Как рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения частного дома

Для расчета объема гидроаккумулятора для водоснабжения частного дома необходимо учитывать несколько факторов, таких как потребление воды жильцами, пиковые нагрузки и время, в течение которого система будет работать без подкачки. В среднем, на одного человека требуется около 150 литров воды в сутки, однако в пиковые моменты потребление может увеличиваться, поэтому имеет смысл добавлять запас для временных нужд.

В общем, объем гидроаккумулятора можно рассчитать, умножив суточное потребление на коэффициент запаса. Рекомендуется также учитывать температуру воды и давление в системе, чтобы выбрать аккумулятор, который будет обеспечивать стабильность работы водоснабжения и защиту от гидроударов.

Как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения частного дома для обеспечения бесперебойной подачи воды

Система водоснабжения индивидуального жилого дома может эксплуатироваться в нормальном режиме при условии установки в сеть гидробака. Прибор обеспечивает создание требуемого напора в сети и стабилизацию давления, исключая импульсные скачки. Чтобы устройство эксплуатировалось без сбоев и соответствовало всем предъявляемым требованиям, нужно знать, как подобрать гидроаккумулятор для скважины.

Диафрагменная ёмкость, установленная в здании

Принцип работы и преимущества гидробака

В сухой отсек нагнетается воздух или инертный газ под давлением, которое в малоэтажном здании, как правило, составляет от 1,5 до 1,8 атм. Мембрана растягивается в сторону мокрого отсека.
В рабочую камеру перекачивается вода из скважины, которая начинает оказывать обратное давление на диафрагму.
Чтобы исключить обратный ток воды, на подводящем патрубке стоит обратный клапан.
При оказании давления на мембрану, воздух в камере начинает сжиматься, а вода стремится покинуть рабочую камеру.
При начале разбора воды в системе, давление в ёмкости падает, и автоматика включает насос для её повторного заполнения.

Купить гидроаккумулятор для системы водоснабжения можно в нашем интернет-магазине.

Автоматика на резервуаре

Гидробаки бывают горизонтальные и вертикальные, различаются по объёмам и предельному давлению, выпускаются баллонного или мембранного типа.

При просмотре ролика можно узнать принцип работы накопительного резервуара:

Критерии выбора гидробака

Подбор гидроаккумулятора начинается с выделения места для установки прибора, наличия свободных площадей. При небольшой системе (1 – 2 точки разбора) можно выбрать гидробак до 50 литров в горизонтальном исполнении для монтажа в кессон скважины, либо на стену в санузле. Для большего количества потребителей потребуется резервуар в вертикальном исполнении от 80 литров и более, и для него следует выделить дополнительное место.

Установка бака в кессоне скважины

При подборе гидроаккумулятора важно определить объём рабочей камеры, расчёт которой подробно приводится ниже.
Тип мембраны – для бытовых нужд предпочтительно использование баллонных приборов с грушевидной диафрагмой, которая легко поддаётся замене своими руками. Мембранные баки с плоской полимерной оболочкой требуют привлечения профессионалов для технического обслуживания.
Как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и обеспечить их бесперебойной работой? Для удобства эксплуатации прибор должен оснащаться реле давления и манометром, что позволяет выставить граничные условия допустимого напора и исключает необходимость самостоятельного контроля работы насосного оборудования.

Внутреннее строение баллонного сосуда вертикальной конструкции

Как рассчитать объём гидроаккумулятора

Профессиональные монтажники, давно занимающиеся установкой подобного оборудования, рекомендуют осуществлять для подбора объёма гидроаккумулятора без сложных вычислений, исходя из количества потребителей в сети. При 2 точках разбора принимается рабочая камера 50 литров, от 2 до 4 точек – от 70 до 120 литров, а при большом доме и нескольких санузлах лучше приобрести прибор с объёмом 150 – 200 литров.

Чаще всего выбирают средний объем: 50-80 литров, но с учетом индивидуальных параметров системы. Среди моделей такого объема можно выделить Airfix R на 80 литров с показателем максимального давления 10 бар.

Однако, некоторые хозяева желают точно вычислить габариты сосуда и прибегают к следующему алгоритму:

Расчет гидроаккумулятора начинается с определения объёма мокрой камеры сосуда по формуле:

Vтреб – объем гидроаккумулятора, который предстоит определить,
kP – зависимость габаритов камеры от мощности насоса. Если оборудование имеет этот показатель от 0,4 до 1,55 кВт, то kP = 0.25, а при 1,55 – 3,0 кВт, kP = 0,375.
Pmax – верхний порог срабатывания реле давления для отключения насоса. Как правило, принимается пользователем в пределах 2,5 – 3,0 бар.
Pmin – минимально допустимое давление, при достижении которого реле даёт сигнал на запуск насоса. Чаще всего, комфортный показатель давления в сети не должен падать ниже 1,1 – 1,3 бар.
Pstart – напряжение, которое задаётся в воздушной камере насоса, и для двухэтажного дома этот показатель колеблется в пределах 1,2 – 1,8 бар.

Расчёт объёма камеры

Расчет объема гидроаккумулятора зависит от Fmax – нагрузки, которая определяется по таблице, исходя из суммарного коэффициента водопотребления К, который, в свою очередь, вычисляется по формуле:

В зависимости от единичных значений Т и их суммы в конкретной системе, для частного дома коэффициент «К» составляет от 4 до 40.

По табличной нелинейной зависимости от К, определяется величина Fmax, которая варьируется от 10 до 99 л/сек.

Подставляя известные величины в первоначальную формулу, можно получить точную величину требуемого объема гидробака, которая будет соответствовать стандартным заводским параметрам изделий от 24 до 200 литров, предлагаемых в торговых точках.

Выбор агрегатов в магазине

Точность расчета рекомендуемого объема гидроаккумулятора позволяет обеспечить бесперебойную работу сети водопровода и сэкономить значительные средства на покупке оборудования. На официальных сайтах многих торговых компаний, реализующих сантехническое оборудование для нужд индивидуального домостроения, предлагаются интерактивные калькуляторы, которые помогают с точностью до 0,1 литра определить величину рабочей камеры мембранного сосуда.

Подбор объема гидроаккумулятора влияет на мощность насоса. Каждое оборудование имеет рекомендации производителя по продолжительности беспрерывной работы. Это означает, что маломощный насос будет накачивать объёмный бак слишком долго, и может выйти из строя. Профессиональные монтажники рекомендуют принимать мощность насоса 1 кВт исходя из каждых 50 литров объёма мокрой камеры мембранной ёмкости. Расчет объема гидроаккумулятора подтверждает точность этой линейной зависимости, что подтверждает возможность применения эмпирических данных.

Совместная работа с насосом

Ниже, по ссылке, на видео, можно просмотреть метод расчета объема гидроаккумулятора для систем водоснабжения частного дома:

Как рассчитать давление в гидроаккумуляторе

F = (Smax + 6)/10,

F – давление, которое необходимо задать в воздушной камере гидробака для обеспечения комфортного водопотребления.

Smax – отметка наивысшей точки разбора воды, например, крана умывальника на втором этаже. За нулевую отметку в данном случае берётся положения накопительной ёмкости, поэтому Smax – величина относительная.

Как правило, высота 2-этажного дома с подвалом не превышает 10 – 12 метров, а одного этажа – 3,3 – 3,6 метров от пола до пола.

Схема создания напора в частном доме

Таким образом, если ёмкость установлена в подвале с высотой 2,7 метров, величина 1-го этажа 3,6 метров, а кран на втором уровне установлен на расстоянии 1,2 метра от пола, можно определить численное значение Smax.

Smax = 2,7 + 3,6 + 1,2 = 7,5 метров.

В таком случае, для данного примера F = (7,5 + 6)/10 = 1,35 атм., что и является искомой величиной рабочего давления для удовлетворения нужд системы водоснабжения.

Расчётное давление должно быть обеспечено в сухой камере бака при нагнетании воздуха. Показатель регулируется манометром при присоединении к ниппелю компрессора, и, по мере накачки, стрелка отклоняется до достижения расчётной величины.

При выборе бака нужно брать во внимание максимальную величину давления, указанную в инструкции. Например, расширительный бак DD на 12 литров от бренда Reflex имеет этот показатель равным 10 бар. Следить за давлением необходимо, поскольку при его повышении в камере спокойное движения воды по трубам будет сопровождаться турбулентными скачками и завихрениями, а мембрана быстрее придёт в негодность.

Читайте: Требования для подключения газового котла в частном доме: что необходимо знать

Определение оптимального давления

Как установить гидробак в систему водоснабжения

Выбирается место для монтажа агрегата – в отдельном помещении жилого дома, либо в утеплённом кессоне скважины.
Из системы сливается вода, все электроприборы в сети временно обесточиваются.
Ёмкость фиксируется на пол или стену.
К подводящему патрубку монтируется обратный клапан и шаровый кран для слива воды, после чего вся конструкция соединяется с подающим трубопроводом от насоса.

Монтаж обратного клапана

На выводящий патрубок накручивается пятиконечный штуцер, к которому подключаются реле давления, манометр, спускной клапан и магистральная труба, ведущая к коллектору, от которого вода поступает потребителям.
Все соединения должны быть герметичными, что обеспечивается применением специальных составов, ФУМ ленты и льна.
Через ниппель на корпусе прибора воздушная камера наполняется газом или атмосферным воздухом до достижения рабочего давления, определяемого расчётом.
Выставляются требуемые значения Pmax и Pmin на реле давления, по достижении которых насос будет автоматически включаться и выключаться.
Система подключается к сети и запускается в тестовом режиме. Пользователь снимает реальные показатели граничных условий на манометре, сверяет их с расчётными данными. Если величины рознятся, то настройки реле подлежат корректировке.

Обратный осмос на вводе в здание
На видео можно увидеть процесс монтажа прибора в сеть водопровода:

Коротко о главном

Гидроаккумулятор для системы водоснабжения индивидуального жилого дома подбирается по результатам расчёта требуемого давления и объёма. Чтобы понять, как выбрать гидроаккумулятор, нужно определить основные параметры устройства, зависящие от высоты подъёма водяного столба и количества точек разбора.

Установка прибора производится в колодце скважины, либо в подвале жилого дома. Для обеспечения бесперебойной работы на выводящем патрубке ставится реле давления. Для предотвращения поломки оборудования, необходимо проводить его периодический осмотр и техническое обслуживание, а также осуществлять замену расходных материалов. На рынке представлен широкий выбор гидроаккумуляторов, что позволяет каждому домовладельцу выбрать наиболее подходящее для себя устройство.

Как вы считаете, какой лучше какой гидроаккумулятор выбрать для частного дома со скважиной?

Источник3: www.c-o-k.ru

Расчёт объёма бака-гидроаккумулятора при подаче воды в сеть водоснабжения

Бак-гидроаккумулятор позволяет снизить количество пусков подающего насоса за счёт создания запасного (буферного) объёма под давлением. Расчёт этого объёма, по мнению автора, должен проводиться согласно уравнению адиабатического газового процесса. При этом необходимо корректно задавать условия работы гидроаккумулятора, учитывая расчётные расходы подаваемой воды и предельно допустимое число включений насоса в час.

Баки-гидроаккумуляторы (гидропневматические баки, гидробаки, мембранные баки и т. п.) широко используются в небольших системах водоснабжения, как на первом, так и на втором подъёмах. На первом подъёме бак-гидроаккумулятор выполняет обычно функцию сглаживания гидравлических ударов при пуске и остановке насоса (как правило, это погружной насос водозаборной скважины). Особенности работы гидроаккумулятора для такого случая рассматривались в [1].

На втором подъёме гидроаккумулятор является по сути напорно-регулирующей ёмкостью, позволяющей создать некоторый объём воды под давлением. За счёт этого объёма обеспечиваются небольшие расходы воды, что особенно важно при значительной неравномерности водопотребления. Также обеспечивается компенсация утечек воды, возникающих вследствие неплотностей в трубопроводах и водопроводном оборудовании, без включения подающего насоса возможно более продолжительное время. Баки могут устанавливаться и на «прямоточных» схемах водоснабжения, когда погружной насос скважины подаёт воду непосредственно водопотребителям — с системой очистки воды или без неё.

Подбор бака-гидроаккумулятора сводится к расчёту его объёма. Сложность этой задачи заключается в учёте сочетания одновременного изменения объёма и давления газа (воздуха) и воды в герметично закрытом от атмосферы корпусе бака. Если даже говорится, что расчё- том определяется частота включения насоса, в любом случае речь идёт именно об определении того резервного, буферного рабочего объёма, который может использоваться, как уже было сказано, для компенсации небольших расходов воды (разумеется, сугубо ограниченное время) и утечек из системы водоснабжения.

Далее приведены несколько формул для расчёта объёма гидробака (они же были приведены и в [1]):

где qhr sp.i — часовой расход воды, подаваемой насосом; n — допустимое число включений насосной установки в час, для установок с гидропневматическим баком n = 6–10;

где Qmax — максимальный расход воды, л/мин.; pmax — максимальное давление, при котором насос отключается; pmin — минимальное давление, при котором насос включается; p0 — давление газа в гидроаккумуляторе; К — коэффициент, зависящий от мощности насоса; а — количество пусков системы в час.

Нетрудно заметить, что формула (1) избыточно упрощена — в ней даже не учитывается давление воды и воздуха. В формулы (2) и (3) входят значения верхнего pmax и нижнего pmin уровней давления воды в системе, давления воздуха внутри гидробака. При этом сложно оценить, на каких положениях основаны указанные формулы. Неясно, например, что означают коэффициенты 16,5 и К.

В частности, согласно пояснениям к уравнению (3), значение К тем больше, чем больше мощность подающего насоса: от К = 0,25 при мощности насоса 0,75–1,50 кВт до К = 0,875 при мощности 6,71–9,0 кВт. Можно признать логичным, что с ростом мощности насоса увеличивается и требуемый объём гидробака, но опять же неясно, на чем основана данная зависимость. По сути, формулы (2) и (3) в большей степени эмпирические.

Выражения (2) и (3) объединяет также то, что значения давления воды в них представлены в степени «1″, что предполагает протекание в воздушной подушке гидробака изотермического процесса, при котором теплообмен с окружающей средой при изменении объёма и давления происходит достаточно быстро, а температура остаётся практически постоянной.

Однако бак-гидроаккумулятор в силу своей конструкции является достаточно замкнутой системой, где получение теплоты извне и её отдача во внешнюю среду весьма затруднены, что позволяет считать его работу более близкой к другому газовому процессу — адиабатическому, при котором система практически не обменивается теплотой с окружающим пространством. Уравнение адиабатического процесса записывается как:

где k — показатель адиабаты, для сухого воздуха k = 1,4.

В сети Интернет можно встретить [2] следующее уравнение для расчёта объёма гидробака W на основе адиабатического процесса:

где p0 — давление газа; p1 — нижний уровень давления воды; p2 — верхний уровень давления воды; ΔW — объём аккумулируемой воды.

По мнению автора, выражение (5) достаточно адекватно описывает работу бака-гидроаккумулятора, но нуждается в некоторых поправках и разъяснениях. Например, что значит «объём аккумулируемой воды»? Или что понимать под объёмом гидробака W — полный объём бака, включая объём, заполненный воздухом, либо только объём, занятый водой?

Возможно, именно вследствие не вполне понятных величин ΔW и W уравнение (5) и не нашло широкого распространения. Следовательно, прежде всего необходимо составить расчётную схему бака-гидроаккумулятора (рис. 1).

Рис. 1. Расчётная схема бака-гидроаккумулятора (объём воды, ограниченный p1, соответствует нижнему уровню давления; объём воды, ограниченный p2, соответствует верхнему уровню давления; объём воды, ограниченный p0, соответствует изначально созданному давлению воздуха p0 при равенстве с давлением воды pв0; ΔW — рабочий объём бака-гидроаккумулятора)

Как правило, давление газа (воздуха) в баке доводится до уровня 1,5–2 атм (чем больше объём бака, тем больше и устанавливаемое давление воздуха). Обозначим его pг0 — исходное давление газа (воздуха). Соответственно, и воздух при созданном изначально давлении pг0 займёт объём Wг0. Изначальные давление и объём воды обозначим как pв0 и Wв0.

Читайте: Зачем в старых квартирах устанавливались окна между кухней и ванной

Поскольку давление отделённых друг от друга эластичной мембраной воздуха и воды в баке в любом случае одинаково, то pг0 = pв0 (далее будем именовать его как p0). В свою очередь, общий объём гидробака составит W = Wг0 + Wв0.

Здесь необходимо отметить, что соотношение Wг0 и Wв0 зависит от конструкции бака, которая задаётся производителем. По имеющимся у автора данным (со слов одного из производителей баков) оно составляет 1:1, то есть по 50% воды и воздуха, хотя, разумеется, оно может быть и другим у иных торговых марок. Отношение объёма воздуха (газа) в баке Wг0 при давлении p0 к общему объёму W обозначим как kб = Wг0/W. В рассматриваемом случае kб = 0,5.

Итак, при давлении воды в системе около 1,5 атм (или несколько ином случае, если в гидроаккумулятор накачано не равное 1,5 атм давление воздуха) вода будет занимать 50% объёма (либо несколько другое, что зависит от производителя данной модели бака).

Если верхний уровень давления p2 в системе, при котором, как правило, автоматика отключает подающий насос, задан выше давления pг0 = pв0 = p0 (в нашем случае 1,5 атм), то, согласно (4), соотношение объёмов Wг0 и Wг2 будет:

p0Wг01,4 = p2Wг21,4. (6)

Верхнее давление p2 относится, разумеется, и к воде, и к воздуху. Объём газа в баке составит Wг2 = W — Wв2, тогда:

где Wв2 — объём воды в баке при верхнем уровне давления p2.

Как правило, объём Wв2 больше, чем Wв0. Разница объёмов Wв2 и Wв0 составит ΔW2 = Wв2 — Wв0. Условно назовём объём ΔW2 «верхним». Тогда из (7) получаем:

Нижний уровень давления p1 в системе, при котором, как правило, автоматика включает подающий насос, соотносится с давлением p0 как

p0Wг01,4 = p1Wг11,4. (9)

Точно так же, как верхний уровень, нижний уровень давления p1 относится и к воде, и к воздуху. Объём газа в баке составит Wг1 = W — Wв1, тогда:

где Wв1 — объём воды в баке при нижнем уровне давления p1.

Предположим, что объём Wв1 меньше, чем Wв0 (хотя вполне возможно обратная ситуация). Разница объёмов Wв0 и Wв1 составит ΔW1 = Wв0 — Wв1. Условно назовём объём ΔW1 «нижним».

Тогда из (10) получаем:

Разумеется, в зависимости от условий давление p1 может быть больше или меньше p0 — тогда и объём Wв1 будет соответственно больше или меньше Wв0. Аналогично можно сказать и о соотношении p2 и p0.

Объём ΔW, который можно назвать рабочим объёмом гидробака, складывается из «верхнего» и «нижнего» объёмов:

ΔW = ΔW2 + ΔW1, тогда:

Таким образом, рабочий объём гидробака ΔW для данной модели и типоразмера прямо зависит от предварительно накаченного в бак давления p0, верхнего и нижнего уровней давления воды p2 и p1.

Как известно, подавляющее большинство насосов имеет ограниченное допустимое количество пусков в час. При расчётном расходе в системе водоснабжения Q (о котором речь пойдёт ниже) и допустимом количестве пусков насоса n требуемый запасной объём воды должен быть не менее nQ.

Приравняв nQ к ΔW, получим:

Уравнения (14) и (14а) связывают, таким образом, все основные показатели работы системы водоснабжения с бакомгидроаккумулятором:

конструктивную особенность бака, которая выражается коэффициентом kб, учитывающим отношение объёма газа (воздуха) к полному объёму бака при равенстве изначально накаченного давления воздуха в баке p0 и давления воды в системе pг0;
давление воздуха p0, изначально созданное в баке;
верхний p2 и нижний p1 уровни давления воды в системе;
рабочий объём бака ΔW; ? общий объём бака W;
допустимое количество пусков насоса в час n;
расчётный расход Q.

Выражения (14) и (14а) не учитывают сопротивление самой резиновой мембраны, которая обычно изготавливается из различных видов резины или EPDM.

Учёт данного параметра весьма затруднён вследствие значительного изменения модуля упругости резины или каучука при деформации. Оценить влияние мембраны возможно, по-видимому, с помощью поправочного коэффициента, определяемого путём натурных наблюдений за работой бака-гидроаккумулятора. При этом более или менее адекватно должен быть описан основной процесс работы гидроаккумулятора, который, по мнению автора, наиболее близок к адиабатическому газовому процессу.

Если провести оценку объёма бакагидроаккумулятора, исходя из выражений (2), (3), (14) и (14а), то возникает вопрос: в какой размерности следует подставлять значение расхода воды (вопроса относительно размерности давления не возникает, так как во всех указанных выражениях величины р делятся друг на друга)? Можно принять размерность для расхода воды в л/мин., как рекомендуется в пояснениях к формулам (2) и (3), рассмотрев получающиеся значения W на примере. Исходные данные для примерного расчёта приведены в табл. 1.

Примем изначально накаченное в бак давление воздуха равным р0 = 1,5 атм. Расчётный расход Qmax примем равным 5 м³/ч, что соответствует 1,4 л/с или 83,3 л/ мин., что является, в общем, небольшим расходом воды.

Значения давления рmax (p2) и pmin (p1) рассмотрим по трём вариантам:

1. рmax (p2) > p0, рmin (p1) < p0;

2. рmax (p2) > p0, рmin (p1) > p0;

Результаты расчётов объёма бака-гидроаккумулятора, согласно (2), (3) и (14а) приведены в табл. 2.

Столь большой разброс полученных значений объёма бака-гидроаккумулятора указывает, очевидно, на несовершенство расчётной модели. Это несовершенство, как можно предположить, связано с тем, какие расходы воды следует подставлять в расчётные формулы, а также с тем, какие технологические задачи вообще решаются с помощью бака-гидроаккумулятора. На первый взгляд ответ очевиден: бак-гидроаккумулятор предназначен для снижения количества пусков подающего насоса.

Однако при каких ситуациях необходимость снижения количества пусков насоса наиболее актуальна? Маловероятно, чтобы такая необходимость наблюдалась в период наибольшего водопотребления, когда подающие насосы работают почти постоянно и с максимальной частотой вращения двигателей, если речь идёт об агрегатах с частотными преобразователями. Наоборот, если водопотребление незначительное, бак-гидроаккумулятор становится весьма полезным, ведь самые малые объёмы воды, забранной из водопровода потребителем, могут резко снизить давление в трубопроводной системе, чем вызвать автоматическое включение подающего насоса. То же самое можно сказать и об утечках из труб, которые аналогичным образом снижают давление в системе и вызывают автоматическое включение насосных агрегатов. Следовательно, перед выбором типоразмера бака-гидроаккумулятора нужно определить, какой расчётный расход будет данный бак компенсировать, и каков располагаемый рабочий объём бака ΔW будет при заданных значениях p0, р2 и р1.

При этом типовой ряд баков-гидроаккумуляторов не так уж велик. Например, у известной торговой марки Zilmet представлены баки объёмом 24, 35, 50, 60, 80, 100, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000 и 5000 л.

В нормативных документах [3–5] показаны расчёты максимального секундного, максимального, среднего, минимального часового расходов. Примечательно, что в более новом СП 30.13330 в отличие от СНиП 2.04.01–85* отсутствует расчёт максимального секундного расхода в зависимости от вероятности действия сантехнических приборов, что, разумеется, говорит не в пользу нормативных документов, принятых в постсоветское время.

Читайте: Что влияет на большее потребление горячей воды по сравнению с холодной

Покажем возможный порядок расчё- та системы водоснабжения с баком-гидроаккумулятором на примере. Например, в посёлке проживает 300 человек, норма водопотребления при централизованном горячем водоснабжении составляет 250 л/ сут. на человека. Среднесуточный расход, следовательно, составляет 75 м³/сут.

Коэффициент максимальной суточной неравномерности Кmax.сут, согласно [5], примем 1,2; максимальный суточный расход будет Qmax.сут = 90 м³/сут. Коэффициент минимальной часовой неравномерности Кч.min определяется как произведение коэффициента αmin, учитывающего степень благоустройства зданий (αmin = 1,3), и коэффициента βmin, учитывающего число жителей в населённом пункте (βmin = 0,03). Тогда средний часовой расход составит Qср.ч = 3,75 м³/сут., минимальный часовой расход — 0,146 м³/ч = 0,041 л/с.

Предположим, что для системы водоснабжения указанного посёлка предусмотрены верхний уровень давления р2 = 2,7 атм., нижний уровень давления р1 = 2,2 атм. Тогда, согласно выражению (14), при давлении р0 = 1,5 атм рабочий объём ΔW для бака объёмом 100 л составит 5,2 л, для бака 300 л — 15,5 л, для бака 500 л — 25,9 л и т. д. Следовательно, время сработки объёма ΔW при минимальном расходе 0,041 л/с (при переводе из 0,146 м³/ч) составит 127 с (2,1 мин.), 378 с (6,3 мин.) и 632 с (10,5 мин.).

Разумеется, представленный расчёт времени сработки рабочего объёма ΔW носит приблизительный характер, потому что, во-первых, в расчёте не учтено влияние сопротивления мембраны; во-вторых, расчётный расход (в данном случае минимальный часовой, выраженный в л/с) не может быть неизменным продолжительное время. Кроме того, следует признать, что у автора не было возможности проверить, насколько точно работает выражение (14) в реальных условиях. Возможно, проверка данной формулы будет темой какой-либо исследовательской работы. Постановка опыта представляется несложной: необходимо зафиксировать изменение (снижение) давления на манометре гидробака и отслеживать по показаниям водомера объём воды, выталкиваемой из бака-гидроаккумулятора в трубопроводную систему.

Нужно сказать, что такое устройство, как бак-гидроаккумулятор, необходимо при довольно простой автоматизации без частотного преобразователя для электродвигателя насоса с использованием реле давления, которое просто включает насос при падении давления до нижнего уровня (давление р1) и отключает при росте давления до верхнего уровня (давление р2). Понятно, что без гидроаккумулятора падение давления от р2 до р1 произойдёт намного быстрее, чем без бака.

При использовании частотного преобразователя явная необходимость применения бака-гидроаккумулятора неочевидна, так как есть возможность вовсе не выключать подающий насос. Для этого в шкафу управления с частотным преобразователем следует установить так называемый «спящий» режим, когда требуемое максимальное давление при отсутствии водопотребления поддерживается минимально возможной для данного типа насоса частотой тока электродвигателя, например, 17–20 Гц. Однако такое решение, несомненно, связано с повышенным расходом электроэнергии.

Возможен и другой вариант, позволяющий снизить количество пусков насоса при одновременном использовании частотного преобразователя и бакагидроаккумулятора: с помощью шкафа управления можно увеличить время задержки выключения подающего насоса при достижении требуемого максимального давления и частоты тока 50 Гц. В результате за данный промежуток времени давление поднимается несколько выше установленного верхнего уровня р2, что создаёт определённый запас давления и объёма воды, который будет срабатываться при последующем водопотреблении или за счёт утечек.

На практике встречаются примеры, когда несколько баков-гидроаккумуляторов присоединяют к одному трубопроводу, образуя своеобразную «батарею» из баков, ради увеличения общего регулирующего объёма.

По аналогии с баком-гидроаккумулятором применение таких вроде бы морально устаревших сооружений, как водонапорные башни, вполне может быть оправдано даже при использовании частотного преобразователя для погружного скважного насоса. Вполне возможно, что при использовании водонапорных башен экономия электроэнергии будет значительней, чем при использовании баков-гидроаккумуляторов. Но подтвердить данное предположение могут только практические исследования.

Выводы

1. Общей формулой для расчёта объёма баков-гидроаккумуляторов для небольших насосных станций второго подъёма и прямоточных схем водоснабжения может, по мнению автора, служить следующее выражение:

основанное на уравнении адиабатического газового процесса. Правомерность данного уравнения необходимо проверить практическими исследованиями.

2. Для адекватного подбора бака-гидроаккумулятора необходимо определиться с расчётным расходом, который будет компенсироваться рабочим объёмом бака ΔW. Рабочий объём бака ΔW определяется общим объёмом бака W, его конструктивными особенностями, давлением воздуха р0, изначально накаченным в бак, верхним р2 и нижним р1 уровнями давления воды в системе.

3. Баки-гидроаккумуляторы для насосных станций второго подъёма и прямоточных схем, как правило, требуются в небольших системах водоснабжения с подающими насосами без частотного регулирования.

Рушников А. Ю. Гашение гидравлических ударов с помощью бака-гидроаккумулятора при заборе воды из скважины // Журнал СОК, 2015. №3. С. 46–51.
Применение гидроаккумуляторов и подбор их размера. ПКЦ «Кинематика». Режим доступа: cros-tech. com. Дата обращ.: 10.06.2020.
СНиП 2.04.01–85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. — М.: ГУП ЦПП, 2003.
СП 30.13330. Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализ. ред. СНиП 2.04.01–85* (с Попр., с Изм. №1).
СП 31.13330. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализ. ред. СНиП 2.04.02–84* (с Изм. №1–4).

Источник4: www.c-o-k.ru

Источник5: i2-shop.ru

Объем гидроаккумулятора

«Интегра Водный мир» является официальным сайтом по продаже известных итальянских гидроаккумуляторов для водоснабжения и отопления. Наши консультанты всегда помогут выбрать вам правильный объем гидроаккумулятора.

Aquasystem – один из основных брендов компании Zilio Industries, которая существует на рынке более 40 лет и расположена недалеко от Падуи и Венеции. Это самое сердце итальянской промышленности, здесь расположено множество малых и средних предприятий. Компания идет в ногу с веяниями новой индустриальной эпохи, где исследования, конкурентоспособность и устойчивость являются основой развития. Вся продукция изготавливается, тестируется и проверяется в соответствии с текущим европейским регламентом.

Выбор объема гидроаккумулятора

Для того, чтобы правильно рассчитать объем гидроаккумулятора с мембраной, необходимо знать мощность насоса. Размер бака можно рассчитать по следующей формуле:

Где К — коэффициент деятельности насоса (зависит от мощности насоса):

0,75–1,5 кВт – К=0,25

2,0–3,0 кВт – К=0,375

3,5–6,0 кВт – К=0,625

6,5–9,0 кВт – К=0,875

А max – средняя подача (литры в минуту)

Р min – максимальное рабочее давление насоса (бар)

P мин – минимальное рабочее давление насоса(бар)

P prec – Предварительное давление в баке (бар)

Внимание! Предварительное давление бака должно быть на 0,2 bar меньше, чем величина давления включения насоса

Пример расчета

Мощность насоса 4 л. с. (около 3 кВт) –> K= 0,375

A max= 120 литров в минуту, P max= 7 бар, P min= 2,2 бар, P prec= 2 бар

*Выберите модель из предлагаемого ряда с максимально близким значением объема к расчетному значению.

Наиболее часто используются гидроаккумуляторы объемом 100 л, гидробаки на 50 л, а также большие гидробаки на 150 л. Выбор экспанзомата для отопления рекомендуется как 10% от объема теплоносителя системы отопления.

Способы расчета объема гидроаккумулятора для эффективного водоснабжения частного дома