
Гидроаккумуляторный бак (или гидроаккумулятор) – это емкость для воды с эластичной резиновой мембраной в виде груши, расположенной внутри и герметично соединенной с металлическим корпусом гидробака фланцем, имеющим резьбовое соединение для подключения к водопроводной сети. Пространство между металлическим корпусом гидроаккумулятора и мембраной заполнено воздухом, давление которого составляет 1,5-2 бара. Гидроаккумуляторные баки применяются для смягчения гидравлических ударов и поддержания постоянного давления как в бытовых, так и в промышленных установках. Ведь именно гидроаккумулятор при выключенном насосе обеспечивает давление в системе водоснабжения.
В чем же заключается принцип работы гидроаккумулятора?
При попадании воды под давлением из колодца или скважины, присоединённая к водопроводу мембрана увеличивается в объёме. Соответственно, объём воздуха, находящегося между металлическими стенками гидробака и мембраной, начинает уменьшаться, тем самым создавая еще большее давление.
Как только достигается установленный уровень давления, реле давления размыкает контакты подачи на насос электроэнергии и он отключается. Что же получается? Находящийся между мембраной и корпусом гидроаккумулятора воздух давит под давлением на находящуюся внутри “грушу” с водой.
При открытии крана на подачу воды, давящий на мембрану воздух под давлением будет выталкивать из гидробака воду к вам в кран. При этом в мембране по мере расхода воды давление, накаченное насосом, будет падать. И как только оно упадёт до установленного уровня, контакты на реле давления снова сомкнутся и насос вновь заработает.
Таким образом, в гидроаккумуляторе в рабочем состоянии всегда находится и вода и воздух, отделенные друг от друга резиновой мембраной. Стоит отметить, что давление воздуха, находящегося в полости гидроаккумулятора, в процессе эксплуатации может уменьшаться. Рекомендуется один раз в год проверять давление воздуха в гидробаке при отсутствии в нем воды.
Если оно меньше нормы, можно его подкачать через ниппель с применением простого автомобильного насоса. Стоит также иметь ввиду, что вода никогда не заполняет полностью весь объем гидроаккумулятора. Реальный объем находящейся в нем воды зависит от целого ряда параметров: от формы гидроаккумулятора, изначального давления воздуха в нем, геометрической формы и эластичности диафрагмы, заданных верхнего и нижнего пределов реле давления и др.
Различные типы гидроаккумуляторов
Гидроаккумуляторы в зависимости от способа их установки бывают горизонтальные и вертикальные. Какой гидроаккумулятор лучше выбрать? Если позволяют габариты помещения, то следует обратить внимание на то, как осуществляется удаление скапливающегося внутри резиновой мембраны воздуха.
Все дело в том, что в находящейся в системе водоснабжения воде всегда присутствует растворенный воздух. И со временем этот воздух из воды выделяется и скапливается, образуя воздушные пробки в различных местах системы.
Для удаления воздушных пробок в конструкции гидроаккумуляторов больших объемов (100 литров и более) дополнительно предусмотрен фитинг, на котором устанавливается клапан, через который скапливающийся в системе воздух периодически стравливается. У гидроаккумуляторов вертикального типа емкостью от 100 литров весь воздух скапливается в верхней их части и удаляется при помощи данного воздухоудалительного клапана.
В горизонтальных гидроаккумуляторах воздух можно удалить при помощи дополнительного участка трубопровода, который состоит из шарового крана, выводного воздушного ниппеля и слива в канализацию. Гидроаккумуляторы, имеющие небольшой объем, такого фитинга не имеют. Их выбор оправдан разве что удобностью компоновки в небольшом помещении. Удаление скапливающегося в них воздуха возможно только при периодическом полном опорожнении.
Как выбрать гидроаккумулятор? Расчет объема гидроаккумулятора
Как рассчитать объем гидроаккумулятора? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала определить его назначение:
— для исключения чрезмерно частого включения насоса;
— для поддержания в системе давления при выключенном насосе;
— для некоторого резерва воды;
— для компенсации пиковых значений при потреблении воды.
Стоит отметить, что чем ближе к насосу Вы установите гидробак, тем он лучше будет работать. К примеру, если Вы установите насос в подвале и рядом с ним поставите первый гидроаккумулятор, а второй закинете на чердак, то объем воды во втором гидробаке будет меньше, поскольку на уровне чердака давление воды будет ниже. В случае же, если оба гидроаккумулятора Вы установите на первом этаже, то и заполнение их будет почти одинаково.
Выбор гидроаккумулятора с точки зрения использования его для обеспечения резерва определенного количества воды в случае отключения электроэнергии зависит от того, какой резерв необходим именно Вам.
А как выбрать гидроаккумулятор для исключения частого включения насоса? Как известно, насос не рекомендуется включать чаще, чем один раз в минуту. В бытовых системах, как правило, применяются насосы, имеющие производительность примерно 30л/мин (1,8 м3/ч). С учетом того, что вода в гидроаккумуляторе занимает примерно 50% объема (остальное – воздух под давлением), то гидроаккумулятор объемом 60–80 литров с легкостью справится с этой задачей.
При выборе гидроаккумулятора с точки зрения компенсации пиковых значений при потреблении воды, необходимо рассмотреть некоторые расходные характеристики точек потребления воды в быту:
— туалет – 1,3 л/ мин;
— кухонная мойка – 8,4 л/мин.
Допустим, что туалетов у нас два, и все вышеперечисленные точки одновременно потребляют воду. Суммарный объем получается примерно 20 литров. Учитывая процент заполнения воды в гидробаке и то, что производители насосов допускают не более тридцати включений насоса в час, объема 60–80 литров в нашем примере для бака будет вполне достаточно.
Как выполнить расчет давления воздуха в гидроаккумуляторе?
Какое давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть изначально? Если он установлен у Вас в подвале, то минимальное значение давления можно запросто посчитать. Для этого берем высоту в метрах от верхней точки системы водоснабжения до подвала. Например, для дома из двух этажей это около 6–7 метров. Затем прибавляем к данному числу 6 и делим на 10.
В результате получим необходимое нам значение в атмосферах. Так, например, для двухэтажного дома расчетная величина минимального давления воздуха в гидроаккумуляторе составляет (7 + 6 )/ 10 = 1,3 атмосферы. Если давление в гидроаккумуляторе будет меньше этого значения, то вода из него на второй этаж поступать не будет.
Завышать эти значения также не следует, в противном случае в гидробаке просто не будет воды. Устанавливаемое производителями давление воздуха обычно составляет 1,5 атм., но может получиться и так, что в приобретенном Вами гидроаккумуляторе величина давления окажется другой. Поэтому следует сразу после покупки проверить давление воздуха внутри гидроаккумулятора при помощи обыкновенного манометра, подсоединив его к ниппелю гидробака, и в случае необходимости увеличить давление при помощи автомобильного насоса. При использовании гидробака в сочетании с насосом давление воздуха в нем должно быть таким же, как величина нижнего предела включения насоса.
Источник3: cable.ru
Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе
Владельцы частных домов, загородных коттеджей или домов отдыха, а также небольших животноводческих ферм и птицефабрик, не подключенных к централизованной системе водоснабжения, вынуждены использовать для подачи воды в домашние водоводы колодцы шахтного типа или скважины. Забор жидкости осуществляется с помощью насосов, а так как ее потребление является неравномерным, то и работа насосного оборудования осуществляется в «рваном» (повторно-кратковременном) режиме.
Такие условия эксплуатации могут привести не только к выходу из строя приводного двигателя насоса, но и негативно влияют на состояние всей гидравлической системы.
Кроме того, даже подключение к магистралям центрального водоснабжения не гарантирует наличие в них стабильного напора, а значит, и удобства для пользователей. Решить эти вопросы поможет установка реле давления и гидробака в магистраль домашнего водовода.
Роль гидроаккумуляторов в гидравлических системах
Основным назначением такого устройства является аккумуляция и сохранение определенного объема жидкости, содержащейся под давлением и возвращение ее в систему в нужное время. Кроме того, монтаж гидробака позволяет:
- компенсировать протечки воды;
- создать запас жидкости на случай аварийных или других нештатных ситуаций;
- продлить срок службы приводного двигателя насоса;
- снизить энергопотребление;
- погасить пульсацию перекачиваемой среды;
- минимизировать силу гидроударов, возникающих при пуске-останове насоса;
- повысить суммарный КПД системы.
Виды гидробаков
Для использования в системах водоснабжения наиболее подходящим вариантом является гидронакопитель мембранного типа. Его основными составными элементами являются:
- кожух (корпус), выполненный из коррозионностойкой стали;
- шаровидная или грушевидная мембрана из специальной резиновой смеси, подходящей для контактирования с питьевой водой;
- фланец и контрфланец, с помощью которых мембрана крепится внутри корпуса;
- муфта для присоединения к насосу и магистрали;
- золотник (ниппель) для контроля давления воздуха.
По внешнему виду и способу установки гидробаки разделяются на горизонтальные и вертикальные. Первый тип применяется только для насосов поверхностной установки. На корпусе накопителя для этого имеется специальная площадка, позволяющая зафиксировать на ней насос.
Вертикальные устройства подходят для комплектации как поверхностных, так и скважинных или других типов погружных насосов. Их установка может осуществляться в углах или небольших по площади свободных участках помещений, причем не обязательно возле самого насоса.
Отличие гидроаккумулятора от расширительного бака
Выбор вида гидроаккумулятора для системы водоснабжения нужно осуществлять не только с учетом наличия места для его установки и типа насоса. Иногда возникает путаница в понятиях «расширительный бак» и «гидроаккумулятор». Эти два устройства визуально похожи друг на друга и внешне отличаются только цветом, Корпус гидробака окрашен в синий цвет, а расширительного бачка – в красный.
Однако, разница между ними заключается в конструкции и сфере применения. Корпус бачка изготавливается из обычной стали, а мембрана — из термостойкого резинового материала. Во время эксплуатации жидкость получает непосредственное соприкосновение с внутренней поверхностью стенок корпуса.
Расширительный бак устанавливается в системы отопления и используется для накопления лишнего объема жидкости, возникающего при повышении температуры теплоносителя, который под воздействием давления растягивает мембрану. Снижение температуры приводит к падению давления, и теплоноситель возвращается в отопительную систему.
Принцип работы
Первый запуск насоса выполняется при закрытых кранах, то есть без потребления воды. Жидкость под давлением поступает в накопитель, точнее, во внутреннюю часть мембраны, которая благодаря эластичности начинает постепенно растягиваться. Из-за этого происходит уменьшение объема воздушной камеры с обратной стороны мембраны, а значит, увеличивается давление как воды в мембране, так и воздуха за ней. Предел повышения ограничен уставками реле давления, которое отключает насос от питающей сети. Благодаря герметичности системы водоснабжения набранная в гидроаккумулятор вода остается в нем под давлением.
Открытие крана на кухне или в ванной комнате приводит к нарушению гидравлического равновесия и вода, накопленная внутри мембраны, начинает поступать в водопровод под воздействием силы сжатого воздуха. Происходит плавное снижение давления воды и воздуха до пределов, установленных в реле, после чего насос включается, и водоснабжение происходит непосредственно от него. Закрытие кранов начинает новый цикл заполнения гидроаккумулятора до отключения насоса автоматикой.
Расчет необходимого давления в гидроаккумуляторе
Некорректная настройка реле или установка насоса большой мощности может вызвать ситуацию, при которой будет выполняться одновременный отбор воды и ее закачка в накопитель, вплоть до отключения насоса при достижении предела давления. Неверное соотношение давления воздуха в гидробаке и минимального давления реле, при котором выполняется включение насоса, может привести к полному опустошению запаса жидкости. Чтобы избежать таких случаев, нужно правильно рассчитывать величину давления и объем гидроаккумулятора.
Оптимальное значение давления воздуха рассчитывается по формуле:
- Pопт – оптимальное рекомендованное давление воздуха в гидронакопителе, атм;
- Hmax – наибольшее расстояние от нижней части гидробака до верхней точки водозабора, м.
Для двухэтажного здания, с установленной на втором этаже душевой кабиной, параметр Hmax равен семи метрам, а значит, давление воздуха в баке не должно быть менее 1,3 атмосферы. Иначе гидроаккумулятор будет неспособен выдавить воду на такую высоту.
У большинства производителей давление воздуха в гидронакопителе составляет 1,5 атмосферы. При длительном хранении эта стандартная настройка может быть нарушена. Поэтому перед установкой устройства в систему водоснабжения следует проверить давление с помощью манометра и при необходимости довести его до оптимального уровня. Контролировать давление нужно и на уже установленном гидроаккумуляторе.
Кроме того, следует помнить, что для нормальной работы системы необходимо правильно устанавливать параметры минимального, а также максимального давления, при котором насос будет включаться и отключаться.
Обычно заводские настройки реле имеют следующие параметры:
- минимальное давление (включение) – 1,5-1,8 атмосферы;
- максимальное давление (отключение) – 2,5-3 атмосферы.
Однако, стандартные установки гидроаккумулятора и реле не всегда могут подходить к конкретным условиям и требуют корректировки. При этом основным условием является правило: давление воздуха в гидробаке должно быть меньше минимального уровня включения насоса на десять-двенадцать процентов. А разница между давлением включения и отключения – не более 1,5-2 атмосферы.
Расчет объема бака
Расчет минимального объема гидроаккумулятора можно выполнить несколькими способами:
- по количеству точек водорасхода;
- по мощности приводного двигателя насоса;
- по формуле.
Первые два способа дают лишь приблизительный результат. Более точные данные можно получить с помощью математических вычислений. Проведем расчет с примером необходимого объема гидронакопителя, устанавливаемого в систему водоснабжения двухэтажного дома на основе насоса Водолей БЦПЭ 1.2-50 У. Формула для расчета имеет следующий вид:
- Vmin – минимальный объем гидроаккумулятора в литрах;
- k – эмпирический коэффициент, взаимосвязанный с мощностью приводного двигателя насоса;
- Qmax — максимальный расчетный расход воды, литр/мин;
- Pmax — установка реле на выключение насоса, бар;
- Pmin — установка реле на включение насоса, бар;
- Pга – давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.
Коэффициент «k» определяется по этой таблице:
Параметр Qmax зависит от количества водорасходных пунктов в доме (n), а также коэффициента их использования (q). Для начала рассчитаем суммарный коэффициент потребление воды по формуле:
В нашем доме, выбранном для примера, будет две душевые кабины и по одному умывальнику в ванных комнатах, два унитаза в санузлах, кран на кухне, по одной посудомоечной и стиральной машинке, а также поливочный кран для орошения газонов.
Наш расчетный коэффициент получится равным:
Теперь по нижней таблице определим максимальный расход воды для нашего примера – Qmax=78 л/мин.
Имея все исходные данные, вычислим оптимальный объем гидроаккумулятора при условии:
- Pга=1,3;
- Pmin= 1,5;
- Pmax=3,0.
Теперь по таблице с объемом бака (градация объемов в литрах) подберем оптимальный ближайший вариант, который в данном случае составит сто литров.
По этой таблице можно также узнать резервный запас воды, удерживаемый внутри мембраны. Для наших условий он будет равным 34,5 литра.
Подписка на рассылку
Подписавшись, Вы будете оперативно получать новости Электротехнической отрасли, кабельных заводов, наличие на складе, спецпредложения.
Источник4: cable.ru