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.
Как подобрать гидроаккумулятор к насосу правильно
При создании локальной системы водоснабжения надо выяснить, как подобрать гидроаккумулятор к насосу. Подробное описание поможет найти подходящее оборудование. Применение профессиональных рекомендаций продлит срок службы установленной техники, предотвратит аварии, уменьшит эксплуатационные расходы.
Гидроаккумуляторы (отмечены стрелкой) устанавливают в комплекте с другими функциональными составляющими системы водоснабжения
Устройство и принцип действия гидроаккумулятора
В системе водоснабжения напор постепенно уменьшается после открытия крана. На установленном при настройке уровне срабатывает автоматика для включения насоса, который восстанавливает исходное состояние. Контроль параметра осуществляется без вмешательства пользователя датчиком реле давления.
Гидроаккумулятор устанавливают для предотвращения слишком частого включения насосного оборудования. Демпферные свойства этого узла смягчают гидроудары. Дополнительная функция – создание резервного запаса воды.
Для реализации отмеченных задач применяют специальное конструкторское решение. В прочном баке устанавливают гибкую мембрану (баллон) из пластичного материала. Эту часть бака используют для хранения жидкости. Воздух, закачанный в промежуток между стенками, обеспечивает необходимое давление. Встроенные фланцы предназначены для подключения:
- магистрального трубопровода;
- золотника;
- манометра.
Принципиальная схема типового гидробака
Опорные элементы необходимы для устойчивой установки тяжелой емкости на горизонтальной поверхности. Выпускают модели в горизонтальном и вертикальном исполнении.
Для чего нужен гидроаккумулятор в системе отопления
В контуре отопления мембранный бак выполняет аналогичные функции:
- поддерживает нормальное давление;
- уменьшает частоту включения циркуляционного насоса;
- предотвращает гидроудары при подпитке и в аварийных ситуациях.
В таких системах увеличение напора вызывает температурное расширение при нагреве теплоносителя.
Важно! При выборе оборудования следует обратить внимание на обращение с горячей жидкостью. Соответствие этому параметру проверяют по сопроводительной документации производителя.
Какой гидробак должен быть для скважинного насоса
Для создания локальной системы водоснабжения применяют погружные и установленные в кессоне насосы, различное размещение баков и других функциональных компонентов. Универсальная инструкция поможет подготовить проект без ошибок.
Схема подключения гидроаккумулятора к погружному насосу
Подбираем гидроаккумулятор для водоснабжения: давление, литраж, схема
Для ускорения расчета можно воспользоваться специализированным калькулятором. Однако при выборе этого метода следует проверить корректность работы соответствующей программы. В отдельных случаях предлагаются упрощенные методики, которые не учитывают все важные факторы.
Для определения объема гидробака нужны следующие исходные данные:
- допустимая частота рабочих циклов перекачивающего оборудования (Ч);
- номинальное давление (Дн), которое создает гидробак;
- среднее потребление (Р);
- нижний (Д мин) и верхний (Дмакс) порог срабатывания реле для включения и выключения насоса соответственно.
Опытные специалисты рекомендуют выбирать частоту включения насосного оборудования 12±2 раз/час. Такое значение поможет исключить ускоренный износ мембраны. При кратковременном рабочем цикле маломощное перекачивающее оборудование не успевает наполнить эластичный баллон. Более производительный аналог стоит дорого.
Вместо точного расчета можно выбрать гидроаккумулятор и основные настройки по справочным данным
Следующий контрольный параметр – нормативное давление для корректной работы системы водоснабжения. При установке гидробака в подвале 3-хэтажного дома для подъема жидкости на максимальную высоту надо создать напор воды ≈1,7 бар. Для ручного расчета применяют формулу Дн = (В + К)/ 10, где:
- Дн – нормативное давление;
- В – расстояние от выходного штуцера гидробака до крана на верхнем этаже (11 м);
- К – поправочный коэффициент (=6).
Важно! Производители устанавливают давление по стандартной методике на уровне 1,5±0,1 атм. Контрольную проверку этого параметра до монтажных работ можно сделать с помощью манометра.
Разница между порогами срабатывания автоматики должна быть установлена с учетом объема жидкости, накопленной в гидробаке. Избыточное давление улучшает эффективность, но ускоряет износ и увеличивает вероятность повреждения мембраны.
Для правильной регулировки надо изучить конструкцию реле
Минимальное давление (Дмин) устанавливают по максимальной высоте столба воды в системе. Для рассматриваемого примера (11 м) исходное значение будет равно 1,1 бар (11/10). Нормальную работу крана обеспечит перепад не менее 0,5 бар. Нижний порог устанавливают на 0,1-0,2 бар больше уровня, который обеспечивает гидробак.
- Важно! При установке гидроаккумулятора в верхней точке системы датчик в подвале настраивают по аналогичной схеме. Напор в баке уменьшают с учетом соответствующего перепада высот.
Уровень срабатывания по максимальному давлению (Дмакс) делают на 1,2-1,5 бар больше Д мин. Для более точного расчета кроме перепада высот учитывают потери в линиях, на фильтрах системы водоподготовки.
Средний расход (Р) вычисляют после внимательного изучения особенностей эксплуатации. Кроме количества жильцов и точек водозабора определяют производительность подключенной техники, возможность одновременного открытия нескольких кранов.
Средние эксплуатационные показатели для одного жильца в многоквартирном доме
Лучше сделать небольшой запас по этому параметру, чтобы исключить затруднения в режиме интенсивного пользования системами водоснабжения и отопления. Для трех жильцов следует выбрать систему с производительностью (Р) не менее 1,8 м куб./час = 30 л/мин.
С применением рассмотренных в примере исходных данных объем гидроаккумулятора (О) можно вычислить по формуле О = 16,5 * Р/Ч * (Дмин * Д макс)/ (Д макс — Дмин) * 1/Дн = 16,5 * 30/12 * (1,8*3)/3-1,8 *1/1,7 = 16,5 * 2,5 * 4,5 * 0,59 = 109 л.
Как подобрать гидроаккумулятор правильно: основные критерии для выбора
Для корректной подготовки проекта можно рассмотреть типичные рекомендации торгового предприятия.
Расчет по представленной методике помогает получить более точные результаты по сравнению с табличными усредненными данными.
Специальную емкость применяют для накопления большого запаса воды
В сопроводительной технической документации производители редко указывают полезный объем. В зависимости от конструкции и режима эксплуатации запас жидкости составляет 0,23-0,45 от наминала по паспорту. Если включение и выключение насоса установлено на 2 бар и 3 бар, гидроаккумулятор на 80 л накопит не более 24 л (80*0,3). Повышенным давлением можно увеличить запас до 34л (80*0,45). Однако в таких условиях эксплуатации уменьшится долговечность мембраны.
- допустимое давление;
- максимальную температуру жидкости;
- качество антикоррозийной обработки, сварных швов;
- материал фланца;
- официальные гарантии.
Фланец из нержавеющей стали стоит дорого. Но такая инвестиция предотвратит повреждение металлической детали коррозией. Если оборудование установлено в помещении с низким уровнем влажности можно сэкономить, купив модель с полимерным фланцем.
Пластиковые детали – дешевле, а стальные рассчитаны на длительный срок службы
Горизонтальные модели отличаются низким центром массы, что обеспечивает хорошую устойчивость. При выборе этого варианта допустима установка бака без тщательной подготовки опорной поверхности. Такие изделия штатно оснащают специальной площадкой для закрепления сверху насоса и блока автоматики.
Для создания крупных баков применяют вертикальную конструкцию. В такой модели устанавливают два фланца – нижний и верхний. Дополнительные выходы можно использовать для подключения контрольных приборов, датчиков. Через встроенный клапан стравливают лишний воздух.
Опытные специалисты рекомендуют проверить дату выпуска гидроаккумулятора. Части каучуковой мембраны, как и другие изделия из аналогичного материала, портятся в режиме длительного хранения.
Установка оборудования
Монтажные работы и настройку выполняют с учетом особенностей проекта. Для примера можно рассмотреть подробно порядок действий при установке оборудования в комплекте с погружным насосом.
Оборудование скважины с размещением технологического оснащения в кессоне
Схема монтажа гидроаккумулятора
Для размещения бака и других функциональных компонентов можно использовать:
- подвал или цокольный этаж;
- отдельное строение;
- кессон.
В каждом варианте есть недостатки и преимущества. Для долгосрочной эксплуатации оборудования надо поддерживать низкий уровень влажности, обеспечивать эффективную вентиляцию. Благоприятные условия проще создать в нижней части жилого дома.
Для монтажных работ применяют следующий алгоритм действий:
- делают разметку на территории, внутри здания;
- копают траншею на глубине ниже уровня промерзания почвы;
- устанавливают трубопровод, линию электропитания;
- подключают погружной насос, обратный клапан, реле;
- на прочную подготовленную площадку устанавливают гидробак;
- под давлением проверяют целостность и герметичность соединений.
Гидроаккумулятор можно поставить в одном помещении с фильтрами, котлом отопления, контрольной аппаратурой
Настройку оборудования выполняют по результатам предварительного расчета.
Правила обслуживания
Регулярные проверки помогут вовремя выявить неисправность, восстановить функциональность системы без лишних затрат. По следующем алгоритму необходимые действия можно сделать самостоятельно:
- отключают электропитание насоса;
- для сброса давления открывают кран;
- снимают защитный колпачок золотника;
- подсоединяют манометр к соответствующему резьбовому соединению;
- сверяют результат измерений с нормативными настройками;
- увеличивают давление до нужного уровня с помощью насоса;
- проверяют герметичность клапана мыльным раствором.
В процессе производства для заполнения свободного промежутка в емкости применяют азот. Однако в бытовых условиях не обязательно применять этот инертный газ. Для замены подойдет воздух.
Как сделать гидроаккумулятор своими руками
Для самостоятельного изготовления гидробака можно воспользоваться результатами расчета. Выбирают прочный бак соответствующего объема, приваривают опорные элементы. Покупают фланцы, баллон из каучука. В процессе сборки следует исключить загрязнение свободного пространства между мембраной и стенками емкости.
Дополнительные сведения
Основная причина выхода из строя гидробака – разрыв мембраны. Моментально выявить неисправность сложно, т.к. оставшийся воздух выполняет функции демпфера. Если нарушена герметичность при большом верхнем пороге давления могут быть повреждены компоненты трубопровода. О возникновении проблемы свидетельствует слишком частое включение насоса.
Типичное решение в подобной ситуации – замена мембраны. Однако такой подход не всегда целесообразен. При нарушении герметичности вода провоцирует возникновения очагов коррозии на внутренних стенках бака. Эти дефекты поверхности в процессе эксплуатации быстро испортят новый каучуковый баллон.
Выполнить замену можно только в том случае, если неисправность обнаружена в течение 2-3 суток. После просушки следует тщательно проверить состояние внутренней стенки. Для герметизации соединения при установке новой детали дополнительные уплотнения не нужны. Специальный выступ на верхней части мембраны выполняет эту функцию.