Главное назначение гидробака (гидроаккумулятора) в системе водоснабжения — обеспечение плавного изменения давления во время работы насоса. Это дает нам возможность установить в систему реле давления или датчик давления, который сможет управлять работой насоса в автоматическом режиме.
Поскольку вода практически несжимаема, то отсутствие гидроаккумулятора вызывало бы мгновенное скачкообразное изменение давления в системе во время начала водоразбора воды. В этом случае реле давления работало бы в режиме постоянного включения/выключения насоса, что в конечном итоге привело бы к перегреву электродвигателя, или полной его поломке. Тем самым, именно гидробак ограничивает число кратковременных включений и выключений насоса, что очень важно. Любой производитель насосного оборудования указывает их максимально допустимое количество в час. А плавное изменение давления обеспечивается конструкцией гидробака — разделением его на две полости (водную и воздушную) подвижной мембраной из специального материала.
Например: если насос куплен только на полив (допустим, качает воду из емкости на „вертушки“) гидробак не нужен. Расход воды и создаваемое насосом давление зависят только от его характеристики. Повторно-кратковременных включений нет, запас воды в гидробаке тоже не нужен. После окончания полива насос просто выключается вручную.
Применение гидробака в этом случае просто нецелесообразно. Только следим за отсутствием «сухого хода» (ставим в емкость поплавок).
А если же насос предполагается использовать для водоснабжения дома (душ, умывальник, туалет и т.п.) бегать включать насос вручную каждый раз когда кому-то нужна вода, конечно же, уже никто не будет. Автоматизировать этот процесс можно с помощью реле давления, которое будет подавать команду на включение/выключение насоса (подробнее в статье «Настройка реле давления и регулировка давления воздуха в гидробаке»). А реле, как уже говорилось, может работать только совместно с гидроаккумулятором.
Какую же емкость гидроаккумулятора выбрать?
В интернете можно найти много рекомендаций по подбору гидроаккумулятора, в том числе и с помощью математических формул. Все они сводятся к зависимости от мощности насоса, его расхода, допустимого числа включений/выключений насоса в час и установок реле давления. И это правильно.
Мы лишь хотим, суммируя весь наш практический опыт в эксплуатации и монтаже, дать практические рекомендации с готовыми цифрами для выбора гидроаккумулятора. Причем они справедливы для насосов любого типа: погружных и поверхностных.
Начнем с самого простого: Покупая готовую насосную станцию любого производителя мощностью до 0,75 кВт, в комплекте всегда получаете гидроаккумулятор, обычно емкостью от 20 до 24 литров. Что это значит для вас? А то, что на заводе-изготовителе уже все просчитано, и тем самым они подтверждают, что гидробака такого объема достаточно для правильной работы насосной станции.
А средняя производительность насосной станции 2-2,5 м³/ч. Давление же у всех примерно одинаково, в пределах 2,5-4 атм. Это комфортно и не вызывает больших нагрузок на систему. Конечно насос включается довольно часто, даже при самом небольшом водоразборе, но все работает прекрасно многие годы. То же относится и к сважинным насосам.
Воспользуясь математическими формулами для расчета, вы сами придете в большинстве случаев к цифре 20-30 литров.
Понятно использование гидробаккумуляторов на 50-60 литров, они прекрасно подходят для установки в систему со средним расходом 2,5-3,5 м³/ч, снижают число включений/выключений насоса и обеспечивают минимальный запас воды (примерно 15-20 литров — треть от всего объема). На наш взгляд, это самый оптимальный вариант. Мощность насоса в этом случае, обычно 0,75-1,5 кВт. Нравится цифра 80 литров — пожалуйста и 80, если вы готовы платить больше за лишние 5 литров воды в случае отключения электричества.
Итог таков: Гидробак на 100 и более литров для частного дома имеет смысл покупать, только если расход жидкости более 5 м³/ч, что бывает очень редко (даже не потому, что есть очень мало людей, которым нужен такой большой расход воды, а потому что не так много скважин обеспечивают такой высокий дебит), или же если проблемы с электроэнергией все еще имеют место быть. В этом случае гидробак нужен еще и как накопитель воды.
Чем больший гидробак у вас стоит, тем естественно больше воды останется в случае отключения электроэнергии. Тогда можно покупать гидробак на 200 или даже 300 литров. Только важно помнить, что воды в гидробаке находится примерно треть от всего объема (зависит от настроек реле давления) и если расход воды у вас при этом не большой, то вода со временем просто тухнет. Может быть имеет смысл на такие случае поставить открытую накопительную емкость? В общем, не гонитесь за большими объемами, как минимум это сэкономит деньги.
Гидроаккумуляторы в системе водоснабжения: зачем они нужны и как работают?
Гидроаккумулятор в системе водоснабжения частного дома — своего рода персональная водонапорная башня. Он отвечает за комфортный поток воды из кранов и постоянный уровень давления в системе, предотвращает гидроудары и даже продлевает срок службы насоса
Как он работает? Внутри гидробака есть специальная камера, наполненная воздухом, которая отделена от воды упругой мембраной баллонного типа. Когда вода из скважины поступает в резервуар, мембрана увеличивается в объеме и сжимает воздух. Таким образом и создается давление в системе. По достижении им определенного уровня срабатывает датчик, и насос отключается.
Далее, по мере расхода воды, давление воздуха на мембрану ослабевает, и в какой-то момент насос включается снова.
При выборе гидроаккумулятора нужно иметь в виду, что в 100-литровый бак входит только 50 л воды (соотношение воды и воздуха в нем 1:1). Главное, решить, сколько раз в среднем планируется выходить на максимальное потребление воды в час. При превышении нормы (а это не более 15 раз) мембрана будет испытывать чрезмерные нагрузки, что не может не сказаться на ее рабочем ресурсе. Более того, в случае недостаточного объема бака неизбежен преждевременный износ насоса.
Материал изготовления мембраны
В производстве мембран для гидробаков применяют специальную нетоксичную резину, пригодную для контакта с питьевой водой (согласно санитарным правилам).
В первую очередь это натуральная каучуковая резина (Natural), рассчитанная на температуру воды от —10 до +50°С. Она эластичная, но со временем может начать пропускать воду сквозь стенки мембраны.
Используют также и синтетическую резину — бутиловую (Butyl) и этиленпропиленовую (EPDM). Они менее эластичны по сравнению с натуральной, зато служат дольше. Рабочая температура воды: от —10 до +99°С.
Постепенно давление воздуха в баке снижается. Раз в полгода его следует измерить и при необходимости подкачать воздух автомобильным насосом
Рассчитываем объем прибора
Тут все зависит от количества точек водопотребления в доме. Если гидроаккумулятор должен обслуживать лишь кран на кухне и туалет, то с этой задачей вполне справится бак минимального объема — 24 л. Если таких точек три-пять, включая душевую кабину, понадобится уже прибор на 70–100 л. В том случае, когда в доме имеется несколько санузлов плюс подключаемая к воде бытовая техника, то целесообразно произвести расчет по следующей формуле:
где V — полный объем гидробака, л;Qмакс — максимальное значение потребного расхода воды, л/мин;а — количество пусков системы в час;Pmin — нижний порог давления при включении насоса, бар;Pmax — верхний порог давления при выключении насоса, бар;P0 — начальное давление воздуха в гидробаке, бар.
Нижний порог Pmin для двухэтажного дома обычно равен 1,5 бар, а верхний (Pmax) — 3 бар.
Таким образом, если Qmax = 40 л/мин, а = 15, Pmin = 1,8 бар, Pmax = 3,0 бар, Р0 = 1,5 бар, требуется бак объемом 150 л.
Кстати, если в доме появился дополнительный потребитель воды, такой как, например, посудомоечная машина, и объема имеющегося гидроаккумулятора стало не хватать, то приведенная формула поможет правильно рассчитать, баком какой вместимости его лучше заменить.
Чем выше, тем лучше
Гидробак рекомендуют располагать как можно ближе к насосу и, главное, на максимально возможной высоте: в этом случае в системе будет создаваться дополнительное давление, а значит, и напор воды из кранов будет комфортным для пользования. Обратите внимание: каждые 10 м по высоте — это плюс 1 бар давления.
Выбирая между вертикальной и горизонтальной моделью гидроаккумулятора, покупайте ту, что больше подходит к месту монтажа. Принципиальных различий у них нет
Устанавливая прибор, следует учитывать вес бака вместе с водой, а также заранее предусмотреть, куда можно ее слить, если возникнет необходимость отрегулировать давление или заменить мембрану.
Давление в норме!
Разница между нижним и верхним порогами срабатывания должна составлять 1,0–1,5 бар. Вычислим минимальное значение давления для бака, расположенного, скажем, в подвале. Определив расстояние (в метрах) от бака до самой высокой точки потребления (пусть это будет душ на втором этаже), прибавим к этому числу 6 и разделим на 10. При расстоянии до душа 7 м получаем: (7 + 6)/10 = 1,3 атм.
Если давление в гидроаккумуляторе будет ниже, вода до душа просто не дойдет. А при завышенных значениях в баке вовсе не будет воды. Изначально установленное на производстве давление воздуха в бытовом аппарате — 1,5 бара. Прибавив к этому еще 1,5 бара, мы получим его максимальную величину. Притом важно, чтобы она была на 30% меньше того значения, которое указано как наибольшее в напорных характеристиках насоса.
С чем можно столкнуться при эксплуатации гидроаккумулятора?
Частое включение насоса
- Низкое давление сжатого воздуха
- Повреждена мембрана
- Поврежден корпус бака
- Слишком мала разность давлений, при которых насос включается/выключается
- Подтекает воздушный клапан
- Давление воздуха упало ниже расчетного значения
- Подкачать воздух
- Заменить мембрану
- Произвести ремонт
- Отрегулировать значения давления с помощью реле
- Заменить клапан
- Продуть ниппель, восстановив давление внутри
- В гидроаккумуляторе нет сжатого воздуха
- Насос не обеспечивает нужное давление
- Закачать воздух
- Убедиться в исправности насоса, а В том, что его технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации