Как выбрать объем гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Гидроаккумулятор. Назначение, настройка, выбор объема.

Гидроаккумулятор (расширительный мембранный бак) служит для поддержания давления в напорной системе водоснабжения, и при использовании совместно с реле давления позволяет создать автоматическую станцию на базе погружного или поверхностного насоса. Основное назначение гидроаккумулятора в системе — поддержание и плавное изменение давления жидкости в системе.

Дополнительные функции, которые выполняет гидроаккумулятор, следующие:

Защита от гидроудара (изменения давления в жидкости, вызванного мгновенным изменением её скорости)
Обеспечение минимального запаса воды
Ограничение повторно-кратковременных включений насоса

Таким образом, именно гидроаккумулятор позволяет сделать возможным использование реле давления и автоматизировать процесс подачи воды. Без гидроаккумулятора, реле не может работать корректно, поскольку мгновенное изменение давления в системе (в момент открытия крана, отключения или подключения новых потребителей, включения или выключения насоса и т.п.) вызывало бы постоянное срабатывание реле. А это, в свою очередь, ведет к нестабильности подачи, перегреву или поломке электродвигателя, поломке реле.

Так как вода практически не сжимаема, то включение насоса в системе с реле давления, но без гидроаккумулятора, вызвало бы мгновенное увеличение давления в системе и реле тут же среагировало бы на это и отключило насос. С другой стороны, при открытии крана давление тут же упало бы и реле среагировав, включило насос.

Коэффицент сжимаемости воды = 5 x 10^10 1/ Па. Т.е. увеличение давления воды (напора, создаваемого насосом) практически не вызывает изменения её объема (это сотые доли процента). Поэтому давление менялось бы в системе с большой скоростью, что вызывало бы постоянное срабатывание реле.

Надо четко уяснить, что гидроаккумулятор никакого давления не создает и потребителю воду сам не качает — все это делает насос. Он только поддерживает то давление жидкости, которое в нем создано насосом и подает воду в тот момент времени, пока открыт кран потребителя и насос не включился. Например вопрос «Какой объем гидроаккумулятора мне нужен если у меня два душа?» не совсем корректен. Потому что при пользовании душем (одним или двумя), гидроаккумулятор подает воду только до момента включения насоса, а затем все оставшееся время пользования воду подает только насос. И остановится он только после того, как все краны перекроются и давление в баке поднимется до давления выключения.

Иногда бывает так, что насос выключается даже в то время, когда потребители пользуются водой. Однако такой режим работы нежелателен (поскольку через короткое время насосу опять придется включиться) и говорит о том, что подбор насоса и/или настройки всей системы выполнены неправильно (в большинстве таких случаев надо изменить настройки реле давления).

Любой гидроаккумулятор разделен мембраной на две полости: воздушную и водяную. За счет подачи воды под давлением в водяную полость бака, мембрана расширяется и сжимает воздух в воздушной полости. Тем самым мембрана уравновешена давлением с двух сторон (P1V1 = P2V2). Давление будет расти до тех пор, пока насос не отключится по уставке реле давления (давление отключения насоса). В момент начала расхода воды, воздух давит на мембрану, тем самым, выталкивая воду из гидроаккумулятора. Давление воды медленно падает и при достижении давления включения насоса, реле замкнет контакты и насос запустится. Такова принципиальная схема автоматической работы насоса совместно с гидроаккумулятором и реле давления.

Каким должно быть давление воздуха в воздушной полости гидроаккумулятора?

Давление в воздушной полости гидроаккумулятора должно быть на 10% меньше давления включения насоса.

Причем давление воздуха нужно измерять только на отключенном от системы баке (без давления воды). Давление воздуха нужно регулярно контролировать и по необходимости приводить в норму, это заметно продлит жизнь мембране. С этой же целью не рекомендуется делать перепад давления между включением и выключением насоса слишком большим. Оптимальным является перепад в 1,0-1,5 атм. Бóльшие перепады сильнее растягивают (нагружают) мембрану, тем самым уменьшая её срок службы, и более того, большие перепады давления не комфортны при пользовании водой.

Гидроаккумуляторы рекомендуется устанавливать в местах не подверженных затоплению и с невысокой влажностью. В этом случае фланец гидроаккумулятора прослужит намного дольше. Поскольку никаких нагрузок баком не воспринимается, нет необходимости в дополнительном креплении. Гидроаккумулятор можно просто устанавливать на пол на штатные опоры.

При выборе конкретной марки гидроаккумулятора следует обратить внимание на материал мембраны, наличие сертификатов и санитарно-гигиенических заключений, удостоверяющих, что гидроаккумулятор предназначен для использования в системах с питьевой водой. Также не лишним будет убедиться в наличии запасных мембран и фланцев, чтобы в случае проблем не пришлось покупать полностью новый бак.

Максимальное давление, на которое рассчитан гидроаккумулятор, не должно быть меньше максимально возможного давления в системе (например, при поломке реле давления). Именно поэтому большинство баков рассчитаны на давление в 10 бар.

Часто возникает вопрос о том, сколько воды находится в гидроаккумуляторе?

Например, если отключат электричество, сколько литров воды можно будет использовать?

Это значение зависит от установок реле давления. Как нетрудно догадаться, чем выше разница по давлению, между включением и выключением насоса, тем больше воды войдет в гидроаккумулятор, однако эту разницу необходимо лимитировать по причинам изложенным выше.

В качестве примера мы приводим таблицу заполняемости гидроаккумуляторов.

P воздуха, бар	0,8	0,8	1,8	1,3	1,3	1,8	1,8	2,3	2,3	2,8	2,8	4,0
P вкл.нас., бар	1,0	1,0	2,0	1,5	1,5	2,0	2,0	2,5	2,5	3,0	4,0	5,0
P выкл.нас., бар	2,0	2,5	3,0	2,5	3,0	2,5	4,0	4,0	5,0	5,0	8,0	10,0
Общий объем бака, л	Запас воды, л
19	5,70	7,33	4,43	4,99	6,56	2,53	7,09	5,37	7,46	6,02	8,11	8,35
24	7,20	9,26	5,60	6,31	8,28	3,20	8,96	6,79	9,43	7,60	10,24	10,55
50	15,00	19,29	11,67	13,14	17,25	6,67	18,67	14,14	19,64	15,83	21,33	21,97
60	18,00	23,14	14,00	15,77	20,70	8,00	22,40	16,97	23,57	19,00	25,60	23,36
80	24,00	30,86	18,67	21,03	27,60	10,67	29,87	22,63	31,43	25,33	34,13	35,15
100	30,00	38,57	23,33	26,29	34,50	13,33	37,33	28,29	39,29	31,67	42,67	43,94
200	60,00	77,14	46,67	52,57	69,00	26,67	74,67	56,57	78,57	63,33	85,33	87,88
300	90,00	115,71	70,00	78,86	103,50	40,00	112,00	84,86	117,86	95,00	128,00	131,82
500	150,00	192,86	116,67	131,43	172,50	66,67	186,67	141,43	196,43	158,33	213,33	219,70
750	225,00	289,29	175,00	197,14	258,75	100,00	280,00	212,14	294,64	237,50	320,00	329,55
1000	300,00	385,71	233,33	262,86	345,00	133,33	373,00	282,86	392,86	316,67	426,67	439,39

Согласно этой таблице, в 200 литровом гидроаккумуляторе при следующих установках реле давления:
Включение насоса — 1,5 бар
Выключение насоса — 3,0 бар
Давление воздуха — 1,3 бар

Запас воды составит 69 литров, что составляет примерно треть от всего объема.

В заключение несколько слов о необходимом объеме гидроаккумулятора.

Минимальный рекомендуемый объем вычисляется по следующей формуле:

A_max — расчетный максимальный расход воды (литр/мин)
К — коэффициент, зависящий от мощности электродвигателя насоса (см. таблицу ниже)
P_max —давление выключения насоса, бар
P_min — давление включения насоса, бар
P_возд. — давление в воздушной полости гидроаккумулятора, бар

Мощность насоса, кВт					0,55-1,5		2,2-3,0		4,0-5,5		7,5-9,0
Коэффициент К					0,25		0,375		0,625		0,875

Выберем минимально необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения на базе насоса Водолей БЦПЭ 0,5-50 У со следующими установками:

P_max = 3,0 бар
P_min = 1,8 бар
P_возд. = 1,6 бар
А_max = 2,1 м³/ч (35 л/мин)
K = 0,25 (так как мощность насоса находится в диапазоне 0,55–1,5 кВт)

Выбираем следующий ближайший объем гидроаккумулятора — 35 л.

Отметим, что объем бака на уровне 24-50 литров прекрасно согласуется с другими методиками расчета гидроаккумуляторов для бытовых систем водоснабжения и эмпирическими рекомендациями различных производителей насосного оборудования.

Бóльший объем следует выбирать в том случае, если имеют место быть частые выключения электроэнергии, однако надо помнить, что в любом случае вода заполняет примерно треть общего объема (см. выше таблицу заполняемости). И конечно, чем более мощный насос установлен в систему (актуально для насосов мощностью 1,1 кВт и выше), тем больший размер гидроаккумулятора необходимо предпочесть, это сократит число повторно-кратковременных включений и продлит срок службы электродвигателя насоса.

Покупая гидроаккумуляторы больших объемов, надо отдавать себе отчет в том, что водой надо регулярно пользоваться, поскольку при длительном простое, её качество начинает ухудшаться. Ведь использовать всю воду из гидроаккумулятора объемом 24 или 50 литров гораздо проще и быстрее, чем из 100 или 200 литрового.

С моделями и ценами на гидроаккумуляторы можно ознакомиться в разделе «Принадлежности к насосам».

На основании каких параметров следует выбирать гидроаккумулятор для водоснабжения частного дома

Чтобы водопровод частного дома функционировал без перебоев, важно подбирать подходящий гидравлический аккумулятор – металлическую или пластиковую емкость для подсоединения к насосному оборудованию водоснабжения. Внутренняя часть резервуара используется для хранения резервного объема жидкости под определенным давлением, что позволяет не остаться без воды при перебоях в энергоснабжении. Но прибор имеет и другие полезные функции, которые требуется учитывать при его выборе.

Читать еще: Как утеплить уже построенный кирпичный дом

Назначение гидравлического аккумулятора

Конструктивные элементы гидробака: корпус, ниппель для подсоединения, прокладка из полипропилена и грушевидная диафрагма из резины, препятствующая контакту воды с внутренней поверхностью корпуса.

Помимо сохранения водного резерва, гидроаккумулятор также используется для таких целей:

поддерживание стабильного давления в водоснабжающей системе;
снижение частоты пуска и остановки напорного оборудования;
защита помпы от изнашивания;
предохранение от гидроударов.

Напорная установка, оборудованная гидравлическим аккумулятором, позволяет больше экономить на расходе электроэнергии и воды.

Диафрагма, находящаяся внутри, герметично подключается к корпусу посредством фланца, оснащенного штуцером с резьбой для подсоединения к системе водообеспечения. Напор возникает благодаря воздуху между стенками прибора и диафрагмой.

Жидкость из колодца или скважины под давлением 1,5–2 атмосферы увеличивает в объеме присоединенную к системе водоснабжения мембрану. В результате происходит сжатие воздуха, что приводит к еще большему росту давления. При достижении определенного уровня посредством реле прекращается подача электричества, и помпа выключается. Дальше, по мере расходования резервного запаса, реле фиксирует снижение давления, запускает насосное оборудование и цикл повторяется.

Виды гидроаккумуляторов

Гидробаки в зависимости от варианта их монтажа бывают вертикальные и горизонтальные. Конструктивно они отличаются только в одном: первые при объеме больше 50 литров оборудованы клапаном для стравливания воздуха, который скапливается в водном отсеке и снижает эффективность работы устройства.

В горизонтальных аккумуляторах объемом 50–100 литров клапан установлен в боковом торце. Воздух из отсека для воды в гидробаках меньше 50 литров стравливают, полностью сливая жидкость.

Главные критерии выбора устройства для загородного дома

Подбор бака по типу установки выполняется с учетом размеров помещения, где он будет стоять. Приобретают аккумулятор, подходящий по габаритам для монтажа в выбранном месте. Не следует ставить его впритирку к стенкам и мебели – необходимо пространство для обслуживания и ремонта.

Рабочее давление прибора нужно установить на 0,1–0,5 атмосферы меньше показателя для автоматического запуска насосного оборудования. Например, насос включается при значении в 1,6 атмосферы. Давление в аккумуляторе должно составлять 1,3–1,5 атмосферы. Это минимальный показатель, при котором работает гидробак. Немаловажно учитывать и максимум давления, безопасный для накопителя. Его значение может доходить до 8–10 атмосфер.

Излишнее завышение уровня давления в гидробаках может привести к поломкам смесителей, бытовой техники, насоса. Показатель в 1,5 атмосферы рассчитан, основываясь на многочисленных технологических испытаниях.

Обращают внимание и на материал, из которого изготовлены накопители. Лучше выбирать резервуары из стали. Они более надежны, так как корпус из пластика может деформироваться. Диафрагма защитит металлические стенки от ржавчины. Но стальные устройства более сложные в установке, так как они много весят.

Материал «груши» различается стойкостью к высокой либо низкой температуре, сроком службы:

Резина из натурального каучука достаточно эластична, но при этом у нее низкая устойчивость к диффузии воды. Ее используют при температуре от 0 до 50 градусов тепла.
Искусственная резина из бутила не такая эластичная, но с большим сроком службы. Температурный диапазон от 10 градусов мороза до 100 градусов тепла.
Искусственная резина из этилен-пропилена по качеству и надежности превосходит первые виды.

Если в руководстве к гидравлическому аккумулятору указано, что установлена диафрагма из пищевой резины EPDM, ее срок службы достаточно долгий даже при интенсивном использовании устройства. Диапазон температурных режимов от 50 градусов мороза и 130 градусов тепла.

Необходимо учитывать конструктивные особенности установки мембраны. Она может быть встроенной и сменной. У последних вариантов есть преимущество, так как при разрыве диафрагмы она очень просто меняется. Деталь извлекают из гидравлического аккумулятора через фланцевое крепление на горловине бака. В процессе выполнения ремонтных работ накопителя с большим внутренним объемом следует заранее проверить наличие дополнительного крепления мембраны с другой от фланца стороны.

Расчет необходимого объема

Рассчитать объем подходящего гидроаккумулятора для водоснабжения частного дома возможно после определения причин, которые привели к необходимости его монтажа:

Разгрузка насоса. Ввиду того, что напорные устройства рекомендовано запускать не больше 30 раз в течение часа, и в быту, как правило, применяют модели с производительностью до 40 л/мин, для домашнего использования подойдут аккумуляторы с объемом около 100 литров. Они решают проблемы с необходимостью частого запуска насосного оборудования.
Поддержка требуемого напора. Когда насос не работает, создать требующееся давление воды способно даже устройство с объемом бака всего 24 литра. Такие обычно приобретают для небольших квартир со стандартным количеством точек водозабора. Установит бачок можно в любом месте водопровода, но для улучшения эффективности следует монтировать его максимально близко к насосу.
Создание резервного запаса. Если возникла необходимость в резервном источнике воды при отключении электроэнергии, следует приобретать столитровые модели. Полезный объем гидробака в среднем равняется 40 процентам от заявленного.

Если аккумулятор требуется для компенсации нехватки воды в пиковые периоды, чтобы рассчитать объем агрегата, применяют специальные формулы. Они учитывают производительность и коэффициент мощности напорного оборудования, расход воды, водяное и воздушное давление и другие параметры. Вариантов много, и точно определить нужный показатель может только человек, который хорошо умеет считать.

Например, можно применить такое уравнение:

O = K х R х (Dmax + 1) х (Dmin+1) / (Dmax-Dmin) – (P + 1), где:

K – коэффициент мощности напорного аппарата;
Rmax – максимальный запланированный расход жидкости в литрах в минуту;
Dmax – уровень давления жидкости в гидробаке для выключения насосного устройства;
Dmin – наименьший предел давления воды для запуска помпы;
Р – давление воздуха в накопителе.

Последние три значения берутся в барах.

Особенность метода в том, что даже при получении результата 38,5 или 42,7 литра, приобретать потребуется пятидесятилитровый накопитель.

Если в расчетах допущена ошибка либо после установки увеличился расход воды, всегда можно поставить еще один гидравлический аккумулятор. Они будут действовать как один накопитель.

Приобретать гидробак с объемом свыше 100 литров – рационально при частых и продолжительных перебоях с энергообеспечением дома, когда необходим значительный резерв питьевой воды либо при большом расходе жидкости. Иначе вода застоится и утратит свои вкусовые качества. Однако баки небольшого объема практически не дают защиты от гидроударов. Такие больше подходят для дачи.

Пятидесятилитровый гидроаккумулятор можно выбрать для семьи из 4 человек. Оптимальная производительность устройства должна быть приблизительно два кубометра в час.

Сравнение популярных моделей

Качество приглянувшегося аккумулятора можно проверить, почитав отклики пользователей в интернете. Помимо этого предпочтительнее покупать известные бренды. Такие фирмы не станут рисковать репутацией и продавать некачественную продукцию. На основе отзывов можно составить рейтинг популярных моделей. Он позволит сравнить технические показатели и выбрать прибор, который подойдет именно вам.

Рейтинг гидроаккумуляторов для систем водоснабжения:

Производитель	Модель	Сравнение параметров					Мнение владельцев
Производитель	Модель	Емкость	Давление	Температура	Расположение	Цена	Мнение владельцев
Джилекс	50 ГП	50 л	8 атм.	Максимум 99 градусов	Горизонтальное	3000 руб.	Надежный и простой в обслуживании, но сменную мембрану в продаже найти нелегко.
Беламос	24 SS	24 л	6 атм.	Максимум 45 градусов	Горизонтальное	3500 руб.	Отлично подходит для небольшого частного дома.
Джилекс	Тополь 100 ВМ	100 л	10 атм.	Максимум 99 градусов	Вертикальное	4500 руб.	Хорошая сборка, насос включается намного реже.
Рефлекс	DE 100 HW	100 л	10 атм.	Максимум 70 градусов	Вертикальное	13000 руб.	Качественный немецкий бренд, но часто рвется мембрана, а заменять дорого.
Вестер	WAV 12	12 л	10 атм.	Максимум 99 градусов	Вертикальное	1200 руб.	Простой, недорогой, перед установкой стоит проверить на герметичность.

Сравнительный обзор поможет определиться с характеристиками желаемого бака, даже если его нет в списке популярных моделей.

Гидробак необходим для бесперебойной работы системы водоподачи, особенно в загородном доме, где установлен скважинный насос. Правильный выбор позволит уберечь технику от износа и всегда оставаться с запасом воды.

Особенности выбора и эксплуатации гидроаккумуляторов для водоснабжения

Гидроаккумулятор (гидробак) — металлическая емкость, предназначенная для подключения к насосам водоснабжения, внутри которой хранится резервное количество воды под заданным давлением. Укомплектовав насос гидроаккумулятором вы всегда будете иметь в доме небольшой запас питьевой воды, даже при отсутствии электроэнергии.

В данной статье мы рассмотрим гидроиаккумулятор для систем водоснабжения, изучим его назначение, устройство и принцип действия. Также вы узнаете о разновидностях такого оборудования, особенностях его выбора, расчета и подключения.

Читать еще: Герметизация швов в панельном доме технология

1 Назначение, устройство и принцип действия

Первоначально внесем ясность в терминах — гидробак и расширительный бак не есть одинаковые устройства. Гидроаккумулятор используется в системах водоснабжения частного дома, устроенных на подаче воде с помощью насоса из внешнего источника, тогда как расширительный бак устанавливается в системы отопления и горячего водоснабжения с целью стабилизации их давления и предотвращения возникновения гидроударов.

Рассмотрим основные функции гидробака в системах водоснабжения:

устройство предотвращает износ насоса из-за частого включения — поскольку в резервуаре постоянно содержится вода, насос будет запускаться только при его опустошении, что позитивным образом скажется на долговечности агрегата;
гидроаккумулятор снижает вероятность возникновения гидроударов в трубопроводе при включении насоса, также он поддерживает стабильное давление в системе, предотвращая колебания напора при одновременном использовании нескольких кранов;
бак обеспечивает постоянный запас воды, что особенно важно в загородных домах с проблемным электроснабжением.

Устройство гидробака состоит из непосредственно металлического резервуара и находящийся внутри него мембраны, которая разделяет емкость на две камеры — одна для воды, вторая для воздуха. Камера для воды выполнена из бутила — санитарно безопасной разновидности резины, хранящаяся в ней жидкость не контактирует с металлическими стенками бака. Подача и отвод воды происходит через два резьбовых патрубка, к которым подключаются трубопроводы, патрубки имеют идентичный диаметр.

За регулирования давления в камере для воздуха отвечает пневмоклапан. Гидроаккумуляторы большого объема (100 литров и выше) оснащены обратным клапаном, который нужен для стравливания воздуха из водяной камеры. Аналогичную функцию в небольших баках выполняет запорный кран. Стандартное давление воздуха в гидроаккумуляторе — 1.5-2 Бар.

Принцип работы гидробака достаточно прост. Первоначально насос закачивает в бак воду, и когда накопительная емкость заполняется, реле давления фиксирует это и отключает насос, прекращая подачу. Далее по мере использования резерва воды реле определяет понижение давления, включает насос и цикл повторяется.
к меню ↑

1.1 Разновидности гидробаков и особенности их расчета

В зависимости от формы корпуса данное оборудование делится на два типа — гидроаккумулятор горизонтальный и вертикальный. Между ними имеется лишь одно конструктивное отличия — вертикальные баки объемом более 50 литров оснащены краном для стравливания воздуха, который накапливается в камере для воды и снижает эффективность работы устройства. В горизонтальных баках объемом 50-100 л кран расположен в торцевой части сбоку корпуса.

Во всех гидроаккумуляторах объемом менее 50 литров стравливание воздуха из водяной камеры происходит посредством полного слива воды. Выбор формы бака осуществляется исходя из размеров помещения, где он будет смонтирован. Никаких хитростей тут нет — брать нужно тот резервуар, который лучше впишется в отведенное для него место.

Более сложным является выбор бака по параметру производительности. Тут нужен расчет оборудования, который поможет определить его требуемый объем.

Расчет выполняется по формуле: O = K*Rmax*(Dmax + 1)*(Dmin+1)/(Dmax-Dmin) — (P + 1), в которой:

K — коэффициент мощности подключенного к гидробаку насоса;
Rmax — наибольший планируемый расход литров воды в минуту;
Dmax — уровень давления воды в баке для выключения насоса (Бар);
Dmin — граница давления воды для включения насоса (Бар);
Р — давление воздуха в гидробаке (Бар).

Коэффициент насоса зависит от мощности его двигателя:

мощность 0.55-1.5 кВт — коэффициент 0.2;
2-3 кВт — 0.375;
4-5.5 кВт — 0.625;
5-9 кВт — 0.875.

Расчет практически любых гидроаккумуляторов для бытовых стаций водоснабжения покажет, что необходимо использовать бак объемом 25-50 литров. Это оптимальный объем под большинство насосов для скважин и колодцев, которого будет достаточно для полноценного водоснабжения частного дома.

Брать гидроаккумулятор большего объема (75 и 100 л) имеет смысл при частом и длительном отключении энергоснабжения дома, когда нужен серьезный запас питьевой воды. В обычных условиях покупать бак «с запасом» бессмысленно, так как неиспользуемая вода в нем будет застаиваться и терять свои вкусовые качества.
к меню ↑

1.2 Как выбрать гидроаккумулятор? (видео)

2 Схемы подключения и особенности монтажа

Выбор схемы подключения гидробака нужно осуществлять исходя из возложенных на него функций. Всего существует 3 схемы подключения:

Для подключения гидробака и его ввода в эксплуатацию вызывать специалистов не нужно, все можно сделать своими руками. На пол либо стену бак крепится с помощью анкеров, при этом обязательно нужно подкладывать под монтажную пластину прокладку из виброизоляционного материала. Подключение труб к патрубка накопительной емкости осуществляется через специальные гибкие переходники, которые идут с ним в комплекте.

После того, как монтаж бака закончен, выполняется его регулировка — первоначально нужно определить давление в гидроаккумуляторе, что можно сделать посредством обычного манометра. На корпусе бака вы найдете золотник, к которому присоединяется измерительный прибор. Нормальным уровнем давления считается 1.5 Бар, если его фактическая величина отличается, то необходимо подкачать воздух с помощью насоса.

Как уже было сказано, вода внутри емкости находится в резиновой «груше», окруженной воздухом. Чем больше в баке воздуха, тем сильнее груша сжимается и теряет свой максимальный размер. И наоборот — чем меньше воздуха, тем больше и вместительнее груша, но меньше давление подачи воды. Вы можете регулировать давление в пределах 1-2 Бар на свое усмотрение, добиваясь желаемого режима работы гидробака.

Также необходимо настроить реле давление. Под крышкой корпуса реле находится пара пружин (большая и малая). Изменение их положения позволяет задать минимальный и максимальный уровень давления, при котором станция будет включать насос. За минимальный уровень, при котором начинается подача воды, отвечает большая пружина. Малой пружиной задается требуемая разница давлений.

2.1 Неисправности и рекомендации по ремонту

Наиболее частой поломкой гидроаккумулятора является потеря герметичности между рабочими средами — водой и воздухом, что происходит вследствие износа либо повреждения резиновой мембраны (груши).

Причиной разгерметизации мембраны является износ резины, что происходит вследствие ее растягивания водой при недостаточном уровне давления воздуха резервуаре. Также ускоренный износ провоцирует ускоренная выкачка воды из бака — после полного опустошения мембрана сворачивается в плоский лист с сильно загнутыми краями.

Пытаться восстановить износившуюся мембрану своими руками бессмысленно, поскольку никакие латки не вернут ей полную герметичность. Потребуется купить новую мембрану, соответствующую размерами вашему баку, и заменить поврежденную деталь.

Алгоритм действий следующий:

Выполняется полный слив воды из бака и резервуар отсоединяется от трубопровода.
Выкручиваются болты, фиксирующие фланец на тыльной стороне емкости, также демонтируется гайка золотника подкачки воздуха.
Золотник проталкивается через отверстие внутрь бака, после чего мембрана изымается из корпуса.
Внутренняя полость бака, при необходимости, очищается от коррозии и отложений с помощью наждачки либо щетки по металлу.
Выполняется установка новой мембраны, продевается и фиксируется гайкой золотник.
Края мембраны разравниваются на горловине емкости, после чего монтируется фланец с равномерной затяжкой болтов.
После сборки в гидроаккумулятор закачивается расчетное количество воздуха и выжидается 12 часов, по истечению которых проверяется герметичность бака. Если потерь давления нет, устройство подключается к подающему трубопроводу.

Минусы большого ГА на семью из 4х человек

Для обеспечения принудительной циркуляцией среды в системах водоснабжения используются различные насосы. Но если проанализировать их суточный, недельный или месячный график, то он представляет собой череду фаз: рабочей (агрегат находится в активном состоянии и обеспечивает перепад давления) и простоя (насос не работает ввиду отсутствия потребления). Чем чаще эти фазы меняют друг друга, тем выше потребление электроэнергии, износ узлов агрегата и риск появления гидроударов в системе. Нивелировать весь этот негатив можно, если свести к минимуму количество пусков двигателя насоса, для чего в процессе проектирования рассчитывают и подбирают расширительный бак или гидроаккумулятор. Одним из ключевых критериев в этом процессе является определение оптимального объема емкости. В этой статье мы постараемся разобраться в том, каким он должен быть, к примеру, для обеспечения потребностей среднестатистической семьи из 4-х человек.

Устройство, виды и принцип работы

В большинстве случаев гидроаккумулятор представляет цилиндрическую емкость со сферическими, полусферическими, эллиптическими и т. п. днищами (это необходимо равномерного распределения давления на стенки бака). Внутри она разделена на две, взаимодействующие через эластичную мембрану полости: воздушную (газовую) и водную. Для изготовления барьера используют различные виды резины: натуральные и синтетические (бутадиеновая, этиленпропиленовая, бутиловая).

На сегодняшний день используется два основных конструктивных типа мембран:

Диафрагменная. Имеет концентрическую тарельчатую форму и крепится по периметру бака в экваториальной его плоскости;
Грушевидная. По форме напоминает баллон, одна сторона (дно) которого – глухая, а вторая – имеет специальную отбортовку для крепления на фланце бака. Последний находится на одном из донышек емкости.

Читать еще: Как правильно утеплить каркасно щитовой дом

Разница между обеими схемами очевидна:

В первом варианте и воздушный, и водный объем находится во внутренней полости бака, только разделен посередине мембраной;
Во втором варианте водный объем находится внутри груши, а воздушный – между ней и внутренними стенками бака.

В любом случае, на одном из торцов гидроаккумулятора фланец с клапаном для подачи/отвода воды, а на другом – для воздуха. Давление в баке и системе устанавливается за счет изменения объемов двух полостей. Это хорошо видно на примере последней иллюстрации, поэтому можно сформулировать и принцип действия такой установки:

На начальном этапе, когда насос не работает, когда нет водоразбора, а давление в системе устоявшееся, водная полость остается пустой, соответственно, воздушная – имеет максимальный объем;
При включении насоса, вода начинает прибывать в бак и вытеснять воздух. Последний давит на тарелку клапана, перекрывая его;
Поскольку вода по своим физико-механическим характеристикам является практически несжимаемой средой, то уменьшается в объеме воздушная полость. Соответственно, при этом в ней растет давление, которое контролируется соответствующим реле. Как только пороговая отметка будет достигнута, оно отключает насос от сети;
При начале водоразбора, например, когда потребитель откроет кран, вода из бака под давлением идет в подающую линию, позволяя тем самым насосу оставаться выключенным.

Как не трудно догадаться, реле даст напряжение на контакты насоса в тот момент, когда давление в баке достигнет нижней пороговой отметки и описанный выше цикл повторится вновь.

Еще одним, возможно основным, принципом классификации гидроаккумуляторов является способ установки: вертикальный и горизонтальный. Принцип действия у них один и тот же, а основное же отличие заключается в схеме удаления воздуха, который скапливается в системе. В баках вертикального типа специальный клапан расположен в верхней части, а при горизонтальной компоновке оборудуется специальный участок трубопровода вне бака. Подобные решения используются при объемах емкости выше 50-100 л, а на малогабаритных гидроаккумуляторах, независимо от схемы монтажа, стравливание воздуха проводят путем полного слива воды.

Подбор объема

Очевидно, что для обеспечения оптимальных условий работы системы водоснабжения, гидроаккумулятор в первую очередь выбирают исходя из требуемого объема. При этом можно воспользоваться как общими (приближенными) рекомендациями, так и взять на вооружение вполне конкретные методики расчета. В первом случае на окончательный выбор может повлиять то, с какой целью предполагается использовать емкость. Вариантов здесь, как показывает практика, предостаточно.

Минимизация количества пусков насоса

С точки зрения экономии электроэнергии и продления ресурса работы, насос должен включаться не более 30 раз в час. Для примерного подсчета объема в этом случае придется учесть еще два параметра:

Производительность насоса (QH). В большинстве бытовых агрегатов она равна примерно 2-3 м3/час (2000-3000 л/час);
Полезный объем гидроаккумулятора (VЭФ). Это количество воды, которое может быть извлечено из бака в пределах минимального и максимального давлений срабатывания реле (соответственно, включения и отключения насоса). На практике он составляет порядка 40% от общего объема емкости.

Чтобы обеспечить это условие, нужно выбирать бак общим объемом, как минимум:

Резервный источник воды

Случаев, когда пропадает электричество, а значит, насос не работает – предостаточно. В такой ситуации полезный объем воды в гидроаккумуляторе вполне можно использовать, как резерв без необходимости отбора ее из системы. Очевидно, что минимальное значение должно определяться по предыдущей методике, а оптимальное – с учетом количества потребителей и примерного расхода воды.

Так, в большинстве случаев для семьи из 1-2 человек достаточно бака емкостью от 24 л, при трех потребителях – от 50 л, а при четырех и более – от 100 л. Первое, что приходит на ум в этой ситуации – чем больше объем, тем лучше. Но, не следует забывать, что резерв воды – это скорее побочный эффект или бонус, нежели основная функция. Здесь главное не переборщить, чтобы не возникло неприятных последствий (об этом далее), а лучше использовать специальные емкости, которые именно для этого и предназначены.

Минимальный объем ГА

Для проведения теоретических расчетов можно использовать следующую зависимость:

В этой формуле: К – коэффициент мощности двигателя; Аmax – максимальный расход насоса, л/мин; Рmin, Рmax – давление включения и выключения насоса, бар; Рвозд – давление воздуха в камере ГА, бар. Все эти параметры приводятся в перечне технических характеристик устройств.

Подбор гидроаккумулятора — как правильно выбрать нужный объем?

Гидроаккумуляторы известные еще как расширительные мембранные баки играют важную роль для напорной системы водоснабжения. При комбинации их с реле давления создается автоматическая станция, базой которой выступает погружной или поверхностный насос. Основное назначение гидроаккумулятора поддерживать и плавно изменять давление жидкости, функционирующей в системе. Что касается дополнительных опций, они заключаются в следующем:

Предупреждение гидроударов, возможных при изменении давления жидкости из-за изменения их скорости;
Поддерживать минимальный запас воды;
Ограничивать дублирующие кратковременные старты насоса.

Именно благодаря своим возможностям, гидроаккумулятор нормализует работу реле, автоматизирует подачу воды, исключая нестабильные подачи и перебои, вязанные с перегревом и поломкой э/двигателя. Для того чтобы сделать правильный подбор гидроаккумулятора для водоснабжения необходимо знать важные принципы.

Принцип работы гидроаккумулятора

Большинство потребителей считают, что гидроаккумулятор качает воду, но это предположение ошибочно, так как, за подачу отвечает насос, а он сохраняет созданное давление и поддерживает его до момента, пока пользователей не открыл кран.

Чтобы понять принцип функционирования данного устройства, стоит рассмотреть процесс детально. Бак гидроаккумулятора разделен мембраной на две части: 1-я — воздушная и 2-я — водяная. При подаче воды под давлением жидкость заполняет последнюю, расширяя мембрану и тем самым, сжимая воздушный отсек. Таким образом, давление с обеих сторон получается равным, однако оно будет расти до момента отключения насоса. Когда пользователь системы начинает расходовать воду, оставшийся в отсеке воздух давит на мембрану, а она в свою очередь выталкивает жидкость. Происходит постепенное снижение давления. В момент достижения определенного уровня срабатывает реле и вновь активируется работа насоса.

Критерии выбора гидроаккумулятора для водоснабжения

Перед тем как приобрести гидроаккумулятор, будущим пользователям необходимо определиться со следующими критериями:

Разновидность: вертикальное или горизонтальное устройство.
Объем.

Название полностью соответствует типу монтажа. Для того, чтобы определить установка какого плана целесообразнее, специалисты рекомендуют обратить внимание на способ ликвидации скапливающегося воздуха, образующего воздушные пробки. Откуда он берется? Не секрет, что в воде присутствует растворенный воздух, соответственно при функционировании водоснабжающей системы, он скапливается в различных местах. Для ликвидации на больших (более 100 л) горизонтального плана гидроаккумуляторах предназначен специальный ниппель.

На установках вертикального типа (более 100 л) воздух базируется поверху, поэтому ликвидировать его можно посредством воздухо-отделительного клапана, который отсутствует на всех гидроаккумуляторов с малым объемом. Исходя из этого, удалить воздух можно только полностью опорожнив систему. В качестве альтернативного варианта специалисты рекомендуют монтаж дополнительного шарового крана, или произведение периодического стравливания. Для этого необходимо отключить электропитание и открыть кран, душ и т.п

Подбор объема гидроаккумулятора к насосу достаточно трудоемкий процесс. Определить наиболее оптимальный объем достаточно сложно, потому как, данный показатель напрямую зависит от индивидуальных потребностей. Таким образом, производя расчеты важно учесть:

Объективные факторы: количество исходных данных (т.е. сколько единиц сантехнических атрибутов и бытовой техники будет инсталлировано к системе), сколько потребителей планирует пользоваться системой;
Субъективные факторы: как часто планируется включать насос для заполнения гидроаккумулятора, что, если будет включено несколько единиц сантехники и т.д.

Примеры установки гидроаккумулятора

случай: потребитель планирует пользоваться водопроводным краном, душем и краном для полива. В данной ситуации он может не производить расчетов, т.к. решение по стандартной установке водоснабжения с гидроаккумулятором на 24 л – оптимальный вариант и даже если в дальнейшем пользователь увеличит количество точек по разбору воды, достаточно будет приобрести еще один такой же агрегат.
случай: в ситуации, когда количество точек 3 и менее и отсутствует канализация, специалисты гарантируют, что гидроаккумулятор на 50 л отлично справиться с поставленными задачами.
случай: если в доме установлена канализация, водопровод и прочее оборудование, то количество потребляемой воды значительно возрастает и в такой ситуации не обойтись без произведения расчета. Для этого, изначально необходимо определить расход воды по максимуму и узнать мощность насоса, далее подставить переменные в формулу:

Формула расчета обьема гидроаккумулятора

A_max —является расчетным показателем по максимальному расходу воды (литр/мин);

К — коэффициентом, зависящим от мощности электродвигателя насоса;

P_max —давлением отключения насоса (бар);

P_min — давлением для старта насоса (бар);

P_возд. — давлением в воздушной полости гидроаккумулятора (бар).

При возникновении сложностей оптимальным решением станет обращение к специалистам.