Виды гидроаккумуляторов для водоснабжения
Haikara.ru

Строительный портал

Виды гидроаккумуляторов для водоснабжения

Гидроаккумулятор для водоснабжения: виды, советы как выбрать. Гидроаккумулятор своими руками

Решить проблему с нестабильным давлением в водопроводной сети поможет установка гидроаккумулятора. Для простого обывателя нарушения в центральной магистрали при подаче воды не так значимы, но современная бытовая техника, которая предусматривает прямое подключение к ней, очень чувствительна.

Любые отклонения от норм приводят к выходу из строя дорогостоящего оборудования. Поэтому необходимы мероприятия для предотвращения неприятных сюрпризов и лишних расходов.

Посмотрите видео о гидроаккумуляторе для водоснабжения

Что представляет собой гидроаккумулятор для водоснабжения

Гидроаккумулятор представляет собой металлическую ёмкость с грушеобразной резиновой мембраной внутри. Конструкция бытовых моделей предусматривает заполнение пространства между мембраной и внутренней стенкой корпуса воздухом (1,5 бар). В промышленных устройствах используется инертный газ.

Функция гидроаккумулятора заключается в резервировании некоторого количества воды с последующей её выдачи при необходимости. Тем самым прибор поддерживает в системе нужное давление.

Принцип действия заключается в накоплении гидравлической энергии в баке с последующим её выпуске для стабилизации напора. Вода, попадая в ёмкость на мембрану, начинает её расширять. При этом газ, заполняющий внутреннее пространство, начинает сжиматься. Недостающее давление в системе водопровода компенсируется накопленным запасом.

Устройство является узлом целой системы, куда входят и другие элементы:

Обустройство водопровода по данной схеме осуществляется специалистами, ведь к подбору комплектующих узлов и установке предъявляются строгие требования. Любые отклонения по диаметру трубы, регулировке реле давления и другим работам приводят к поломке всей системы.

Преимущества оснащения водопровода гидроаккумулятором

• при пуске воды из крана или лейки душа отсутствует пульсация струи, шумы в трубах;

• предотвращается быстрое изнашивание запорной арматуры из-за нестабильного давления в трубопроводе;

• вся установленная автоматика на водопроводе и техника работает надлежащим образом без перегрузок;

• появляется запас воды, который можно использовать при отключении центральной магистрали (в случае ремонта и техобслуживания трассы).

Если вода поступает из скважины, устройство снижает нагрузку на циркуляционный насос, предотвращая его преждевременный расход ресурса и поломку. Помимо этого экономится расход электроэнергии на процесс закачки (до 20%).

Виды гидроаккумуляторов

Выпускаемые гидроаккумуляторы отличаются конструктивными элементами. Чаще для регулировки давления в трубопроводе используется энергия сжатого газа. Не менее эффективными считаются пружинные и грузовые аккумуляторные устройства.

Классифицируются аккумуляторы для водоснабжения по нескольким принципам.

• По способу установки приборы подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Принцип функционирования у них одинаковый, равно как и основная конструкция. Модели с горизонтальным размещением имеют крепления для наружного насоса. Вертикальные аккумуляторы оснащены клапаном, выводящим воздух из системы. Выбор модели основывается на особенностях помещения, в которых планируется установка.

• По способу накопления энергии оборудование бывает:

— с пневматическим накопителем, который функционирует на принципе сжатого газа; конструкция может быть поршневой, баллонной (груша), мембранной;

— с механическим накопителем в пружинном или грузовом исполнении.

• По объёму бака модели представлены в широком ассортименте от 2 до 500 литров. Для типовой квартиры подойдёт ёмкость 50 л, а для большого частного дома – 80, 100 л.

• По назначению оборудование бывает:

— для холодной воды;

— для горячей воды;

Как выбрать гидроаккумулятор?

При выборе гидроаккумулятора важно продумать все факторы, оказывающие на его параметры влияние. Для начала нужно составить схему, где будет обозначаться вся бытовая техника, подключённая к водопроводу. Точки забора воды также учитываются (краны, душ, ванна и др.). На выбор объёма бака играет роль количество членов семьи, ведь все пользуются водой. Для 3-х человек подойдёт бак 24 литра, при этом усчитаны и точки забора, и элементарная бытовая техника. Если планируется помимо регулировки давления создавать резерв воды, то лучше остановиться на моделях 80-100 литров. Габариты помещения также играют решающую роль при выборе модели.

Гидроаккумулятор своими руками

Для мастеровитого хозяина и эта задача окажется посильной, но только в том случае, когда есть определённые знания и опыт монтажа сложных водопроводных систем.

В процессе работы потребуются следующие материалы:

• пустой газовый 50 литровый баллон;

• каучуковая оболочка гидроаккумулятора на 30 или 40 литров.

Этапы монтажа

1. Для начала нужно срезать с верхней части баллона вентиль. Края среза аккуратно выровнять.

2. Тщательно вычистить внутренние стенки до металла.

3. Обработать очищенную поверхность фосфатным преобразователем и после просушки грунтовкой.

4. Приварить в полученное отверстие после среза вентиля кольцо-контрфланец. Кольцо должно быть изготовлено из листовой стали (5-6 мм), а параметры соответствовать параметрам фланца гидроаккумулятора для соединения к системе.

5. Место стыковки кольца и стенок баллона отполировать до блеска.

6. В донной части газового баллона сделать врезку автомобильного ниппеля.

7. Внутренние стены баллона покрыть эпоксидным лаком. Дать основательно просохнуть на протяжении 7-10 дней.

8. Поместить каучуковую оболочку внутрь баллона.

9. Установить фланец.

Самодельный аккумулятор готов. Остаётся закачать воздух и проверить фланцевое уплотнение на предмет утечки. Далее выставляется по манометру давление, и оборудование подключается к водопроводу. Желательно оснастить такую систему реле давления для выполнения регулировки.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Установив в доме гидроаккумулятор, потребитель навсегда приобретает безопасность использования домашнего водопровода.

Гидроаккумулятор

Зачем нужен гидроаккумулятор его отличие от расширительного бака

Для примера можно рассмотреть систему водоснабжения в частном доме, подача воды в которую осуществляется с помощью электрического насоса.

При внешней схожести формы двух гидротехнических приборов, они имеют разные функции, различающиеся не только по цвету – гидроаккумуляторы синие, а расширительные баки красные – но и выполняющие разную работу.

Гидроаккумулятор и расширительный бак

Оба устройства работают по схожему принципу и работают с одной целью – бесперебойная работа домашнего водопровода и отопительной системы.

Расширительный бак используется в основном в системах отопления и несет в себе функцию снижения давления жидкости, тем самым предохраняя трубы и соединительные детали от преждевременного выхода из строя, приводящей к их замене.

В расширительном баке емкость для жидкости разделена пополам с помощью подвижной перегородки. В одной части находится воздух, а в другой вода.

При нагревании вода, расширяясь, давит на мягкую перегородку, сжимая воздух, находящийся с другой стороны, снимая тем самым избыточное давление в отопительной системе.

При понижении температуры происходит обратный процесс – сжатый воздух толкает воду в систему, предотвращая образование воздушной пробки.

Гидроаккумулятор используется при монтаже домашнего трубопровода. Емкость гидроаккумулятора внутри тоже разделена на два резервуара, но по другому принципу.

Вода в ней не контактирует со стенками, поскольку находится в специальной мембранной камере, которая окружена сжатым воздухом. Мембрана выполнена из полимерных материалов, стойких к высоким и низким температурам и химическому воздействию.

Устройство гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор представляет собой герметичный стальной бак объемом 50-100 литров с закачанным воздухом, имеющий внутри емкость, выполненную из полимерных материалов, как правило, бутилкаучука.

Устройство гидроаккумулятора

Емкость – мембранная камера – подает воду в систему домашнего водопровода с постоянным давлением, которое можно регулировать с помощью клапана на баке, являющимся частью системы.

Принцип работы гидроаккумулятора

Работа всех гидроаккумуляторов построена на едином принципе – мембранная камера с водой, изготовленная из полимерного материала, со всех сторон окружена воздухом, закачанным под определенным давлением, регулируемым специальным датчиком.

Поэтому давление жидкости в мембранной камере, а значит и во всей системе домашнего водопровода всегда стабилизируется воздушной прослойкой. Это значит:

  • Система домашнего водопровода на 100% защищена от гидравлических ударов разного рода, поскольку оборудована датчиком, который открывает регулирующий клапан, стравливающий избыточное давление.
  • При незапланированном отключении электричества, у пользователя всегда есть запас 50-100 литров воды, в зависимости от емкости, для обеспечения жизнедеятельности.
  • Датчик уровня жидкости в емкости, подключенный к реле включения насоса, подающего воду в систему, настроен таким образом, что включает подающий воду насос только при необходимости. Это, во-первых, снижает расход электроэнергии, во-вторых, повышает долговечность деталей насоса.
  • Вода в емкости гидроаккумулятора не имеет соприкосновения с водой, поэтому замена металлического бака никогда не потребуется в связи с его износом от коррозии.

Все эти показатели обеспечивают бесперебойную работу системы домашнего водопровода.

Виды гидроаккумуляторов

Гидроаккумуляторы в зависимости от назначения различаются по трем параметрам.

  • Для холодной воды. В таком гидроаккумуляторе используется мембранная емкость, выполненная из нейтрального материала, применяемого в пищевой промышленности, для обеспечения безопасности использования воды при приготовлении пищи. Гидробак этого агрегата выкрашен в синий цвет.
  • Для горячей воды. Здесь применяется материал, устойчивый к воздействию высоких температур. Гидробак, используемый для горячей воды, выкрашен в красный цвет.
  • Для отопительной системы. Для отопительной системы используется материал, устойчивый к воздействию активных реагентов, применяемый в охлаждающих жидкостях. Гидробак красного цвета.

Виды гидроаккумуляторов

Также гидроаккумуляторы бывают разного исполнения – с вертикальным и горизонтальным расположением гидробака.

  • В частном доме удобнее использовать гидробак с вертикальным расположением, так как он занимает меньше места в подсобном помещении, позволяя компактно расположить рядом приборы разного назначения.
  • Гидроаккумуляторы с горизонтальным расположением гидробака в основном используются на насосных станциях, монтаж водяного насоса в этом случае производится сверху конструкции.

Как выбрать гидроаккумулятор

Прежде всего, надо определиться для какой системы планируется использовать гидроаккумулятор.

  • Для прибора, который будет следить за подачей холодной воды, надо исходить из количества человек, проживающих в доме и по нормам расхода холодной и питьевой воды на одного человека приобрести подходящий гидроаккумулятор.
  • Агрегат, подающий горячую воду, также приобретается после расчета расхода горячей воды на одного человека в сутки.
  • Гидроаккумулятор, обеспечивающий бесперебойную работу отопительной системы, выбирается исходя из площади отапливаемых помещений. В зависимости от этого выбирается емкость гидробака.

Также необходимо учесть, что работа всего агрегата основана на использовании мембранной емкости, которая находится внутри гидробака.

Выбор гидроаккумулятора

Именно от ее живучести зависит срок службы всей системы. Для холодной воды лучше приобрести бак с мембраной из изобутированной резины, вода из которой безопасна для использования при приготовлении пищи.

Далее, делая выбор, нужно уделить внимание фланцу, который обеспечивает крепление системы подачи воды. Его качество влияет на срок работы гидроаккумулятора.

Фланец гидроаккумулятора

Чем качественнее фланец, тем дольше будет работать гидроаккумулятор. Изготавливается из оцинкованной стали, нержавейки или композиционной пластмассы.

Расчет оптимального объема гидробака

ГОСТа по объему гидробака не существует. Каждый выбирает емкость для использования воды индивидуально. Исходить надо из двух параметров.

Размеры гидробака

  1. Размер подсобного помещения, куда будет устанавливаться как минимум один гидробак. Для примера, размер бака на 100 литров – это бочка, стоящая вертикально, высотой около 850 мм, и диаметром 450 мм.
  2. Далее нужно просчитать потребляемое количество воды каждым членом семьи (примерно). Также, учесть расход воды при стирке, мойке посуды и других хозяйственных нуждах. В любом случае, даже если при расчетах была допущена ошибка, всегда можно заменить бак с увеличением его емкости.
Читать еще:  Коттедж по каркасной технологии

Подключение гидроаккумулятора

Перед подключением гидроаккумулятора к системе необходимо измерить в нем давление. Этот параметр необходим для установки реле срабатывания датчика давления.

На заводе в баке устанавливается 1,5 Атм. Для этого можно использовать автомобильный манометр при отсутствии другого. Для замера этого параметра в нижней части гидробака (от 100 литров) есть специальный вход.

  • При использовании насоса поверхностного типа, установите его около гидробака. Обратный клапан устанавливается на подающем воду трубопроводе.
  • Установку всех устройств, необходимых для работы гидроаккумулятора лучше производить, используя для обвязки в схеме пятивыводной штуцер.
  • Наличие выводов с разными диаметрами делает его использование незаменимым при установке гидроаккумулятора в водопроводной системе.

Пятивыводной штуцер

Но это необязательное требование. Кто-то любит делать все по старинке, используя фитинги и обрезки труб.

Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

После установки гидроаккумулятора нужно установить оптимальное рабочее давление в системе водоснабжения и отрегулировать срабатывание реле. Нормальную работу бытовой техники обеспечивает давление 1,4-2,8 Атм. Для сохранения мембраны, давление в системе должно быть больше, чем в гидробаке на 0,1-0,2 Атм.

Например, если давление в гидробаке 1,5 Атм, то показатель этого параметра в системе водопровода должен быть не менее 1,6 Атм. Для регулировки реле используется это значение, оно оптимальное для водоснабжения небольшого одноэтажного коттеджа.

Если дом больше – два или три этажа, для него потребуется повысить давление в гидробаке, делая расчет оптимального давления с помощью формулы: V=(H+6)/10, где Н – значение самой высокой в доме точки водоразбора. Вставив его в формулу, можно узнать какое давление необходимо установит в гидробаке.

Вот основные моменты, которые надо учитывать при прокладывании трубопровода и монтаже гидроаккумулятора в домашний водопровод. Правильная установка – залог долгой и исправной работы всей системы водоснабжения.

Видео: Какой объем гидроаккумулятора нужен для дома ?

Как выбрать гидроаккумулятор для системы водоснабжения

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор представляет собой расширительный бак для водоснабжения, выполняющий одновременно несколько задач. Принципиально гидроаккумулятор представляет собой емкость, разделенную эластичной мембраной на две части — для воздуха и воды. Давление воздуха в воздушной полости составляет 1,5-2,0 бар. Вода, поступающая в емкость, увеличивает объем заполнения, растягивая мембрану. Давление при этом в воздушной полости бака растет. При достижении определенного давления срабатывает автоматика отключения питательного насоса. При открытии водяного крана, т.е. при падении давления в сети, воздух выдавливает воду из гидроаккумулятора в сеть, восполняя потери объема и компенсируя падение давления воды. В системе таким образом поддерживается давление при отключенном насосе, гидравлические удары при включении насоса смягчаются, а система в целом обладает дополнительным запасом воды.

В рабочем состоянии в гидроаккумуляторе всегда находятся вода и воздух. Давление воздуха в воздушной полости установки может со временем снижаться, поэтому следует раз в год проверять его в гидробаке после полного удаления воды. При недостаточном давлении воздух можно подкачать обычным ручным насосом через ниппель. Полностью водой гидроаккумулятор заполнить не удастся, а максимальный объем воды зависит от нескольких факторов:

  1. формы и объема гидроаккумулятора;
  2. начального давления воздуха;
  3. эластичности диафрагмы;
  4. уровней установки реле давления на включение и отключение насоса.

Гидроаккумуляторы используются с системах водоснабжения как жилых, так и производственных зданий

Для чего нужен гидроаккумулятор

Перечислим все функции гидроаккумулятора:

  • поддержание давления в системе при отключенном насосе;
  • создание резерва определенного объема воды (накопительный бак);
  • исключение необходимости частого включения и выключения насоса;
  • компенсация объема воды во время пикового потребления;
  • нивелирования гидравлических ударов в системе при включении насоса.

Устанавливать гидроаккумулятор нужно как можно ближе к насосу. Если используется два гидроаккумулятора, то располагать их следует рядом, чтобы было обеспечено равномерное давление и заполнение обеих емкостей.

Какой нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Из всех существующих видов гидроаккумуляторов для водоснабжения подробно рассмотрим работу двух, которые обычно используются в системах водопровода индивидуальных домов.

Баллонные гидроаккумуляторы

Представляют с собой толстостенную емкость, внутри которой находится эластичный баллон из каучука, заполненный водой. Пространство между баллоном и стенками емкости заполнено воздухом под определенным давлением. При наполнении баллона давление воздуха внутри бака растет, при падении давления воды в сети (открытии крана) воздух «выдавливает» воду из из баллона, восполняя недостаток ее в системе. Общее давление при этом в системе падает, но постепенно, «сглаживая» резкие перепады давления между включениями насоса.

Мембранные гидроаккумуляторы

Принцип действия такого устройства аналогичен баллонному. Разница только в конструкции: мембранный бак разделен на две части, между которыми установлена эластичная герметичная мембрана. Одна часть емкости заполнена водой, другая — воздухом. При заполнении емкости давление воздуха растет, при падении давления сжатый воздух «выдавливает» воду в систему.

Какой гидроаккумулятор покупать для частного дома

Из двух видов гидроаккумуляторов при выборе рекомендуем остановиться на установке баллонного типа. Вода в ней соприкасается с каучуковой стенкой, в отличие от мембранных моделей, у которых возможна коррозия металлической стенки и загрязнение воды

Для достаточного запаса воды в случае отключения электроэнергии нужен гидробак соответствующей рабочей емкости. Выпускаются гидроаккумуляторы вертикального и горизонтального типов. Первые удобны для установки в стесненных условиях.

Выбор гидроаккумуляторов в торговой сети сейчас большой. Купить гидроаккумулятор можно в специализированном строительном супермаркете или торговой компании. Цены зависят от производителя, объема и типа оборудования. В интернете можно найти множество видеоматериалов, рассказывающих о различных типах гидроаккумуляторов. В конце статьи вы найдете подробное видео на эту тему.

Как выбрать объем гидроаккумулятора

Если с выбором конструкции и вида аккумулятора по форме все ясно, то главная характеристика гидробака — его объем — требует подробного разъяснения. В сети есть сложные математические вычисления требуемой емкости гидроаккумулятора, но мы обойдемся простыми рекомендациями, основанными на выводах расчетов и опыте эксплуатации подобного оборудования:

  • гидроаккумулятор с объемом бака 20-24 л подойдет для 3 человек, проживающих в доме, и производительности насоса до 2 м3/ч;
  • гидроаккумулятор с объемом бака 50-60 л достаточен для 4 — 8 жильцов и производительности насоса до 3,5 м3/ч;
  • гидроаккумулятор объемом 100 л и более — для 10 и более проживающих и производительности насоса от 5 м3/ч.

Рассмотрим несколько наиболее важных функций гидроаккумулятора с выбором подходящего по объему оборудования. Гидробаки для систем водоснабжения должны обеспечивать:

Оптимальный режим работы насоса

Для того, чтобы насос подачи воды не включался часто (оптимальным считается не чаще 1 раза в час), по производительности насоса можно рассчитать требуемый объем гидроаккумулятора. При объеме водяной полости в 50% от общего, в большинстве случаев домовладельцев вполне устраивает гидроаккумулятор на 60 — 80 л.

Оптимальное давление в сети

Важная характеристика гидроаккумулятора — поддержания нормального давления в сети. Для этих целей достаточно минимального объема гидроаккумулятора в 24 л с установкой его вблизи насоса.

Резервный запас воды

Проблема создания резервного запаса воды возникает, как правило, в местах частого отключения электроэнергии. Насос при этом часто останавливается, что отрицательно влияет на его работу. Решением проблемы здесь может быть установка гидроаккумулятора объемом 100 л и более, полезный объем накопительной емкости которого составляет до 50% общего.

Какой должен быть расширительный бак у гидроаккумулятора

Говоря о расширительном бачке гидроаккумулятора, не следует путать его с расширительным бачком систем отопления и горячего водоснабжения. Оборудование внешне очень похоже. Принципиальное отличие в том, что отопительные расширительные бачки служат для компенсации температурного расширения теплоносителя.

Рабочее давление — одна из главных характеристик гидроаккумулятора. Это давление в пустой емкости без воды, а его значение указано на корпусе гидробака. Указанное давление не должно быть ниже давления высоты жидкости в водоснабжении дома. При высоте системы в 10 м давление будет составлять 1 бар.

Давление при пуске насоса должно превышать давление в расширительном бачке водоснабжения более, чем на 0,5 бар. Для наиболее эффективной работы системы разница должна составлять 1,5 — 3,0 бар.

Максимальное давление в баке не должно быть меньше максимального давления системы при выходе из строя реле. Поэтому максимальное давление емкостей составляет обычно 10 бар.

Выводы: какой гидроаккумулятор лучше всего

Кроме технических критериев выбора, рассмотренных выше, приведем еще несколько соображений, касающихся качества материалов гидроаккумулятора.

  1. Съемный фланец в баллоне выполнен обычно из нержавеющей или оцинкованной стали. При покупке следует обязательно обратить на это внимание. Если со временем не обойтись без замены фланца, уточните, где и за сколько его можно будет купить.
  2. Если водопроводная вода предназначена для питья, нужно убедиться в безопасности для здоровья материала, из которого сделана «груша» гидроаккумулятора. Известные производители гарантируют качество материала, чего нельзя сказать о небольших малоизвестных компаниях. Правда, это не имеет значения, если такую воду пить не предполагается.
  3. В остальном выбор делается на основании конкретных условий эксплуатации: необходимого объема воды, давления, оптимальной работы насоса, необходимого резерва воды на случай аварийных отключений, условий монтажа.

Виды гидроаккумуляторов для водоснабжения

  • Главная
  • Новости
  • Публикации
  • Типы гидроаккумуляторов

Типы гидроаккумуляторов

Современные условия жизни побуждают нас к постоянному совершенствованию наших знаний и навыков. Исключениями не стали и технологии производства с автоматизацией производственных процессов. С течением времени механические шестерни стали слишком громоздкими, а цепи – тяжеловесными; силы трения маховиков и валов стали недопустимо велики. Требовалось создание привода, способного выполнять все возложенные на него нагрузки, будучи в тоже время компактным и простым в монтаже и эксплуатации. Такой системой передачи энергии стал гидропривод.

В качестве рабочей жидкости была практически несжимаемая среда — минеральное масло. Для создания необходимого давления был разработан ряд насосов, приводимых в движение двигателями, которые, по своему разнообразию типов, справлялись с различными задачами в различных условиях эксплуатации. Понадобились устройства, которые бы распределяли жидкость по разные направлениям и линиям, изменяя скорость движения жидкости и её давление в системе. Так появились гидрораспределители и клапаны. В роли самих исполнительных механизмов были разработаны гидроцилиндры (для линейного перемещения) и гидромоторы (поступательно-вращательные действия).

Так как механические процессы всё равно в некоторой степени присутствуют, в гидравлической системе образуется продукт трения и износа, пыль и осадок. Для решения этой проблемой были внедрены специальные промышленные фильтры, очищающие рабочую жидкость от всевозможных механических примесей для стабильной и продолжительной работы всех компонентов системы. В качестве линий соединений всех этих устройств используются рукава высокого давления (РВД), представляющие собой резиновые шланги с металлическим сетчатым каркасом внутри, которые могут быть протянуты на довольно значительные расстояния. Это свойство является одним из главных преимуществ гидравлики. Есть ещё одно устройство, которое мы не упомянули, но о котором в этой статье хотелось бы рассказать подробнее. Это устройство, способное накапливать энергию жидкости, когда энергия избыточна, и отдавать, когда она необходима. Это устройство получило название гидроаккумулятор.

Читать еще:  Как утеплить цокольный этаж снаружи

Как понятно из самого названия, которое состоит из двух частей: гидра (жидкость) и аккумулятор; данное устройство аккумулирует (накапливает) жидкость под давлением, что является его основной, но не единственной функцией. Также их называют пневмогидроаккумуляторами. Происходит это потому, что для большей эффективности и уравнивания давлений жидкость в аккумуляторе подвергается давлению сжатого газа (Вместо газа иногда используется пружина, однако, данный тип аккумуляторов, как и грузовой, не получили большого распространения, они используются в специальных случаях и подробно на них останавливаться не будем). Так как газы растворимы в жидкостях, для разделения этих сред применяют каучук. Состав данного материала может меняться в зависимости от среды и условий использования. В качестве газа подразумевается, в основном, азот и никогда — взрывоопасные газы, такие, как кислород.

Гидроаккумулятор – это сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать гидравлическую энергию и возвращать её в систему в нужный момент.

По способу накопления энергии гидравлические аккумуляторы разделяются на два типа:

  • гидроаккумуляторы с механическим накопителем;
  • гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем.

Гидроаккумуляторы с механическим накопителем по конструкции разделяются на две основные группы:

  • грузовые гидроаккумуляторы;
  • пружинные гидроаккумуляторы.

В грузовых гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счет потенциальной энергии находящегося на определённой высоте груза. В пружинных гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт механической энергии сжатой пружины. В пневмогидравлических аккумуляторах (пневмогидроаккумуляторах) накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт энергии сжатого газа. В пневмогидроаккумуляторах в качестве сжимаемой среды используется газ азот.

Каждому типу гидроаккумуляторов свойственны свои преимущества и недостатки.

Грузовой гидроаккумулятор

Преимущества:

  • постоянное давление аккумулятора;
  • простота конструкции;
  • большой рабочий объём;
  • низкая стоимость.

Недостатки:

  • низкая энергоёмкость;
  • высокая инерционность;
  • громоздкость конструкции;
  • низкое давление.

Пружинный гидроаккумулятор

Преимущества:

  • относительная простота конструкции ;
  • невысокая стоимость.

Недостатки:

  • давление зависит от характеристики и линейной деформации пружины;
  • небольшой рабочий объём;
  • инерционность.

Пневмогидравлический гидроаккумулятор

Преимущества:

  • высокая энергоёмкость при малых размерах;
  • различные исполнения по конструкции и назначению;

Недостатки:

    давление аккумулятора изменяется в соответствии с политропным процессом сжатия и расширения газа.

Ввиду ряда недостатков гидроаккумуляторы с механическим накоплением энергии не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение. Наиболее широкое применение на практике во всём мире получили пневмогидравлические аккумуляторы. Процесс сжатия и расширения газа в пневмогидроаккумуляторе является политропным процессом. Для модели идеального газа справедлива зависимость: PV n = P1*V1 n = P2*V2 n . Причём, интервал времени, за который происходит процесс, учитывает показатель политропы «n». Медленно протекающие процессы расширения и сжатия газа близки к изотермическому с показателем политропы n

1. Быстрому расширению и сжатию газа близок адиабатный процесс, поэтому показатель политропы принимается n

1,4. При давлении выше 200 бар поведение реального газа отличается от поведения модели идеального газа и, если его не учитывать, то при расчётах получается заниженное значение объёма гидроаккумулятора. В этом случае необходимо ввести корректирующий коэффициент, учитывающий это несоответствие. При практическом применении зависимость давления от объёма газа может быть снижена за счёт увеличения газовой полости путём присоединения дополнительного объёма.

При малом изменении давления в жидкостной полости гидроаккумулятора газ сжимается незначительно. В этом случае для поддержания давления в узком диапазоне изменяемый объём гидроаккумулятора может оказаться недостаточным для рабочего процесса. Для того, чтобы изменение объёма в меньшей степени влияло на изменение давления, газовую полость гидроаккумулятора увеличивают посредством подключения к ней дополнительного ресивера. В этом случае объём газовой полости складывается из объёма ресивера и изменяемого объёма гидроаккумулятора. Экономически целесообразно применять гидроаккумуляторы в системах с эпизодическими пиками потребляемого расхода, которые значительно превышают средний расход жидкости в гидросистеме. Установленная мощность гидропривода при этом может быть уменьшена в полтора-два раза, а потребление энергии такой системой можно снизить более, чем на 50%. Различные по конструкции (поршневые, баллонные, мембранные, сильфонные) и назначению пневмогидроаккумуляторы позволяют получить решения для многих задач, таких как:

  • аккумулирование гидравлической энергии;
  • питание системы в нештатных и аварийных ситуациях;
  • уравновешивание сил и нагрузок;
  • компенсация утечек;
  • компенсация объёмов рабочей жидкости;
  • демпфирование пульсации поршневых насосов;
  • демпфирование пульсаций в напорных и всасывающих магистралях;
  • демпфирование пульсации при работе топливных насосов высокого давления дизельных двигателей;
  • гашение гидроударов;
  • амортизационная подвеска мобильной техники и пр.

По конструктивному исполнению пневмогидроаккумуляторы делят на три типа:

Рассмотрим каждый из типов более подробно:

Баллонный гидроаккумулятор — самый распространенный тип аккумулятора на средний расход в гидроприводах быстрого действия. В качестве разделителя среды используется резиновый баллон. Изначально баллон находится под давлением газа. Жидкостная полость соединена с системой. При увеличении давления в системе, баллон сжимается, вбирая в аккумулятор некоторое количество жидкости. При уменьшении давления сжатый газ вытесняет жидкость обратно в систему. Устанавливаются обычно вертикально или горизонтально. Полость жидкости должна находиться снизу. Работать могут в диапазоне температуры от -50°С до + 150°С. Каучуковый баллон по мере износа может быть заменен на новый.

Поршневой гидроаккумулятор — простота конструкции обеспечивает ему сравнительно небольшую стоимость по сравнению с возможностью работать на больших объёмах (до 600 литров). Принцип работы такой же, как и у баллонного, с той лишь разницей, что в качестве разделительной среды используется металлический поршень. От материала уплотнений в поршне зависит среда и температура, с которой совместимы гидроаккумуляторы. В связи со своими особенностями, поршневой аккумулятор имеет свои преимущества, по сравнению с остальными. Вот некоторые из них:

  • широкий ассортимент изделий: от 0.1 до 1200 л номинального объема;
  • высокое соотношение между давлением зарядки газа и максимальным рабочим давлением жидкости;
  • экономичное решение использования газовых резервных баллонов для систем с низкой разницей давлений;
  • возможны низкие скорости потока. Ограничение: максимальная скорость поршня;
  • экономия мощности;
  • высокий уровень эффективности гидравлической установки;
  • отсутствие возникновения внезапного падения давления газа при износе уплотнений;
  • компактность;
  • контроль объема жидкости по всей длине хода поршня, например, с помощью электрического конечного выключателя.

Мембранный аккумулятор — ввиду своих небольших размеров, используется чаще всего там, требуется моментальное высвобождение энергии при небольших размерах (например, станки или мобильная техника). Диапазон вместимости рабочей жидкости варьируется от 0,75 до 4 литров. Принцип работы схож с поршневым аккумулятором, только в качестве разделителя сред применяется каучуковая мембрана. Различают два типа мембранных аккумуляторов: со сварным и разборным корпусом. В сварной конструкции мембрана запрессована в кольцевой паз внутри корпуса, а специальная технология обеспечивает минимальный нагрев во избежание повреждений мембраны при сварке. В этом заключается отличие от разборной мембраны, где верхняя и нижняя части корпуса соединены посредством резьбы. Такое устройство позволяет заменять мембрану, не меняя корпус. Допустимая рабочая температура от -10°С до +80°С.

В процессе использования гидравлических систем было разработано много дополнительных устройств для более удобного использования и обслуживания гидроаккумуляторов. Например, запорно-предохранительные блоки, которые монтируются между аккумулятором и рабочей линией для предохранения его от перегрузки, его отключения и разрядки (применяют ручное и электрическое управление). Непосредственно, для заправки азотом аккумулятора, появились зарядные устройства. Их можно поделить на два вида по конструктивному и принципиальному исполнению: переливного типа и вакуумной перекачки. Первый вид представляет собой перепускной или редукционный клапан с манометром, который подключается к газовой полости аккумулятора и баллону с азотом. Заправка происходит по принципу перетекания из области высокого давления (азотный баллон) в область низкого (аккумулятор). Второй вид является более сложным устройством, обычно состоящим из гидравлической маслостанции, вакуумного насоса и с полностью автоматизированным управлением. Перекачивает азот путем вакуумной откачки из азотного баллона и наполнения газовой полости аккумулятора. Перед переливным типом имеет то преимущество, что может полностью выкачать газ из азотного баллона и имеет возможность работать с большими давлениями. Следует отметить, что у каждого производителя свои подсоединения к газовой полости, поэтому, если на предприятии установлено сразу несколько разных видов, необходимо иметь в наличии различные переходники. В настоящий момент, гидроаккумулятор установлен в среднем на двух из трёх гидравлических систем. Следует помнить, что, так как пневмогидроаккумулятор — это устройство, работающее под давлением, оно обязано иметь сертификат по безопасности той страны, в которой применяется. Это касается также и запорно-предохранительных блоков. Ведь зачастую только соблюдая правила безопасности и правильные условия эксплуатации можно добиться продуктивного, бесперебойного и долговременного протекания рабочего процесса.

Авторы:

  • к.т.н, инженер технического бюро Хюдак Новокузнецк Кариколпаков Василий Михайлович
  • инженер технического бюро Хюдак Санкт-Петербург Шашков Дмитрий

Как подключить гидроаккумулятор в систему водоснабжения

Для того чтобы насос не включался каждый раз при открывании крана, в систему устанавливают гидроаккумулятор. В нем содержится некоторый объем воды, достаточный для небольшого расхода. Это позволяет практически избавиться от кратковременных включений насоса. Установка гидроаккумулятора процедура несложная, но потребуется еще некоторое количество устройств — как минимум — реле давления, а еще желательно наличие манометра и воздухоотводчика.

Функции, назначение, виды

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары, мы выяснили. Но есть и другие:

  • Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включится только тогда, когда ее останется совсем немного.
  • Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
  • Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

  • для холодной воды;
  • для горячей воды;
  • для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху, и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Как выбрать объем бака

Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.

При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти вполовину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.

Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.

Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, унитаз, мойка и небольшой водонагреватель. При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.

Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе

В одной части гидроаккумулятора находится сжатый воздух, во вторую закачивается вода. Воздух в баке находится под давлением — заводские настройки — 1,5 атм. Это давление не зависит от объема — и на баке емкостью 24 литра и в 150 литров оно одинаковое. Больше-меньше может быть предельно допустимое максимальное давление, но оно зависит не от объема, а от мембраны и указывается в технических характеристиках.

Предварительная проверка и коррекция давления

Перед подключением гидроаккумулятора в систему желательно давление в нем проверить. От этого показателя зависят настройки реле давления, а при транспортировке и хранении давление могло упасть, так что контроль очень желателен. Контролировать давление в гидробаке можно при помощи манометра, подключенного к специальному входу в верхней части бака (емкость от 100 литров и больше) или установленного в нижней его части как одну из деталей обвязки. Временно, для контроля, можно подключить автомобильный манометр. Погрешность у него обычно невелика и работать им удобно. Если такого нет, можно использовать штатный для водопроводов, но они обычно точностью не отличаются.

При необходимости давление в гидроаккумуляторе можно увеличить или уменьшить. Для этого есть ниппель в верхней части бака. Через ниппель подключается автомобильный или велосипедный насос и при необходимости давление увеличивается. Если же его надо стравить, каким-то тонким предметом отгибают клапан ниппеля, выпуская воздух.

Какое давление воздуха должно быть

Так таким же должно быть давление в гидроаккумуляторе? Для нормальной работы бытовой техники необходимо давление 1,4-2,8 атм. Чтобы мембрана бака не рвалась, давление в системе должно быть чуть больше давления бака — на 0,1-0,2 атм. Если в баке давление 1,5 атм, то давление в системе не должно быть ниже чем 1,6 атм. Это значение и выставляют на реле давления воды, которое работает в паре с гидроаккумулятором. Это оптимальные настройки для небольшого одноэтажного дома.

Если дом двухэтажный, придется давление повышать. Есть формула расчета давления в гидробаке:

Vатм.=(Hmax+6)/10

Где Hmax — высота наивысшей точки водоразбора. Чаще всего это душ. Измеряете (высчитываете) на какой высоте относительно гидроаккумулятора находится его лейка, подставляете в формулу, получаете давление, которое должно быть в баке.

Если в доме установлена джакузи, все сложнее. Придется подбирать опытным путем — меняя настройки реле и наблюдая за работой точек водоразбора и бытовой техники. Но при этом рабочее давление не должно быть больше максимально допустимого для другой бытовой техники и сантехнических приборов (указывается в технических характеристиках).

Как выбрать

Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из пищевой резины (вулканизированные резиновые пластины). Материал корпуса имеет значение только в баках мембранного типа. В тех, в которых установлена «груша» вода контактирует только с резиной и материал корпуса значения не имеет.

Что действительно важно в баках с «грушами» — это фланец. Обычно его делают из оцинкованного металла. В этом случае важна толщина металла. Если это всего 1 мм, примерно через год-полтора эксплуатации в металле фланца появится дырка, бак потеряет герметичность и система перестает работать. Причем гарантия всего год, хоть заявленный срок эксплуатации — 10-15 лет. Фланец прогнивает обычно после окончания гарантийного срока. Заварить его нет никакой возможности — очень тонкий металл. Приходится искать в сервисных центрах новый фланец или покупать новый бак.

Итак, если хотите чтобы гидроаккумулятор служил долго, ищите фланец из толстой оцинковки или тонкий, но из нержавейки.

Подключение гидроаккумулятора к системе

Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:

  • насоса;
  • гидроаккумулятора;
  • реле давления;
  • обратного клапана.

В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.

С пятивыводным штуцером или без

Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.

Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Поэтому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем необязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.

Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.

Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.

Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно так же. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).

Как установить два гидробака на один насос

При эксплуатации системы, иногда владельцы приходят к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.

Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.

Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector