Расчет гидроаккумулятора для водоснабжения частного дома

Калькуляторы расчета объема гидроаккумулятора

Одним из основных элементов насосной станции, работающей в автоматическом режиме с управлением по давлению воды в системе, является гидроаккумулятор. Нередко его еще именуют закрытым расширительным баком, хотя такое определение, по правде говоря, в приложении в системе холодного водоснабжения — не вполне корректное. Это устройство выполняет ряд важнейших функций, без которых насосная станция в принципе невозможна, как таковая.

Калькуляторы расчета объема гидроаккумулятора

Одним из основных параметров гидроаккумулятора является его вместительность. Точнее, полный объем бака, который разделен мембраной («грушей») на воздушную и водяную камеры. Важно подобрать такой, чтобы он не занимал лишнего места, то есть, желательно, покомпактнее, и в то же время — делал эксплуатацию домашней системы водоснабжения по максимуму комфортной и экономной. Нужно найти «золотую середину», и помогут нам в этом калькуляторы расчета объема гидроаккумулятора.

Предстоит последовательно решить две задачи, то есть будет предложено два калькулятора. К каждому прилагается краткое пояснение.

Определение оптимального объёма гидроаккумулятора

Существует несколько подходов к выбору оптимального объема этого бака. Например, рекомендуют таблицы, в которых потребителю предлагается исходить и создаваемого в аккумуляторе запаса воды.

В нашем же случае используется формула, которая разработана одним из ведущих производителей подобного оборудования и отлично подходит именно подл случай насосной станции.

Саму формулу приводить не будет – просто перечислим те величины, которые нам потребуется для расчета.

• Примерный максимальный расход воды, выраженный в литрах в минуту. Определение этого расхода как раз и станет первым действием в череде наших вычислений.

Калькулятор расчета максимального расхода воды

Пояснения по расчету расхода

Все достаточно просто. Сантехнические приборы и бытовая техника, подключаемая «по воде», характеризуется определённым средним расходом. Если указать те приборы и аксессуары, что имеются или планируются к установке в доме, программа просуммирует их показатели.

Понятно, что все приборы бывают задействованы одновременно крайне редко, а то и вовсе — никогда. Но на этот счет в алгоритме калькулятора есть специальная «плавающая» величина, которая учтет вероятностную составляющую итогового результата.

Полученный результат потребуется для дальнейших расчетов.

Вернемся к величинам для основной формулы.

• Потребуется три значения давления – предварительной накачки воздушной камеры гидроаккумулятора, а также нижний и верхний порог срабатывания насоса. То есть минимальное давление в системе, при котором насос запускается и пополняет бак водой, и максимальное, при котором питание установки отключается.

Эти значения тоже, понятно, берутся не «с потолка». Существуют определенные рекомендации по выбору оптимальных показателей. Информация об этом хорошо изложена и на нашем портале.

Какие показатели давления используются при регулировке насосной станции?

Управление насосной станцией возлагается на реле давления. А при его настройке должны использоваться значения давления, которые обеспечат максимально удобную безопасную для самой системы эксплуатацию. Как и по каким параметрам проводиться регулировка насосной станции – читайте в специальной публикации нашего портала.

• Наконец, необходимо будет указать максимальное количество включений насоса в течение часа. Такая рекомендация очень часто содержится в паспортных данных насосного оборудования. Если нет, то можно руководствоваться следующей рекомендацией:

Желательно, чтобы насос даже при практически беспрерывной работе системы водопровода на максимальном расходе воды включался не чаще, чем 1 раз в 4÷5 минут. То есть получается 12÷15 раз в течение часа.

Все необходимые исходные данные перечислены – можно переходить к расчету.

Калькулятор расчёта рекомендуемого объема гидроаккумулятора

Пояснения по расчету

Особых пояснений тут, наверное, и не требуется – все уже сказано выше. Единственное то, что полученный результат, понятное дело служит лишь ориентиром. Покупать так или иначе придётся из стандартной линейки размеров баков. Как правило, берут ближайший по объему в большую сторону.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Расчёт объёмов гидроаккумуляторов

Таблица 2 Частный дом

Таблица 3 Коммунальный дом

2. Заполните табл. 4. В её второй колонке представлены коэффициенты частоты использования каждого вида оборудования (Сх). В третьей колонке укажите количество устройств каждого вида оборудования в вашем доме (ni). В правой колонке таблицы умножьте значение Сх на ni. Сложив значения этой колонки, получите суммарный коэффициент потребления воды в вашем доме.
Суммарный коэффициент
Су =——————————

Таблица 4 Определение суммарного коэффициента Су

3. В зависимости от полученного значения суммарного коэффициента Су определите значение максимального расхода воды Qмакс, необходимого для вашего дома. Эти значения представлены в табл. 5.
Например, если у вас в доме туалет, душ, кран в раковине, кран на кухне (каждого устройства по одному), то коэффициент потребления

Су =3 + 2 + 6 + 2 = 13.

Ближайшее значение Су в табл. 5 равно 12. Этому значению соответствует максимальный расход воды для вашего дома: Qмакс = 36 л/мин.

4. Для определения объёма гидроаккумулятора надо решить, сколько раз в час допускается включение гидроаккумулятора при максимальной интенсивности потребления. Нормальным считается 10-15 раз. Обращаем внимание на то, что большое значение этого параметра (некоторые компании рекомендуют назначать этот параметр при максимальной интенсивности до 45 включений в час) приводит к частому нагружению мембраны гидроаккумулятора на растяжение-сжатие, а общее количество таких нагружений ограничено прочностью мембраны. Кроме того, если 45 включений в час, это значит, что насос работает до отключения всего около минуты. Обычно производительность бытовых насосов систем индивидуального водоснабжения небольшая, и за минуту просто невозможно заполнить правильно подобранный гидроаккумулятор. Наша рекомендация в назначении этого параметра — 10.
При проверке возможности использования уже существующего гидроаккумулятора в тех случаях, когда в доме добавляется новый источник потребления воды, этот параметр можно принять равным 15.
Требуется также назначить пороги срабатывания реле давления станции водоснабжения (Pмин и Pмакс). Нижний порог Pмин для двухэтажных домов обычно равен 1,5 бар, а верхний порог Рмакс — 3 бар. Тогда, для определения объёма гидроаккумулятора надо воспользоваться следующей формулой:

где V-полный объём гидроаккумулятора, л; Qмакс — максимальное значение потребного расхода воды, л/мин; а — количество пусков системы в час;
Pмин – нижний порог давления при включении насоса, бар;
Pмин — верхний порог давления при выключении насоса, бар; P0 – начальное давление газа в гидроаккумуляторе, бар.
Например, если Qмакс = 36 л/мин, а = 15, Pмин =1,8 бар, Pмакс = 3,0 бар,
Р0 = 1,5 бар, то полный объём гидроаккумулятора:

Ближайшим по габаритам является 150-литровый гидроаккумулятор.
Далее представим наши рекомендации по назначению порогов срабатывания реле давления систем водоснабжения индивидуального дома. Разница порогов срабатывания Рмакс — Рмин определяет величину объёма воды, выдаваемого гидроаккумулятором системы водоснабжения. Чем больше эта разница, тем эффективнее работа гидроаккумулятора, но мембрана в каждом цикле работы нагружается сильнее.
Значение Рмин (давление включения насоса) определяется исходя из значения гидростатического давления (высоты воды) в системе водоснабжения вашего дома. Например, если высота между самой нижней и самой верхней точек разбора в системе равна 10 м, то давление водяного столба — 10 м (1 бар).
Каким должно быть минимальное значение давления Рмин?
Давление воздуха в камере противодавления гидроаккумулятора должно быть больше или равно гидростатическому, то есть в нашем случае — 1 бар. Нижний порог срабатывания Рмин тогда должен быть несколько больше (на 0,2 бар) начального давления воздуха в гидроаккумуляторе.
Однако нам надо, чтобы система работала устойчиво. Самой критичной, с точки зрения стабильности работы, является наиболее высокая точка разбора (например, кран или душ на верхнем этаже). Кран работает нормально, если перепад давления в нем не менее 0,5 бар. Следовательно, давление должно быть 0,5 бар плюс значение гидростатического давления этой точки. Таким образом, минимальное значение давления газа в гидроаккумуляторе Р0 равно 0,5 бар плюс значение приведенного гидростатического давления в точке расположения гидроаккумулятора (расстояние по высоте между верхней точкой разбора и точкой расположения гидроаккумулятора). В нашем случае, если гидроаккумулятор расположен в низшей точке системы водоснабжения, минимальное значение газа в нем Р0 = 1 бар + 0,5 бар = 1,5 бар, а порог срабатывания (включения) насоса Рмин = 1,5 + 0,2=1,7 бар. Если гидроаккумулятор расположен в верхней точке системы, а датчик давления — в нижней, то давление газа в гидроаккумуляторе должно равняться 0,5 бар, а порог включения насоса -1,7 бар.
При назначении верхнего порога срабатывания системы автоматического водоснабжения Рмакс необходимо учитывать несколько моментов, в первую очередь — напорную характеристику насоса. Значение напора, создаваемого насосом и выраженное в метрах водяного столба, разделенное на 10, покажет максимальное значение давления. Однако при этом следует учитывать, что:
— в характеристиках насоса указаны максимальные параметры без учета гидравлических сопротивлений трубопроводов;
— напряжение электрической сети часто не соответствует номинальному значению 220 В, и реальные значения могут быть ниже;
— производители бытовых насосов часто указывают завышенные характеристики;
— при максимальных значениях напора расход насоса минимален и система будет заполняться очень долго;
— при длительной эксплуатации характеристики насоса уменьшаются.
Учитывая вышесказанное, мы рекомендуем назначать величину верхнего порога срабатывания на 30% ниже, чем максимальное значение напора вашего насоса. Однако первоначальным при определении верхнего порога срабатывания является высота вашего дома, вернее, высота системы водоснабжения дома. Величина верхнего порога срабатывания равна высоте системы водоснабжения (выраженной в метрах) плюс 20 м, и разделенная на 10. Вы получите давление, выраженное в барах.
В бытовых системах водоснабжения рекомендуемая разница между нижним и верхним порогами срабатывания — 1,0 — 1,5 бар. Эти значения наиболее приемлемы.
Таким образом, для определения верхнего порога давления включения насоса мы рекомендуем:
а) определить нижний порог давления включения насоса;
б) к полученному значению прибавить 1,5 бар;
в) полученное значение сравнить с напорными характеристиками насоса.
Оно должно быть на 30% ниже максимального значения напора вашего насоса. Таким образом, можно проверить правильность подбора насоса и гидроаккумулятора или возможность использования существующего при установке дополнительного оборудования, потребляющего воду.

Расчёт и Подбор Гидроаккумулятора

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список гидроаккумуляторов соответствующих заданным исходным данным.

Высота от точки присоединения бака до верхней водоразборной точки

Максимальный напор для системы, в месте подключения гидроаккумулятора

Максимальный часовой расход воды

Электрическая мощность одного насоса

Необходимый запас воды
Заполнить только, если запас приоритетнее частоы включения насоса. Подробнее см.ниже.

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Расчёт гидроаккумулятора

В системах водоснабжения, с помощью гидроаккумулятора решают массу задач, и расчёт для каждого из случаев выполняется по различным методикам. Выше приведенный алгоритм расчёта гидроаккумулятора позволяет подобрать баки для решения двух наиболее популярных задач и определяет начальное давление газового пространства, давление включения и отключения насоса.

Первый вариант расчёта гидроаккумулятора – с приоритетом частоты включения насоса. В системах с бустерными станциями, скважинными и повысительными насосами, бак гидроаккумулятор необходим для снижения частоты включения насоса.

Вода – жидкость несжимаемая, поэтому даже кратковременное открытие одного водоразборного крана в многоквартирном доме, может стать причиной включения насоса. Частое включение насоса приводит к быстрому его износу и выходу из строя.

Частота включения связана с электрической мощностью насоса, так, например, насосы мощностью более 8 кВт рекомендуется включать не более 10 раз в час, насосы мощность которых менее 5 кВт – не более 20 раз в час, а насосы мощность которых попадает в диапазон от 5 до 10 кВт не более 15 раз в час. Эта зависимость и лежит в основе вышеприведенного алгоритма расчёта.

Кроме мощности насоса, на допустимую частоту включения влияет ещё множество факторов, так например, чем больше масса подвижных частей, тем ниже допустимая частота включения. Поэтому обращайте внимание на соответствие значений частоты включения полученной в результате подбора гидроаккумулятора и оптимальной частоты для выбранного ранее насоса, а при необходимости повторите расчёт бака.

Второй вариант расчёта гидроаккумулятора – с приоритетом запасённого объёма воды. Рекомендуется для систем, в которых не допускается прекращение подачи воды, но случаются перерывы в подаче электроэнергии или воды из систем централизованного водоснабжения.

Подбор гидроаккумулятора

Объём выбранного бака гидроаккумулятора должен быть больше или равен, объёму полученному в результате расчёта. Негативных последствий от завышения объёма гидроаккумулятора, сверх расчётного значения — нет, независимо от того на сколько он превышен.

Подбирая гидроаккумулятор, следует учесть его температурные и прочностные характеристики. Максимальное давление бака должно быть больше или равно максимальному давлению в месте его подключения.

Если установка гидроаккумуляторов предусматривается в помещении, то следует учесть что баки с диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут не пройти в дверной проём, а для их перемещения потребуются средства механизации. В таком случае лучше отдать предпочтение не одному, а нескольким бакам гидроаккумуляторам меньшей ёмкости.

При выборе гидроаккумулятора, следует помнить, что объём воды запасённой в нём, составляет в среднем 40-50% от объёма бака.

Настройка давления в гидроаккумуляторе

Перед подключением в систему водоснабжения необходимо установить давление газового пространства в баке гидроаккумуляторе Pг в соответствии со значением, приведенным в результатах расчёта. Для этого может потребоваться сбросить или накачать бак с помощью компрессора, в зависимости от предустановленного в заводских условиях давления газового пространства. После создания начального давления газового пространства следует подключить бак к системе водоснабжения.

Автоматику управления насосом следует настроить таким образом, чтобы давление включения и давление отключения насоса соответствовали расчётным значениям.

Максимальное давление воды Pmax принимается не более 4,5 бар, в отдельных случаях 6 бар. В качестве минимального Pmin, принимается такое давление, при котором избыточное давление у верхнего водоразборного крана составляет минимально допустимую величину, обычно это (0,2-1,0 бар).

Как выбрать и установить гидроаккумулятор для скважины?

• 

  Как выбрать объем гидроаккумулятора

  Главная характеристика для выбора гидробака, это объем. В продаже можно найти баки объемом от 20 до 1000 литров. Рассмотрим, как выбрать гидроаккумулятор для скважины в зависимости от его объема.

  Объем	Число пользователей	Количество точек водозабора	Мощность насоса
  До 24 литров.	1-2 человека.	3-5 точек.	До 2 кубометров в час.
  От 50 литров.	3-5 человек.	7-8 точек.	До 3,5 кубометров в час.
  От 100 литров.	От 5 человек.	Более 8 точек.	От 3,5 кубометров в час.

  Для средней семьи из 4-5 человек подойдет гидробак на 80-100 литров. Тогда насосная станция будет включаться 15-20 раз за час. (Максимальное число пусков насоса не должно превышать 30 раз в час).

  Можно купить гидроаккумулятор с объемом на 10-15% больше расчетного значения. Помните, что гидроаккумулятор используется не для хранения запаса воды. Для этой цели устанавливаются пластиковые резервуары. Нет смысла переплачивать за увеличенный объем гидробака .

  

  Как рассчитать оптимальное давление

  Второй показатель, на который нужно обратить внимание при выборе гидробака, это давление в системе. Для расчета важно знать, на какой глубине находится статическое зеркало воды. Каждые 10 метров подъема воды увеличивают давление в системе на 1 атмосферу. Еще одна атмосфера нужна для стабилизации.

  Пример расчета оптимального давления:

  1. Глубина статического уровня воды – 11 метров.
  2. Для подъема воды требуется 1,1 атмосфер.
  3. Рабочее давление составляет 1,1 + 1 = 2,1 атмосфер.

  После установки гидроаккумулятора измеряется давление в системе. Если полученный результат не совпадает с расчетным числом, в бак закачивается дополнительный воздух. От настроек реле зависит напор воды и частота включения насосной станции.

  

  Порядок установки оборудования

  Схема подключение зависит от типа насоса. При установке погружного или поверхностного насоса порядок схема отличается. Рассмотрим, как установить гидроаккумулятор на скважину:

  1. Установить и зафиксировать погружной насос с обратным клапаном.
  2. Подключить ведущую от насоса трубу к реле давления через штуцер. Для подключения рекомендуется использовать штуцер с 5 выводами.
  3. Подключить к штуцеру гидроаккумулятор, систему управления, манометр, потребляющий водопровод.
  4. Загерметизировать все места соединений ФУМ-лентой или другим герметизирующим материалом.

  Когда используется поверхностный насос, в схеме нет обратного клапана. Вместо штуцера можно использовать фитинги и обрезки труб. Но конструкция будет менее надежной.

  

  Подключение и настройка автоматики

  Для эффективной работы гидробака важно правильно подключить и настроить автоматику. Пакет управления состоит из реле давления, блока автоматики, набора датчиков. Он управляет работой оборудования без участия человека.

  Реле подключается до датчика защиты и после гидробака. Оно берет электричество от клемм, которые находятся под крышкой прибора. Установка реле проводится только при отключенном электропитании.

  Реле поставляется с заводскими настройками. Изменить условия включения и отключения насоса можно самостоятельно. Для этого нужно снять кожух и отрегулировать параметры с помощью гаек. Но желательно доверить эту работу специалисту. При самостоятельной установке есть риск случайно повредить технику или задать неверные параметры, которые приведут к поломке.

  

  Заказать установку гидроаккумулятора

  Если вам нужна помощь с выбором и установкой гидробака, обращайтесь к нашим специалистам. Мы подберем для вас модель с учётом оптимальных параметров. Доставим оборудование на ваш участок и установим по всем правилам.

  В нашей компании вы можете заказать обвязку скважины. Тогда мы подберем и установим насос, гидроаккумулятор и автоматику. Проведем настройку оборудования и пуско-наладочные работы. Оформим гарантию на установленную технику.

  Чтобы заказать монтаж гидробака или обвязку скважины, оставьте заявку на сайте. Специалист перезвонит вам и ответит на любые вопросы.

  Как выбрать гидробак для систем водоснабжения

  Если вы живете в частном домовладении, не обойтись без водопровода. Только провести трубы недостаточно: для стабилизации работы водопровода необходима установка гидроаккумулятора (он же гидробак). Чтобы грамотно выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, нужно учесть:

  • объем резервуара гидробака;
  • тип конструкции;
  • производительность насоса;
  • стоимость модели.

  

  Учитывайте, что не всегда невысокая стоимость — показатель плохого качества.

  Подбор объема гидроаккумулятора

  Есть простой, без сложных формул расчета, способ рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения частного дома по количеству водоразборных точек с учетом производительности насоса:

  • до 3 точек, насос работает с производительностью 2 м3/час — достаточно гидробака емкостью до 24 л — это вариант для небольших дачных домов с проживанием 1-2 человек;
  • до 8, насос — 3,5 м3/час — 50 (такое устройство удовлетворит потребности 2-3 постоянно проживающих в доме людей);
  • больше 10, насос — 5 м3/час — 100 (до 8 проживающих — то есть столитрового гидробака вполне достаточно для большой семьи, если количество проживающих больше — приобретается бак от 100 л).

  Нужно учитывать, что главная задача гидроаккумулятора — не накопление питьевой воды, не нужно переплачивать за слишком объемное устройство (неиспользуемая вода застоится и утратит питьевые качества). Достаточный запас на случай непредвиденного перерасхода — 10-15% от общей вместимости. Подсчитайте примерное потребление со всех точек водоразбора и умножьте на 2 (жидкость занимает около половины объема изделия). Если вы потребляете 40 литров в день и хотите, чтоб воды было с запасом — вам требуется гидроаккумулятор вместимостью не 80, а 100.

  Популярные модели и примерные цены

  Пусть небольшой обзор по ценам на модели известных компаний поможет осуществить выбор гидроаккумулятора для водоснабжения частного дома. Популярностью на рынке гидробаков пользуются следующие бренды:

  1. Аквабрайт производства российской компании Jemix (гидробак 80 л — около 3500 руб., 100 — 4400 руб.);
  2. Jeelex («ДЖИЛЕКС») — также отечественный бренд (80-литровый бак обойдется в 4400 руб., 100-литровый — в 5700, информация с официального сайта производителя; производителя).
  3. UNIPUMP — российский производитель, сотрудничающий с итальянским поставщиком Italtecnica. Стоимость гидроаккумулятора 80 л — от 4438 до 5260 руб., 100 — от 5690 до 7442.
  4. Reflex — немецкий бренд, 80-литровый бак стоит от 8 т. руб., 100-литровый — от 10 т. руб.
  5. Belamos — российская фирма насосного оборудования, 80 л — 4385 руб., 100 — 5030.
  6. Wester — бренд, принадлежащий группе компаний «Импульс», имеющий связи с поставщиками из Европы и США. 80-литровый гидробак можно приобрести по цене от 3910 руб., 100-литровый — от 7108.
  7. Zilmet — итальянская компания, по видимости, самый дорогостоящий бренд — стоимость 60-литрового гидробака со сменной мембраной — 27420 руб., 100 — 43965.

  Не приобретайте подозрительно дешевые аккумуляторы неизвестных производителей — долго они не прослужат. Обращайте внимание на официальный сайт производителя: у серьезной компании он обязательно в национальной или международной зоне регистрации — посмотрите на доменное имя первого уровня (com, ru, it и т.д.). Бренд должен быть «прозрачен» — есть информация о заводе-изготовителе, адрес, фото- и видеоматериалы производства. Если нормального сайта нет — нет и такого бренда, продукция производится на стороннем предприятии и на нее «лепятся» маркеры заказчика.

  Тип гидробака

  Решая вопрос, как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения вашего дома, учитывайте, что для удобства размещения и монтажа в частных домах производители разработали два типа гидробаков: горизонтальные и вертикальные. Учитывайте, что важно не только установить в помещении, но и в дальнейшем обслуживать устройство: к нему должен быть свободный доступ.

  Критичной разницы между горизонтальными и вертикальными моделями нет. Как правило, в верхней или боковой части устройства располагается клапан или вентиль для накачки и стравливания воздуха, в нижней — штуцер для подключения к системе водоснабжения. Из гидробака меньше 50 л придется полностью сливать воду, чтобы стравить лишний воздух.

  По устройству внутреннего резервуара гидроаккумуляторы производятся:

  • с фиксированной мембраной;
  • с резиновым баллоном (он же груша);
  • со съемной мембраной.

  Изделия со встроенной мембраной более дешевы и достаточно надежны, но имейте в виду: в случае повреждения резины внутреннего резервуара придется менять устройство. В баках с грушей и сменной мембраной достаточно заменить резервуар. Проще всего замена проходит в устройствах с баллоном: сняли фланец, вынули поврежденный баллон, поставили новый.

  Пищевая резина, как материал изготовления мембраны, различается по свойствам:

  • натуральный каучук обладает высокой эластичностью, но низкой устойчивостью к диффузии воды (сильно разбухает), и выдерживает температуру от 0 до +50°C (сегодня в качестве материала для мембран почти не встречается);
  • искусственный бутил не так эластичен, но «живет» дольше и выдерживает более широкий температурный диапазон: от -10 до +100°C;
  • искусственная резина из этилен-пропилена имеет самый большой срок эксплуатации и очень надежна, способна выдерживать от -50 до +130°C (если в инструкции к гидробаку есть информация, что он изготовлен из резины EPDM — это самый надежный вариант).

  Вывод

  Разумный выбор гидроаккумулятора позволит избежать многих сложностей и сэкономит ваш бюджет — продлит срок эксплуатации насоса и смесителей, обеспечит надежную работу бытовой техники. Не гонитесь за объемом и заранее определите место для установки гидробака, подходящее по площади и высоте. Обратите внимание, что баки для водяных систем имеют обычно синюю окраску, для тепловых — красную. Если бак внезапно хромового, зеленого или иного цвета — лучше уточнить, для чего он предназначен.

  Читать еще:  Заливной утеплитель для стен