Принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения

C системой Ermangizer хватит гидробака на 6 литров

Гидроаккумулятор – это стальной бак, который подключается к водопроводу через штуцер. Внутри гидробака находится мембрана, пространство между мембраной и корпусом заполнено воздухом под давлением равным 1,5 бар. Дополнительно гидравлический аккумулятор оснащен клапаном для стравливания воздуха. Через него можно накачать воздух в пространство между мембраной и корпусом с помощью обычного автомобильного насоса или, наоборот, стравить его.

Гидроаккумулятор представляет собой металлическую герметичную емкость, внутри которой расположена эластичная мембрана. Это устройство необходимо для поддержания постоянного давления в водопроводе и защиты водяного насоса от преждевременной поломки из-за частой эксплуатации. Если вы хотите купить гидроаккумулятор и установить его своими руками в частном доме, необходимо разобраться в его технических характеристиках и принципе работы.

Функции гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор, его еще называют мембранным баком или гидробаком, выполняет ряд функций:

— Поддерживает давление в водопроводной системе на стабильном уровне.

— Защищает водопровод от резких перепадов водяного напора. В случае перепадов возникают сильные температурные колебания воды, если одновременно включают несколько кранов, например, на кухне и в ванной комнате. Гидроаккумулятору под силу справиться с такими вопросами.

— Сберегает насос от быстрой изнашиваемости вследствие частой эксплуатации. В гидробаке существует определенный объем воды, поэтому насос начинает работать не на каждое открытие крана, а только тогда, когда вода полностью израсходована. В каждом насосе предусмотрен нормативный показатель количества включений за час. Использование гидробака позволяет увеличить число невостребованных подключений насоса, а это влияет на его службу, увеличивая эксплуатационный период.

— Защищает водопроводную систему от вероятностного гидроудара, возникающего в момент подключения насоса, который способен изрядно навредить трубопроводу.

— Позволяет создать определенный запас воды в системе. Благодаря этому у вас всегда будет вода, даже в периоды отключения электроэнергии, а это нередкое явление в нашем мире. Эта функция особенно пригодится владельцам загородных домов.

Прибор представляет собой герметичный баллон, разделенный на два отсека. Один служит для аккумулирования воды, другой является воздушной камерой. Корпус оснащен патрубком (для присоединения гидроаккумулятора к трубе водопровода) и пневмоклапаном (для стравливания или закачки воздуха при настройке и в процессе эксплуатации: не у всех версий).

1. Конфигурация. Все гидроаккумуляторы подразделяются на приборы с горизонтальным и вертикальным баками. Кроме отличий в монтаже, есть и еще один нюанс. Стравливать воздух в моделях горизонтальной ориентации можно лишь через краник, одновременно сливая часть воды. Это же относится и к вертикальным ГА вместимостью до 50 л. В более габаритных гидроаккумуляторах этой разновидности имеется пневмоклапан, и удаление воздушных пузырей производится намного быстрее и эффективнее.
2. Колба. Именно она служит емкостью для накапливания излишков воды в системе и отдачу ее обратно (при необходимости), тем самым стабилизируя давление в трубе. Данное РТИ нередко называют «грушей», мембраной, внося некоторую путаницу в понятия. В чем особенность этой детали для РТИ? Дело в том, что в расширительных баках закрытого типа для систем отопления также используются колбы. А потому не все рядовые потребители, да и некоторые менеджеры знают, что подобные РТИ не являются взаимозаменяемыми. Считается, что главное – в идентичности размеров. Но это в корне неверно.
   • Для мембран гидроаккумуляторов используется только резина категории «пищевая». Так как РТИ находится в постоянном контакте с водой, это более чем важно. А вот для расширительного бака не принципиально, а потому и РТИ для него берется не столь высокого качества, и стоят изделия дешевле.
   • Специфика работы ГА такова, что его колба постоянно подвергается динамическим нагрузкам, и иногда довольно значительным. Второе требование к резине – прочность в сочетании с эластичностью. Применительно же к расширительному баку отопления это не столь важно – система инертна, работает стабильно, без резких скачков давления (даже при протечках).

При выборе гидроаккумулятора для системы ГВС нужно учитывать, что его колба изготавливается из разных материалов. Отличия – в способности выдерживать предельные температуры. Для каучука (более дешевый вариант) это +50. Мембраны бутиловые не разрушаются и при +95, но стоят дороже, и используются лишь в системах отопления, то есть для оснащения расширительных баков. Приобретать для горячего водопровода нецелесообразно – лишняя трата денег.

Количество воздуха между стенками и мембраной, соответственно, наоборот, уменьшается. Давление же — повышается.

Как подобрать оптимальный объем для собственных целей

Чтобы рассчитать наиболее правильный объём гидробака, следует сперва понять, где будет применяться гидроаккумулятор и с какими целями.

• Часто гидроаккумуляторы монтируются, чтобы предотвращать постоянное включение насосов.
• Другая причина — поддерживать давление в системе, если насос выключен.
• Третий вариант — контроль за расходом воды.

В первом случае надлежит понимать, что частота включения насоса определяется величиной гидроаккумулятора. Мастера-знатоки не советуют включать насос чаще раза в минуту. Водоснабжающие системы часто оснащаются устройствами с эффективностью 30 литров в минуту. С учётом факта, что 50% общего объёма вода и 50% — воздух, хватит аккумулятора с объёмом в 70 литров.

Во втором — рассчитывать, насколько далеко насос будет находиться от гидроаккумулятора. Чем дальше, тем его продуктивность будет ниже.

В третьем — нужно учесть все расходные характеристики. Например, туалет расходует 1,3 литра воды поминутно, душ — от 8 до 10, раковины — 8,4.
Примем, что туалетов 2. Тогда суммарное потребление оказывается 20 литров. В час насос включается 30 раз. Так хватит гидроаккумулятора с объёмом в 80 литров, но, если есть возможность, на всякий случай не помешает и небольшой запас.

Приобретая гидробак, не помешает поинтересоваться, есть ли возможность купить для устройства сменные баллон или мембрану и если да, то сколько это будет стоить. Иногда цена получается довольно большой, и тогда стоит остановить свой выбор на товаре от другого производителя.

На схеме наглядно представлен принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется с помощью автоматики, что повышает сроки его эксплуатации

Причины поломок и способы их устранения

Самая уязвимая часть гидробака — резиновая мембрана. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается растягиванию, а затем сокращается. Постепенно резина теряет эластичность и разрывается. О возникновении проблем с гидробаком могут свидетельствовать следующие симптомы:
вода поступает из системы небольшими порциями при высоком давлении, кран как-будто «плюется» водой;
стрелка манометра резко достигает больших значений и затем сразу же снижается до нуля.

Резиновые мембраны для гидробаков могут иметь различные формы и размеры. При замене мембраны следует использовать изделие, предназначенное для конкретной модели гидробака

О проблемах с гидробаком в системе горячего водоснабжения может свидетельствовать небольшая течь, которая появляется у предохранительного клапана водонагревателя. Действовать следует точно также: нажать на ниппель золотнитка, оценить количество воздуха, стравить его полностью и по наличию или отсутствию воды определить, цела ли мембрана гидробака.

Заменить мембрану в гидробаке не так уж сложно, кроме того, это значительно дешевле, чем ставить новое устройство. Для ремонта понадобится:

1. Приобрести новую мембрану, точно соответствующую порванной.
2. Аккуратно разобрать гидробак, отвинтив соединительные болты.
3. Вынуть порванную мембрану.
4. Установить на ее место новую мембрану.
5. Собрать гидробак.
6. Равномерно затянуть все болты.

Главная опасность при этом состоит в том, что неумелое обращение с устройством может привести к соскальзыванию края мембраны внутрь металлического корпуса. В результате работу придется переделывать. Чтобы этого не случилось, рекомендуется затягивать соединительные болты постепенно, чтобы обеспечить равномерное натяжение мембраны. Проблемы возникают, когда один болт полностью затянут и только после этого начинают работу со следующим. Край мембраны при этом смещается и может соскользнуть.

Еще одна ошибка — использование герметика в местах соединений. Применение таких составов приводит к уменьшению трения между резиной и металлом. В результате край мембраны смещается, а плотность соединения уменьшается, что в будущем может вызвать протечку воды.

На практике, расширительные баки объемом 24-50 литров способны полностью обеспечить потребность в хозяйственной воде небольшой семьи, на одну-две точки водоразбора. Если семья большая, можно купить гидробак большей емкости. Например, бака объемом 80-100 литров должно хватить на три-четыре точки водоразбора: кухня, ванная, душевая кабина и туалет.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения является неотъемлемой частью современных систем автоматической подачи воды для частного дома, коттеджа или дачи. На рынке представлено множество видов и конфигураций расширительных баков для холодной воды.

Сегодня разберем в подробностях устройство и принцип работы гидроаккумулятора, его основное предназначение, правила установки и возможные неисправности в работе. А также постараемся понять принцип действия, и как же правильно подобрать гидроаккумулятор для нашей насосной системы.

Основные виды и особенности

Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения различаются по компоновке:

По объему или емкости:

— стандартные бытовые: 24-50 литров
— средней емкости: 80-100 литров
— большой емкости: 150 литров и больше

По материалу изготовления корпуса:

— стальные эмалированные
— из нержавеющей стали

Горизонтальный гидроаккумулятор для насосной станции

Область применения

Гидроаккумуляторы предназначены для:

— накопления воды и поддержания ее автоматической подачи до точки водоразбора

— увеличения срока службы насоса, снимая на него нагрузку при частном его включении

— предотвращения возможных гидроударов в системе водоснабжения

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Типичный гидроаккумулятор состоит из следующих элементов (см. схему ниже):

1 — штуцера с резьбой для присоединения к системе водоснабжения, его диаметр, как правило, равен 25 мм или 1 дюйм

2 — фланца для герметизации

3 — самой емкости разного объема

4 — каучуковой мембраны для воды

5 — пневматического клапана за закачки и сброса воздуха

6 — монтажной площадки для установки на нем поверхностного насоса
(при горизонтальном исполнении)

7 — ножек для устойчивости конструкции

Необходимое давление в баке должно составлять 1,5-2 атмосферы. По мере расходования воды потребителем, после закрытия крана, гидроаккумулятор в автоматическом режиме снова заполняется водой по всему объему.

Как подобрать гидроаккумулятор для насоса

Если планируете купить насосную станцию и не знаете с каким объемом бака ее выбрать, или уже есть поверхностный насос, но планируете приобрести для него гидроаккумулятор, то рекомендуется следующее:

— для насоса мощностью до 1000 Вт подойдет бак емкостью 24 литра
— для насоса мощностью более 1000 Вт лучше купить бак объемом 50 литров

Если приобретаете гидроаккумулятор для погружного насоса, то рекомендуется для насосов мощностью:

— до 500 Вт устанавливать бак объемом 24 литра
— до 1000 Вт подойдет 50 литров
— до 1500 Вт — 80 или 100 литров

Из-за особенностей своей конструкции, погружные насосы включаются и выключаются реже, чем поверхностные. Поэтому для них необходимо устанавливать несколько большие по объему гидроаккумуляторы.

На практике, расширительные баки объемом 24-50 литров способны полностью обеспечить потребность в хозяйственной воде небольшой семьи, на одну-две точки водоразбора. Если семья большая, можно купить гидробак большей емкости. Например, бака объемом 80-100 литров должно хватить на три-четыре точки водоразбора: кухня, ванная, душевая кабина и туалет.

Гидроаккумуляторы вертикального типа

1. Устанавливайте гидроаккумулятор только в отапливаемом помещении.

2. Перед запуском не забудьте сначала промыть систему водоснабжения.

3. Проверьте, закачан ли в бак воздух под достаточным давлением.

Если — нет, тогда закачайте до 2 атм. самостоятельно через воздушный пневмоклапан. Эту процедуру можно проделать, например, обычным велосипедным или автомобильным насосом.

Проблемы в работе и методы их устранения

1. Недостаточное давление воздуха.
Продуйте пневматический клапан и закачайте воздух насосом.

2. Отсутствие воздуха под давление в емкости гидроаккумулятора.
Потребуется замена либо клапана, либо мембраны.

3. Из клапана течет вода.
Необходима замена мембраны. Смотрим видео.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения — это незаменимый атрибут современного загородного частного дома или дачи. Надеюсь, теперь вам понятен его принцип действия и особенности конструкции. И теперь вы сможете без труда подобрать гидроаккумулятор для своих условий, а также правильно его установить, и не допустить ошибок при запуске системы водоснабжения.

Конструкция мембранного бака — Фото 03

Как устроен гидробак

Устройство гидроаккумулятора для систем водоснабжения несложное – два основных элемента и вспомогательные.

Устройство гидроаккумулятора — Фото 02

• корпус с клапаном, регулирующим давление;
• мембрана. Расположена внутри корпуса, соединена с ним герметично кольцом-фланцем с резьбой для соединения с водопроводной системой;

Вспомогательные:

• фильтр;
• вводы-выводы для воздуха и воды.

Гидроаккумуляторы для водоснабжения как устройство, обеспечивающее ровный и стабильный поток воды, выпускают с мембранами двух видов: грушевидными (только вход воды) и «рукавом», он же «чулок», (вход и выход). Мембраны «чулком» ставятся на агрегаты ёмкостью от 100 л., «груши» – на меньшие ёмкости.

Конструкция мембранного бака — Фото 03

• Вертикальный;
• Горизонтальный;
• Гидроаккумуляторный бак.

Конструкция гидроаккумулятора

Любое гидротехническое устройство или система имеет две важные составляющие. Это воздух и вода. Что бы мы ни рассматривали :водопровод дома, систему отопления, насосы, гидроаккумулятор, расширительный бак, везде воздух и вода соприкасаются друг с другом. В водопроводных системах их соприкосновение не допустимо (воздушные пробки), а в других системах вода и воздух выступают во взаимном тандеме. Одно из таких устройств это гидроаккумулятор.

По конструкции гидроаккумулятор разделен на две части. Одна часть гидроаккумулятора заполняется водой, вторая часть заполняется воздухом. Разделены эти части специальной мембраной или «грушей». Мембраны изготавливаются из каучука, битулина или этиленпропилена(EPDM).

Вся конструкция гидроаккумулятора заключена в корпус, изготовленный из углеродной стали или нержавеющей стали.

В бак гидроаккумулятора поступает вода из источника водоснабжения дома и закачивается воздух, для регулирования потоков воды и воздуха служат специальные мембраны. Гидроаккумулятор комплектуется вспомогательными устройствами циркуляции воды (от застоя) и датчиками разрыва мембраны.

Рассмотрим работу гидроаккумулятора подробнее

По температуре рабочей жидкости гидробаки бывают:

Виды гидробаков для систем водоснабжения

Имеющиеся на рынке гидроаккумуляторы, принцип работы которых одинаков, делятся на несколько видов по ряду признаков и функциональным особенностям. Прежде всего по способы монтажа различают:

• Горизонтальные — применяются для больших объемов воды. Несколько сложнее в эксплуатации из-за низкого расположения горловины (приходится полностью сливать воду для смены или осмотра рабочей мембраны или золотника).
• Вертикальные — используются для малых и средних объемов. Проще в эксплуатации, так как нет необходимости полностью сливать воду и демонтировать часть обвязки, как в случае с горизонтально расположенными баками.

По температуре рабочей жидкости гидробаки бывают:

По внутреннему объему гидробаки бывают:

Принцип работы гидроаккумулятора. Расчет фактического объема гидроаккумулятора.

Принцип работы гидроаккумулятора. Расчет фактического объема гидроаккумулятора.

Как же выбрать фактический объем гидроаккумулятора?

Методик расчета фактического объема расширительных баков (гидроаккумуляторов) достаточно много. Мы видим свою задачу в том, что бы предложить монтажникам и инсталляторам простую и понятную методику, оставив сложные и многофакторные расчеты проектантам и профессиональным инженерам. Вспользуемся методикой выбора объема бака, предложенной компанией Aquasystem, учитывающей три группы исходных данных — границы давлений, среднее значение расхода и мощность насоса.

Емкость гидроаккумулятора определяем по следующей формуле:

где
К – коэффициент мощности насоса (таблица 1);
Аmax – cреднее значение объемной скорости потока в системе водоснабжения, л/мин;
Pmax – максимальная граница давления (калибровка реле давления насоса), бар;
Pmіn – минимальная граница давления (калибровка реле давления насоса), бар;
Pprec – начальное давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

Пример расчета фактического объема гидроаккумулятора для водоснабжения.

Исходные данные:
К = 0,375 (механическая мощность насоса -4 л.с. (4НР));
Аmax – 120 л/мин;
Pmax – 7 бар;
Pmіn – 2,2 бар;
Pprec – 2 бар.

* принимаем ближайший бак из стандартного ряда типоразмеров объемом 80 л и рабочим давлением не менее 10 бар .

Принцип работы гидроаккумулятора основан на накапливании гидравлической энергии воды и последующем её использовании. Ниже рассмотрен принцип работы гидроаккумулятора на примере наиболее распространённой схемы подключения с повысительным или скважинным насосом.

Принцип работы гидроаккумулятора основан на накапливании гидравлической энергии воды и последующем её использовании. Ниже рассмотрен принцип работы гидроаккумулятора на примере наиболее распространённой схемы подключения с повысительным или скважинным насосом.

Эластичная мембрана герметично разделяет объём бака на две полости — газовую и водяную. Мембрана может растягиваться таким образом, что весь объём гидроаккумулятора будет заполнен газом или водой. Газовая полость соединена с атмосферой через ниппель и с помощью компрессора в ней может быть создано начальное давление. Водяная полость через патрубок соединяется с трубопроводом водоснабжения.

Зарядка гидроаккумулятора водой начинается по сигналу датчика давления который при достижении значения Pmin подаёт сигнал на включения насоса. Работа насоса приводит к повышению давления в системе водоснабжения до максимально допустимой отметки Pmax и поступлению в гидроаккумулятор резервного объёма воды, при этом газ сжимается и доля занимаемого им объёма в баке уменьшается. Насос настраивается на давление включения Pmin и давление выключения Pmax.

Незначительный разбор воды, такой как, открытие одного крана, не ведёт к включению насоса, а покрывается водой вытесняемой сжатым газом из гидроаккумулятора. После вытеснения из гидроаккумулятора всего запаса воды и достижении минимального давления, поступит сигнал на включение насоса.

В разделе сайта расчёты приведена программа которая поможет вам определить начальное давление газового пространства Pг, давление включения Pmin и давление выключения Pmax насоса, под конкретные условия.

Внимание! Гидроаккумулятор предназначен для чистой питьевой воды. Запрещается использовать для горючих, химически активных жидкостей, а также воды, содержащей абразивные вещества и прочие твердые предметы, которые приводят к интенсивному износу мембраны.