Особенности выбора и эксплуатации гидроаккумуляторов для водоснабжения

Для чего нужен

Основным предназначением нашего устройства является поддержание оптимального давления жидкости в водопроводе. Такое оборудование защищает насосную станцию от частых запусков и преждевременного износа деталей, обычно это приводит к подгоранию контактов реле регулятора. После отключения электропитания в ёмкости остаётся определённый запас воды.

Основными функциями описываемого прибора считается:

• Продление эксплуатации насоса. Запуск двигателя происходит после исчерпания запаса жидкости в баке. Длительность эксплуатации прибора зависит от частоты его запусков. Установка мембранного бака позволяет увеличить время между включениями, что продолжит длительность эксплуатации подкачивающего прибора;
• Поддержание давления в системе по заданным параметрам. При отсутствии гидроаккумулятора перепады напора происходят во время одновременного включения нескольких потребителей, например, водопроводного крана и душа;
• Устройство позволяет сохранять некоторый запас воды при отключении электроэнергии. Такое качество особенно ценно при эксплуатации автономного водопровода в частном доме.

https://youtube.com/watch?v=VeKHLKs_5rc%3F

Назначение и устройство

Чтобы в системе водоснабжения частного дома поддерживалось постоянное давление, необходимы два устройства — гидроаккумулятор и реле давления. Оба эти устройства через трубопровод подключаются к насосу — реле давления находится посредине между насосом и гидроаккумулятором. Чаще всего оно находится в непосредственной близости от этой емкости, но некоторые модели могут устанавливаться на корпус насоса (даже погружного). Давайте разберемся в назначении этих устройств и в том, как работает система.

Гидроаккумулятор — емкость, разделенная эластичной грушей или мембраной на две половины. В одной находится под некоторым давлением воздух, во вторую закачивается вода. Давление воды в гидроаккумуляторе и количество воды, которую туда можно закачать, регулируется количеством накачанного воздуха. Чем воздуха больше, тем выше давление поддерживается в системе. Но в то же время а воды в емкость удается закачать меньше. Обычно удается в емкость закачать не более половины объема. То есть в гидроаккумулятор объемом 100 литров получится закачать не более 40-50 литров.

Для нормальной работы бытовой техники требуется диапазон 1,4 атм — 2,8 атм. Чтобы его поддерживать такие рамки и требуется реле давления. Оно имеет два предела срабатывания — верхний и нижний. При достижении нижнего предела реле запускает насос, он накачивает воду в гидроаккумулятор, в нем (и в система) при этом повышается давление. Когда давление в системе достигает верхнего предела, реле отключает насос.

В схеме с гирдроаккумулятором какое-то время вода расходуется из емкости. Когда вытечет достаточное количество для того, чтобы давление упало до нижнего порога срабатывания, включится насос. Так и работает эта система.

Устройство реле давления

Этот прибор состоит из двух частей — электрической и гидравлической. Электрическая часть — это группа контактов, которая замыкается и размыкается включая/выключая насос. Гидравлическая часть — мембрана, которая оказывает давление на металлическое основание и пружины (большая и малая) с помощью которых давление включения/выключения насоса можно изменять.

Выпуск гидравлической части находится на тыльной стороне реле. Это может быть выпуск с наружной резьбой или с гайкой по типу американки. Второй вариант более удобен при установке — в первом случае надо или искать переходник с накидной гайкой подходящего размера или крутить сам прибор, накручивая его на резьбу, а это не всегда возможно.

Входы электрической части тоже находятся на тыльной стороне корпуса, а сама клеммная колодка, куда подключают провода, спрятана под крышкой.

Виды и разновидности

Реле давления воды бывают двух типов: механические и электронные. Механические гораздо дешевле и предпочитают обычно их, а электронные в основном привозят под заказ.

Italtecnica РМ/5G (м) 1/4″
1 — 5 атм
1,4 — 2,8 атм
Италия
IP 44
27-30$
Italtecnica РT/12 (м)
1 — 12 атм
5 — 7 атм
Италия
IP 44
27-30$
Grundfos (Condor) MDR 5-5
1,5 — 5 атм
2,8 — 4,1 атм
Германия
IP 54
55-75$
Italtecnica PM53W 1″
1,5 — 5 атм

Италия

7-11 $
Genebre 3781 1/4″
1 — 4 атм
0,4 — 2,8 атм
Испания

7-13$

Разница в ценах в разных магазинах бывает более чем существенной. Хотя, как обычно, покупая дешевые экземпляры, есть риск нарваться на подделку.

Необходимый объем гидроаккумулятора и расширительного бака

Нужно четко себе представлять, что объем этих устройств, который приводится в спецификации — объем самого бака. Жидкости в него помещается меньше. Объем жидкости зависит от давления.

Определиться с объемом расширительного бака довольно просто. Нужно понять, сколько воды (или антифриза) будет в Вашей системе отопления. Коэффициент теплового объемного расширения воды возьмем с запасом 6E-4. Таким образом, объем воды при нагреве от нуля до 100 градусов увеличится в 0.06 раза, то есть на 6%. Если в системе 100 литров воды, то избыточный объем будет 6 литров.

Теперь нам надо определиться с допустимым давлением теплоносителя в системе отопления. Пусть минимальное значение составляет X1, а максимальное X2. Обычно это 1.8 атмосферы и 2.4 атмосферы. Если давление в пустом расширительном баке составляет 90% от минимально допустимого для теплоносителя (пусть это X0), то [Необходимый объем расширительно бака, литров] = [0.06] * [Объем теплоносителя в системе, литров] / (([X0, литров] + [1]) / ([X1, литров] + [1]) — ([X0, литров] + [1]) / ([X2, литров] + [1])). Для нашего случая со 100 литрами носителя мы получим 36 литров. В данном случае больше — не меньше. Можно взять с запасом, но и такого объема будет достаточно.

Объем гидроаккумулятора зависит исключительно от максимального пикового расхода воды. Если в доме одновременно может работать один кран, то объем гидроаккумулятора должен составлять около 30 литров, если два крана — 60 литров, если 3 — 90, и так далее.

Этапы установки гидроаккумулятора для систем водоснабжения своими руками

Работы по установке приобретенного гидроаккумулятора производятся в несколько этапов. Первое, что необходимо сделать, это проверить давление в воздушной камере. Делается это просто, при помощи автомобильного насоса или компрессора, оборудованного манометром. Давление делается немного большим, чем показатель, при котором включается насос. Верхний уровень задается с реле и выставляется на одну атмосферу выше первичного уровня.

Далее стоит определиться со схемой монтажа.

Простая схема подключения гидробака для системы водоснабжения

Выбор схемы подключения гидробака

Наиболее удобным считается схема подключения гидроаккумулятора с пятивыводным коллектором. Монтаж производится согласно схеме, которая есть в технической документации. К штуцеру гидроаккумулятора прикручивается коллектор с пятью выходами. Остальные 4 вывода с коллектора занимают труба от насоса, водопровод на жилище, реле управления и манометр. Если не планируется установка измерительного прибора, то пятый вывод глушится.

Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения

После сборки всех узлов сначала опускается в скважину или колодец насос (если система оборудована погружным насосом), или шланг (если помпа поверхностная). На насос подается питание. Вот, собственно, и все.

ФУМ-лента обязательна к применению при монтаже соединений
Важно! Все соединения выполняются с подмоткой ФУМ-ленты или льна. Следует понимать, что давление в системе будет достаточно высоким

Однако слишком усердствовать тоже не стоит, всего хорошо в меру. В противном случае возникает риск разрыва гаек на штуцерах.

Разобравшись с монтажом можно перейти к вопросу замены мембраны, которая чаще выходит из строя в моделях с вертикальным расположением. Здесь составим пошаговую инструкцию с фото примерами.

Теперь стоит подробнее разобраться с необходимым давлением.

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе: проверяем систему на работоспособность

Заводские настройки гидробаков подразумевают установленное давление в 1.5 атм. Оно не зависит от объема резервуара. Иными словами, давление воздуха в гидроаккумуляторе 50 литров будет таким же, как и 150-литровой емкости. Если же заводские настройки не подходят, можно переустановить показатели под удобные для домашнего мастера значения.

Очень важно! Не стоит слишком завышать показатели давления в гидроаккумуляторах (24 литра, 50 или 100 – не важно). Это чревато выходом из строя смесителей, бытовой техники, насоса

1.5 атм., установленные с завода взяты не с потолка. Этот параметр высчитан на основании многочисленных испытаний и опытов.
Таким манометром довольно просто измерить давление воздуха в емкости

Изнашивание мембраны

Мембрана в гидроаккумуляторе является расходной деталью. Она со временем изнашивается и требует замены. Износ связан с неровным давлением в системе, с постоянными процессами сжатия и растяжения, трении о другие детали. Регулярные и резкие скачки температуры, превышения значений давления в системе тоже не продлевают срок службы.

Компании-производители в среднем заявляют о 5 годах эксплуатации, но влияние негативных аспектов сложно избежать.

Например, расход воды утром и, особенно, вечером в будние дни вырастает. Поэтому замена мембраны в гидроаккумуляторе требуется чаще.

 Когда необходимо купить мембрану в гидроакуумулятор, лучше выбирать такого же производителя, как и у самого гидроаккумулятора. Тогда совпадут необходимые размеры и характеристики.

Проверка мембраны.

Перед тем как купить мембрану гидроаккумулятора в спб надо убедиться, что причина поломки заключается именно в этом элементе.

Если по манометру видно, что давление или растет, или падает, а при этом вода подается то тонкой струйкой, то с нормальным напором — это яркий признак нарушения целостности мембраны. Чтобы окончательно в этом убедиться, надо выключить насос и перекрыть подачу воды в бак.

Потом остатки жидкости из бака стравливают

При этом, обращают внимание на то, как она выходит. Если вместе с воздухом – необходима замена мембраны в гидроаккумуляторе.

Замена мембраны в гидроаккумуляторе своими руками

Ремонт мембраны гидроаккумулятора можно произвести самостоятельно. Происходит это поэтапно.

1. Гидроаккумулятор демонтируется от остальной системы. На этом этапе лучше расположиться там, где будет комфортно производить дальнейшие манипуляции и не страшно будет залить водой окружающее пространство.
2. Убрать давление воздуха. Для этого есть специальный ниппель. Он бывает горизонтальный и вертикальный, чаще всего располагается на верхней части бака.
3. Откручивается шланг и крышка. Скорее всего, на этом этапе из гидроаккумулятора польются остатки жидкости. Можно заранее приготовить таз. Воду надо слить полностью.
4. После этого снимается крышка с манометром.
5. Внизу корпуса находится специальное технологическое отверстие. Через него достается мембрана.
6. Бак осматривается на нарушение целостности, грязь и ржавчину. Правильно, если нет осадка и трещин. Потом промывается и осушивается.
7. Мембрана для гидроаккумулятора 50 литров монтируется в бак. Если емкость рассчитана на другой объем, мембрана должна быть подобрана соответственно.
8. Конструкция собирается в обратном порядке.
9. Через специальный золотник закачивается воздух. Здесь можно применить обычный насос.

Для облегчения замены мембраны в гидроаккумуляторе можно посмотреть видео, где все наглядно показывают и рассказывают.

Назначение и принцип работы гидроаккумулятора для водоснабжения

Основная задача, которая ложится на гидробаки для систем водоснабжения – накапливать некоторый объем жидкости и отдавать ее в водопроводную систему при падении давления в трубах. Таким образом, в системе есть запас воды и при кратковременных открытиях кранов (набрать воды в чайник или сполоснуть руки) насос не срабатывает, так как вода поступает из гидробака.

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла. Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука. Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

Аппарат состоит из полого цилиндра и гибкой мембраны внутри

Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

Начало и конец рабочего цикла гидроаккумулятора

Назначение гидроаккумулятора

Гидроаккумуляторы часто путают с расширительными баками, даже несмотря на принципиально различные проблемы, которые эти устройства решают. Расширительный бак нужен в системах отопления и горячего водоснабжения, так как теплоноситель, перемещаясь по системе, неизбежно охлаждается и его объем меняется. Расширительный бак настраивается при «холодной» системе, а когда теплоноситель прогревается, то его избытку, который образуется из-за расширения, есть куда уйти.

Гидроаккумулятор нужен для совсем других целей: если он не установлен в системе водоснабжения, то насос будет активироваться каждый раз, когда открывается какой-либо кран. Если это происходит часто, то не только насос, но и вся система быстрее изнашивается, так как каждый раз скачками повышается давление – случается, так называемый, гидроудар.

Как итог, гидроаккумулятор устанавливается с той целью, чтобы избавиться от гидроударов и продлить срок службы системы в целом. Кроме того, у гидроаккумулятора есть и другие функции:

Создает определенный запас воды (полезно, если отключили электроэнергию).

Если возникают частые перебои с водой, то гидроаккумулятор можно объединить с накопительным баком

• Уменьшает частоту запуска насоса. Резервуар наполнен небольшим объемом воды. Если расход небольшой, например, нужно помыть руки или умыться – вода начинает течь с бака, при этом насос остается в выключенном состоянии. Активируется он после того, как воды остается совсем мало;
• Поддерживает стабильное давление в системе. Чтобы эта функция исполнялась исправно, предусматривается элемент, называемый реле давления воды, способный в строгих рамках держать заданное давление.

Все преимущества гидроаккумуляторов делают это устройство обязательным элементом любой автономной водопроводной системы в загородных домах.

Установка гидроаккумулятора

После приобретения подходящей модели электронасоса к скважине или колодцу и подключения его к трубопроводу, расчета объема и покупки нужного гидробака, необходимо его правильно установить. Если модель имеет большой объем и устанавливается на вертикальное ножки, стоит воспользоваться следующими рекомендациями:

• Лучше ставить объемный накопительный бак в самой высокой точке дома (чердак, второй этаж) — это позволит создать максимальное давление в водопроводной линии.
• Пол в помещении должен быть ровным, влажность не должна превышать установленные нормы во избежание коррозии оцинкованного фланца и поверхности бака.
• Устройство лучше подключать при помощи гибкого напорного шланга в оплетке из нержавейки и диаметром накидных гаек в один дюйм, выполненных из латуни. Следует избегать шлангов для подачи с алюминиевой оплеткой и монтажными муфтами из дешевого силумина — хрупкого сплава алюминия с кремнием.

Рис. 10 Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

Принцип работы гидроаккумулятора

Устройство гидроаккумулятора (гидрофора) представляет собой емкость, которая имеет металлический корпус. Внутри него (в зависимости от того, какая конструкция) располагается баллон или мембрана. Между стенками корпуса и мембраной благодаря сжатому воздуху, закачанному в пространство, создается давление.

Покупать гадробак лучше в проверенных магазинах, предоставляющих гарантию

Актуально применять устройство и для отопления (он для этого также подходит). Принцип действия гидроаккумулятора и его назначение состоит в том, что нагнетаемая насосом вода поступает в мембрану, которая наполняется и заполняет все пространство внутри корпуса на определенный объем. Закачанный воздух с другой стороны начинает давить на воду, тем самым вытесняя ее в систему водоснабжения. При этом насос работает до определенного момента (давление внутри бака воды должно достигнуть нужного предела). Агрегат после этого отключается, и воздух, воздействующий на мембрану, начинает выдавливать воду в сеть. Когда из емкости уйдет жидкость, и давление опустится до определенной минимальной отметки, насос вновь заработает благодаря автоматическому блоку управления.

Задачи механизма:

• Когда не работает насос, обеспечить систему водой;
• Поддерживать в системе стабильное давление;
• Основная задача – накопление воды.

Если правильно установить и подключить устройство, оно будет исключительно полезным для организации автономного водоснабжения и улучшит характеристики системы, которая соединена с центральным водопроводом.

Варианты мембранных замкнутых емкостей

Мембранные баки эксплуатируются в составе трубопроводов, смонтированных для разных целей, в числе которых:

• Холодное водоснабжение. Бак применяется для накопления и подачи холодной воды, защищает разнообразные бытовые приборы от гидроударов при изменении давления в системе. Продлевает срок эксплуатации насосов путем сокращения количества их включений.
• Обеспечение горячей водой. Используемое при этом устройство должно успешно работать в высокотемпературном режиме.
• Отопительные системы. Такие баки называют расширительными. Они функционируют в составе закрытых отопительных систем и являются их важными составными частями.

В зависимости от конфигурации, гидробаки бывают горизонтальными и вертикальными. Впрочем, принцип их работы не зависит от конфигурации.

Гидроаккумуляторы, предназначенные для включения в систему водоснабжения, окрашивают в синий цвет, а те, которые работают в отопительной схеме, – красные. Эти два вида мембранных баков имеют и некоторые конструктивные отличительные особенности, что хорошо видно на представленной схеме (+)

Особенностью можно назвать наличие специального клапана для стравливания воздуха в верхней части вертикальных моделей, объём которых превышает 50 литров. Этот воздух, как уже говорилось выше, скапливается в верхней части камеры по мере работы устройства. Поэтому присутствие в этом месте стравливающего клапана – вполне обоснованная мера.

Если стравить воздушные массы необходимо при эксплуатации горизонтальных моделей, то для этой цели используется слив или отдельный кран, расположенный за мембранным баком. Чтобы вывести воздух из устройств небольшого размера, придется полностью слить из него воду.

Поскольку вертикальные и горизонтальные модели одинаково эффективны и функциональны, то выбирать подходящее устройство следует, исходя из габаритов помещения, в котором оно будет располагаться. Какая модель лучше впишется в помещение, ту и берут.

Кроме конструкционных особенностей и разного предназначения, баки могут отличаться ещё и своей ёмкостью: на этом фото представлены гидроаккумуляторы различных объёмов, конструкций и предназначения

Принцип работы

Рассматриваемое устройство работает следующим образом. Насосная станция из скважины подаёт воду в мембрану под определённым давлением. Когда величина напора достигнет порогового значения, насосная станция отключается.

Во время потребления жидкости давление падает, что приводит к повторному включению. Эффективность работы приспособления зависит от объёма бака. При увеличении габаритов ёмкости снижается нагрузка на насос. Реле давления можно выставить на определённый запас воды методом вращения специальных гаек.

При продолжительной работе гидроаккумулятора присутствующий в жидкости воздух скапливается в мембране, заполняя полезное пространство, которое могло бы использоваться для воды. В связи с этим рекомендовано проводить профилактические действия, которые заключаются в стравливании скопившихся газов. Подобные операции необходимо проводить с периодичностью в 1-3 месяца.

https://youtube.com/watch?v=yKk0lYubFu0%3F

Устройство

Как мы уже говорили, наше приспособление разделяется грушей на две части. В одной из них собирается жидкость, в другой – сжатый воздух. После заполнения груши напор воды сбалансируется давлением воздуха, поэтому жидкость капсулы не будет касаться к металлическим стенкам резервуара. Мембрана не раздувается до значительных размеров через внутреннее давление воздуха. На корпусе установлен клапан для регулирования давления.

Обратите внимание! Подводящие патрубки должны подсоединяться к гидроаккумулятору таким образом, чтобы можно было быстро разобрать прибор для ремонта без сливания воды из системы.

В резервуарах с объёмом больше 100 литров предусмотрен специальный клапан, который служит для отвода лишнего воздуха, выделенного из жидкости. В меньших по габаритам ёмкостях для подобных целей используют специальный кран.

Рассчитываем необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения

Объем гидроаккумулятора зависит от количества точек потребления (душ, раковина, унитаз), а так же от количества проживающих (второстепенный показатель). Стоит учесть и мощность (тип) насоса.

Резервуары горизонтальной установки менее надежны, чем вертикальной

Рекомендации по эксплуатации

Неисправность, чаще всего встречающаяся у гидроаккумуляторов, это разрыв резиновой мембраны. Произойти это может из-за резкого скачка давления во время закачки, либо по причине износа материала от долгой эксплуатации. Потеря мембраной герметичности незамедлительно скажется на напоре воды в водопроводной сети. Он резко снизится, либо начнёт скакать, то увеличиваясь, то падая практически до нуля.

Подтвердить разрыв мембраны может только разбор корпуса бака. Одновременно с этим, производится и установка новой резиновой перегородки между внутренними отсеками аккумулятора. Пошагово весь процесс выглядит таким образом:

• Гидроаккумулятор отключается от водопроводной системы.
• Отвинчиваются болты, крепящие горловину, или две половины бака (в зависимости от модели).
• Старая мембрана удаляется и заменяется целой.
• Корпус собирается в обратном порядке, болты крепко затягиваются.
• Устройство вновь подсоединяется к водоснабжению и запускается в работу.
• Проверяется реле, не сбились ли настройки за время ремонтных работ.

Это общий принцип ремонта, конкретные нюансы замены мембраны могут различаться у разных модификаций бака.

Принцип работы

Аккумулирующий бак начинает накапливать избыточное тепло в верхней части емкости после полного обогрева помещения. По мере охлаждения гидроаккумулятор постепенно выделяет тепло в системы отопления.

От емкости гидроаккумулятора зависит, сколько раз в течение суток будет загружаться твердотопливный котел.

В основе работы аккумулирующего бака лежит использование высокой теплоемкости воды, которая при остывании на 1 °C выделяет в несколько раз большее количество тепла на обогрев 1 м 2 помещения.

Для расчета объема аккумулирующей емкости используют соотношение — 25 – 30 л емкости на 1 кВт мощности твердотопливного котла.

Например, для котла мощностью 20 кВт объем бака будет составлять от 500 до 600 л.