Как устроен гидроаккумулятор для систем водоснабжения
Гидроаккумулятор для водоснабжения: особенности устройства, выбор объема, рабочее давление, способы монтажа
Система автономного водоснабжения – выгодное решение для частных домовладений. Чтобы поддерживать постоянное давление в водопроводе для бесперебойной работы бытовой техники и оборудования, предусмотрен специальный прибор – гидроаккумулятор для систем водоснабжения.
Он способствует сглаживанию резких колебаний давления воды, сохранению рабочего ресурса насоса и питанию системы при кратковременном отключении электроэнергии.
Гидробак для воды – специальное герметичное устройство из металла с внутренней эластичной мембраной, предназначенное для поддержания постоянно стабильного давления в водопроводе.
Кроме того, прибор применяется для решения следующих задач:
- Предохранения насосного оборудования от износа. Включение насоса при открытии водяного крана будет осуществляться в случае полного опустошения гидроаккумуляторного бака. Это приведет к увеличению количества неиспользованных запусков насоса и продлению его срока службы.
- Поддержания постоянного давления в водопроводе, предотвращения перепадов напора и гидроударов при одновременном использовании нескольких точек водоприема.
- Поддержания оптимального запаса жидкости в системе водоснабжения, что обеспечивает подачу воды в условиях частого отключения электроэнергии.
Устройство гидроаккумулятора достаточно простое, он состоит из металлического бака, который разделен внутренней резиновой мембраной на две камеры – для воды и воздуха.
Для изготовления мембраны используется прочный бутил, стойкий к механическим повреждениям, химическим и биологическим воздействиям, который полностью соответствует санитарным и гигиеническим нормам.
Фиксация мембраны к корпусу выполняется при помощи фланца с клапаном впуска.
Насосная станция подает сжатый воздух в гидроаккумуляторный бак. При заборе жидкости из системы воздушная прослойка снижает внутреннее давление в гидробаке и предотвращает возможный разрыв мембраны. Подача воды в устройство осуществляется через входной патрубок.
Соединительный трубопровод и напорный патрубок по размеру должны полностью совпадать, чтобы предотвратить возможные гидравлические потери в трубопроводе.
В устройствах объемом свыше 80 литров установлен специальный клапан для вывода воздуха из жидкости. Для малолитражных приборов емкостью 24 литра рекомендуется устанавливать дополнительный элемент – переходник или кран.
Как работает бак, подключенный к системе? Принцип работы гидроаккумулятора предусматривает следующее:
- Насос под высоким давлением нагнетает воду в мембрану. После достижения допустимого уровня давления реле подает сигнал об отключении оборудования.
- При незначительном падении давления подающее оборудование включается в автоматическом режиме и цикл повторяется. Грамотная настройка реле давления позволяет регулировать допустимую частоту включений.
- В процессе работы бака воздушные массы могут скапливаться внутри мембраны, что приводит к снижению эффективности эксплуатации прибора. В этом случае проводится профилактика бака для стравливания остаточных воздушных масс. Периодичность мероприятий определяется внутренним объемом бака и частотой его использования.
Объем гидроаккумулятора выбирается индивидуально с учетом общих потребностей конкретного домовладения. Важно знать, что объем, указанный в техническом паспорте, – это типовой размер гидробака. Следовательно, запаса жидкости в таком приборе – 50%, остальное – сжатый воздух. Не менее важными являются габариты бака. Так, бак на 100 литров представляет собой емкость высотой 85 см и диаметром 45 см, которая требует достаточно свободного места для монтажа.
При выборе объема гидробака учитывается среднесуточный уровень потребления воды с каждой водозаборной точки на количество потребителей:
- Производительность насосного оборудования от 1,6 до 2,1 куб.м/час, от 2 до 3 потребителей – бак объемом до 25 литров.
- Производительность оборудования до 3,6 куб.м/час, от 4 до 8 потребителей – бак объемом до 65 литров.
- Производительность оборудования до 5 куб.м/час, до 10 потребителей – бак объемом от 100 литров.
Гидроаккумулятор объемом на 25 литров способен обеспечить повседневные нужды для семьи из 3 человек. Такого объема достаточно для работы компактной системы: крана холодного водоснабжения, санитарного узла и водонагревателя. При эксплуатации дополнительной бытовой техники и оборудования объем емкости увеличивается.
Давление воздуха в гидроаккумуляторе – важный технический параметр напорной емкости, который является неизменным и указан производителем на корпусе прибора.
Для определения уровня давления следует учитывать параметр высоты закачанной жидкости в действующей системе. При этом давление всегда должно оставаться меньше данного показателя.
Расчет выполняется по следующей формуле: на 1 метр коммуникаций – 1 метр давления водяного столба (1 бар).
Вмакс. – максимальная высота водозаборной точки – душевая, бойлер. Для этого выполняется замер, на какой высоте расположена точка относительно установленного бака и подставляется в формулу для определения рабочего давления.
Пример: для домовладения из 2 этажей величина рабочего давления воздушных масс в гидробаке составит (8 + 6)/10 = 1,4 атмосферы. Если внутреннее давление ниже, тогда вода не будет подниматься до второго этажа.
Стандартное заводское значение давления – 1,5 атмосферы. Впрочем, в разных устройствах оно может быть различным, поэтому для точного измерения необходимо использовать манометр, присоединенный к ниппелю бака.
Максимальное значение давления в современных гидробаках не превышает 10 атмосфер.
Прежде чем выполнить подключение гидроаккумулятора, обязательно проводится проверка рабочего давления, которое должно на 0,3-1 бар быть ниже давления насосного оборудования.
Для установки гидробака потребуются:
- пятивыводный штуцер;
- регулирующее реле давления;
- манометр;
- герметик.
Штуцер используется для подсоединения гидробака, поверхностного насоса, а также измерительного оборудования. Пятый элемент выхода предназначается для подвода подающей водяной трубы.
Установка выполняется в следующем порядке:
- Штуцер подсоединяется к баку через фланцевый соединитель с клапаном впуска или прочный шланг.
- К штуцеру фиксируется манометр, регулирующее реле и водопроводная труба, проложенная от насосного оборудования.
- Далее подключается реле. Для этого демонтируется верхняя крышка на корпусе для обнажения рабочих контактов – для насоса и сети. К соответствующему контакту подсоединяется питающий провод от насосного оборудования, а к другому контакту – провод электропроводки.
Важно! Некоторые модели реле производятся без специальных меток, поэтому подключение рекомендуется поручить специалистам.
- Соединения резьбой тщательно герметизируются.
- Проводится тестовый запуск насоса и проверка работоспособности всей системы.
Схема подключения гидробака аналогична предыдущей, разница заключается в способе установки насоса.
В системе водоснабжения от погружного насоса используется обратный клапан, который препятствует выходу воды из мембраны обратно в гидросооружение. Клапан монтируется перед подающей трубой на насосном оборудовании, в некоторых случаях для этого проделывается на крышке внутренняя резьба.
Для подсоединения используется штуцер нужного диаметра с наружной резьбой. После установки клапана к нему подводится подающая водная труба требуемой длины.
Длина определяется достаточно просто: конец веревки с грузилом опускается в гидросооружение и делается отметка верхней точки конструкции. Далее веревка поднимается и выполняется замер длины от грузила до верхней точки. От готового значения отнимается высота от точки до места, где труба из гидросооружения прокладывается в грунт, а также длина насосного оборудования с клапаном. Оптимальная длина трубы – когда оборудование возвышается над днищем скважины или колодца на высоту до 35 см.
Далее монтаж и настройка гидроаккумулятора выполняются по стандартной схеме.
В любой системе водоснабжения присутствуют воздушные массы, содержащиеся в воде. Проникая в расширительный бак, они выделяются из жидкой среды и накапливаются, что может стать причиной образования воздушных пробок на различных участках системы.
Для борьбы с пробками вертикальный гидробак оснащается особыми клапанными фитингами, расположенными в верхней части конструкции, которые способствуют выведению лишних воздушных масс, выравниванию давления жидкости и воздуха в герметичной мембране.
Горизонтальный бак комплектуется дополнительным трубопроводным узлом, включающим в себя слив, ниппель для вывода воздуха и шаровой кран.
Вне зависимости от способа монтажа стравливание излишков воздуха из гидроаккумуляторов проводится после полного слива жидкости.
Любые типы гидроаккумуляторов для систем водоснабжения требуют комплексного обслуживания и своевременной профилактики.
Причин поломок расширительных баков существует огромное количество, но основными из них являются высокая частота включений насосного оборудования, подача воды через обратный клапан, низкий напор воды, низкое рабочее давление в гидробаке, повреждение внутренней мембраны или наружных стенок корпуса, неправильно подобранный объем бака.
Чтобы устранить серьезные поломки и предотвратить аварийное состояние бака, требуется проведение регулярных проверок и профилактики устройства.
Некоторые поломки устраняются следующим образом:
- Давление воздуха увеличивается путем нагнетания через ниппельное отверстие при помощи насосного или компрессорного оборудования.
- Поврежденная поверхность мембраны или корпуса восстанавливается в СЦ (сервисном центре). При наличии серьезного повреждения проводится их замена.
- Разница в давлениях выравнивается путем значительного увеличения дифференциала с учетом частоты рабочих включений установленного насосного оборудования.
- Достаточный объем гидробака определяется до начала монтажных работ.
Чтобы обеспечить бесперебойность системы, в ней не должно быть воздушных пробок. Периодичность проверок – 1 раз каждые 3 месяца. В этот период проводится полный контроль над выставленными порогами срабатывания насоса, настройками реле, герметичностью корпуса, исправностью мембраны и отсутствием протечек.
Неправильная настройка любого элемента системы может повлиять на работоспособность и долговечность гидробака.
Гидроаккумулятор для горячей воды и холодного водоснабжения успешно применяется в частных домовладениях. Грамотное подключение и настройка прибора обеспечат длительный срок эксплуатации и эффективную работу системы водоснабжения.
Специальная емкость, которой является гидроаккумулятор для систем водоснабжения, предназначается для бытового и промышленного использования. Назначение этого изделия заключается в принятии на себя некоторого объема жидкости и избыточного давления, имеющегося в системе.
Современный автономно функционирующий водопровод обязательно укомплектовывают резервуаром, в котором хранится определенный объем воды. Самым простым вариантом данного устройства является металлический или пластиковый бак, располагаемый на чердаке.
Правда, сейчас гидроаккумуляторы уверенно вытесняют стандартные накопители. Дело в том, что они намного удобнее и оказывают лучшее влияние на состояние всей системы водоснабжения объекта недвижимости.
Эти устройства также называют аккумуляторными или напорными баками и гидробаками для систем водоснабжения. Внешне гидроаккумулятор выглядит как металлическая емкость, разделенная внутри на две части при помощи специальной резиновой прокладки – мембраны. Этот элемент прочно закрепляют у горловины бака, где имеется отверстие для поступления жидкости.
На противоположной стороне аккумулятора располагается еще одно отверстие, предназначенное для воздуха. В этом месте устанавливают обычный ниппель, что сделано с определенной целью. Устройство гидробака имеет следующие особенности: поскольку мембрана делит его на два отделения, в одном из них находится вода, а в другом – воздух с определенной величиной давления.
Чтобы узнать этот параметр в резервуаре, пользуются манометром. Некоторые из моделей дополнительно снабжают фильтром с целью недопущения попадания загрязнений внутрь. Мембрану изготавливают из особой резины, отличающейся эластичностью и безопасностью для здоровья человека.
Принцип работы гидроаккумулятора после его подсоединения к водопроводной системе заключается в следующем: жидкость поступает из него под постоянным напором, а это позволяет повысить качество воды из водопровода и обеспечить требуемые условия для функционирования бытовых устройств.
Например, чтобы бесперебойно работала стиральная машина, ванна с гидромассажем и другая аналогичная техника, необходимо поддерживать определенную величину давления в системе водоснабжения. Почти всегда напорные баки укомплектовывают регулирующим устройством, которым является реле давления.
Можно таким образом настроить работу гидроаккумулятора в системе водоснабжения, что он будет включать /отключать подачу воды в прибор в зависимости от величины давления воздуха.
- По мере забора жидкости из бака в его воздушной камере понижается давление.
- Реле после достижения минимальной отметки давления автоматически подключает насос, чтобы восполнялся объем воды.
- В итоге давление в емкости вновь повышается.
- Когда максимально возможное значение давления достигнуто, реле отключает водоподачу в бак.
В результате вышеописанный процесс, как работает гидроаккумулятор, позволяет значительно сократить число включений/отключений насоса, что способствует продлению ресурса функционирования техники. Если подключить насосное оборудование напрямую к автономному водопроводу, количество циклов существенно увеличивается.
Наличие напорного бака в водоснабжающей сети обеспечивает ее стабильную работу, а кроме этого, является защитой от возможности возникновения гидроударов. Помимо этого, внутри резервуара все время находится определенный запас воды, который не будет лишним в случае, например, поломки насоса.
Знание принципа, как работает гидроаккумулятор для водоснабжения, позволяет владельцу объекта недвижимости сделать выбор лучшего устройства, после чего организовать его правильный монтаж и последующее обслуживание.
Гидроаккумуляторы в зависимости от типа установки делятся на вертикальные и горизонтальные изделия. В первом случае устройства отличаются тем, что для их монтажа легче отыскать подходящее месторасположение. И вертикальные, и горизонтальные баки снабжают ниппелями.
Одновременно с водой в устройство поступает и незначительное количество воздуха. Он со временем накапливается внутри и частично занимает объем емкости. Чтобы бак функционировал исправно, необходимо периодически стравливать собравшийся воздух посредством ниппеля.
То, как устроен гидроаккумулятор вертикального типа, позволяет применять ниппель именно для этой цели. В свою очередь с горизонтальными емкостями все сложнее. Кроме ниппеля, предназначенного для стравливания воздуха, на напорный бак нужно устанавливать запорный кран и отвод в канализационную систему. Все вышесказанное имеет отношение к моделям, которые могут накапливать жидкость объемом свыше 50 литров.
Если бак меньше, тогда устройство вне зависимости от типа не имеет никаких особых приспособлений для удаления воздуха из мембраны. Но его все равно необходимо из гидробака удалять, поэтому из него периодически сливают воду, после чего вновь заполняют жидкостью.
Данную процедуру выполняют в следующей последовательности:
- В первую очередь отключают питание насосного оборудования и реле давления.
- Затем открывают ближайший смеситель.
- Воду сливают, пока бак не опустеет.
- Дальше кран закрывают, подают питание на реле и насос, после чего вода заполняет бак в автоматическом режиме.
Для автономно обустраиваемых инженерных систем используют два вида гидроаккумуляторов для водоснабжения – они бывают синего и красного цвета. Такая их особенность позволяет отличать резервуары по назначению. Синий бак применяют при обустройстве систем холодного водоснабжения, а красный аккумулятор – для функционирования отопительного контура.
Когда производитель не обозначает выпускаемую продукцию одним из этих двух цветов, узнать назначение приобретаемого устройства можно из техпаспорта на изделие.
Кроме цвета типы гидроаккумуляторов для водоснабжения отличаются в зависимости от характеристик материалов, применяемых для производства мембран. В любом случае используется высококачественная резина, которая предназначается для контакта с продуктами. Но в красных баках устанавливают мембраны, рассчитанные на соприкосновение с горячей водой, а в синих – с холодной.
Приборы синего цвета могут переносить более высокое давление, чем красные резервуары. Назначение гидроаккумулятора в системе водоснабжения имеет большое значение. Не следует применять для холодной жидкости изделия для систем ГВС и наоборот. При нарушении условий эксплуатации напорных баков мембраны начинают изнашиваться гораздо быстрее, устройства приходится ремонтировать или даже полностью менять.
Перед тем, как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, в первую очередь обращают внимание на объем жидкости, который он может в себя вместить. Для этого пользуются специальной формулой. Получившееся значение умножают на поправочный коэффициент, величина которого зависит от мощности насосного оборудования. Например, при мощности насоса 0,55 – 1,5 кВт коэффициент равен 0,25.
В основном проведение расчетов требуется, когда гидроаккумулятор используется для промышленного назначения. Что касается бытовых потребностей, то обычно бывает достаточно бака, имеющего емкость примерно 25 – 50 литров.
Кстати, расчетные показатели редко совпадают с реальными объемами, которые имеют типовые модели данных устройств. В такой ситуации просто устанавливают бак с немного большим литражом. Например, если согласно вычислениям по формуле, при определении, какой нужен для системы водоснабжения гидроаккумулятор, получилось, что требуется 32-литровый бак, тогда можно приобретать 35 — литровое изделие.
Не следует забывать, что наружные параметры прибора и объем помещаемой в него воды являются разными цифрами. Как правило, вода заполняет гидроаккумуляторный бак
примерно на третью часть его объема.
Чем мощнее насосное оборудование, используемое в автономной водопроводной системе домовладения, тем более емкое устройство нужно установить. Отсюда ясно, что в распоряжении членов семьи будет небольшой запас воды. Но специалисты не советуют приобретать слишком объемный гидроаккумулятор, поскольку вода в нем будет меняться чересчур медленно и это обстоятельство ухудшит ее качество.
Именно по этой причине, делая расчеты, нужно учитывать максимальное количество жидкости, проходящее через водопроводную систему. Перед тем, как выбрать гидроаккумуляторы для водоснабжения, нужно помнить, что модели импортного производства имеют особенную конструкцию, поэтому их не всегда можно состыковать беспроблемно с элементами отечественного водопровода.
К установке данного устройства предъявляют более строгие требования по сравнению с монтажом накопительного резервуара. Объясняется данная особенность тем, что накопитель, расположенный на чердаке, статичен, а в тоже время гидроаккумулятор все время находится в динамическом движении, поскольку водная масса поступает в емкость и отбирается из нее, а в это время мембрана сжимается или растягивается.
Чтобы вибрация в процессе работы гидробака не передавалась водоснабжающей системе и предметам, находящимся рядом, его размещают на прочном и ровном основании, применяя амортизирующие прокладки из резины. Место его монтажа должно быть хорошо доступным и просторным.
Особенности устройства гидроаккумулятора для систем водоснабжения и принцип его функционирования требует периодического выполнения проверки, настройки и обслуживания. Перед монтажом следует знать, какое давление должно быть в пустой емкости. Обычно номинальная величина данного показателя составляет 1,5 бара — его устанавливают производители прибора.
Через время воздух частично покидает емкость. По этой причине нужно измерить давление манометром и при необходимости подкачать воздух или, наоборот, стравить его при избыточной величине данного показателя.
Не лишним будет уточнить величину нормального давления воздуха в незаполненном жидкостью гидроаккумуляторном баке для водоснабжения — информация об этом содержится в техпаспорте. Так как золотник имеет типовые размеры, для проведения замеров подойдет каждый манометр. Если гидробак не укомплектовали данным измерительным прибором, можно воспользоваться автомобильным вариантом.
Основное требование к манометру – он должен быть точным со шкалой с делениями от 0,5 бар или менее и находиться в исправном состоянии. Для проведения измерений можно пользоваться электронными приборами. Манометр подключают к водопроводным трубам, используя гибкие переходники. Их диаметр должен соответствовать сечению водопроводных труб, а вот сужение не допускается.
Устройство гидроаккумулятора для систем водоснабжения предусматривает, что перед тем, как наполнять его водой, нужно удалять весь воздух из мембраны. Первый раз жидкость закачивают внутрь его медленно, тонкой струей под слабым напором. Это необходимо для того, чтобы не допустить повреждения мембраны, поскольку она при хранении в магазине могла слегка деформироваться или слежаться.
Все эти нюансы на первый взгляд кажутся незначительными, но они могут оказать существенное влияние на работоспособность гидроаккумулятора. Важным процессом является настройка требуемой величины давления в резервуаре.
После наполнения емкости водой следует повторно измерить манометром давление воздуха. Чем меньше его окажется в гидробаке, тем ниже будет этот показатель и тем больший объем жидкости можно закачать.
Но чем меньше в аккумуляторе воздуха, тем ниже рабочее давление жидкости в месте ее выхода из емкости. Допустимая величина его снижения может быть равной 1 бару, если возникла потребность в наличии дополнительного объема для хранения воды. При этом наблюдается понижение напора потока в системе.
В зависимости от того, для чего нужен в системе водоснабжения гидроаккумулятор, его владельцу придется делать выбор между закачкой в резервуар большого количества воды и хорошим напором. Вне зависимости от решения, минимальное давление воздуха должно составлять один бар.
Если в напорном баке воздуха окажется недостаточно, мембранная вставка, наполненная водой, растянется и может достать до металлических стенок. Это не допустимо, поскольку в результате такого контакта резина начинает разрушаться и мембрану приходится менять.
После того, как емкость наполнена, произведена ее регулировка и сделано подключение к водоснабжающей системе, можно приступать к настройке реле давления. К нему обычно прилагают инструкцию, содержащую подробное описание порядка действий.
Если посмотреть под крышку корпуса, то там можно увидеть две регулировочные пружины. Та, что больше, позволяет выставлять величину минимального давления, при которой реле запускает насос, а тот начинает закачивать жидкость в энергоаккумулятор для воды. При помощи меньшей пружины настраивают разницу между верхним и нижним значением.
По мере того, как производится отбор воды из резервуара, давление начинает меняться. При достижении нижней величины замыкаются контакты реле, и включается насосное оборудование. В процессе настройки реле приходится несколько раз наполнять емкость и после этого ее опустошать. Как правило, разница между величиной давления включения и отключения равна около 2 бар.
В паспорте, прилагаемом к гидробаку, производитель указывает максимальное давление, на которое он рассчитан, но накачивать его до такого значения не имеет смысла. Дело в том, что при функционировании на пределе возможностей прибор быстрее изнашивается. При настройке реле нужно учитывать, что разница между величинами давления отключения и воздуха в напорном баке должна составлять примерно 10%.
После завершения монтажа прибора, его нужно обслуживать с учетом того, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водообеспечения домовладения. Не менее одного раза в течение месяца нужно проверять состояние настроек у реле давления и если требуется, корректировать их.
Также нуждается в проверке целостность мембраны, состояние корпуса резервуара и герметичность мест соединений. Чаще всего в напорных баках выходят из строя мембраны – происходит их разрыв. Постоянно повторяющиеся циклы, состоящие из сжатия-растяжения, являются причиной повреждения данного элемента.
О том, что мембрана порвана, говорят резкие перепады показаний на манометре, в результате чего вода начинает поступать в воздушную секцию гидроаккумулятора. Чтобы быть уверенным в наличии поломки, из резервуара полностью стравливают воздух. Если следом за ним начнет вытекать вода, это говорит о необходимости замены этого элемента.
Выполнение такого ремонта не является сложным, для чего поступают следующим образом:
- гидроаккумуляторный бак отключают от электропитания и водопровода;
- отвинчивают болты, удерживающие горловину емкости;
- удаляют прежнюю мембрану;
- устанавливают новое изделие;
- собирают бак в обратном порядке;
- прибор устанавливают на место и подключают.
После завершения ремонта нужно проверить и отрегулировать настройки давления в резервуаре и реле давления. Соединительные болты закручивают равномерно, чтобы не допустить перекоса устанавливаемой мембраны и чтобы ее край не сполз внутрь корпуса прибора.
При этом поступают так: болты помещают в гнезда и поочередно делают пару оборотов первого из них и переходят к следующему. В итоге мембрана получается одинаково прижатой к корпусу вдоль всей окружности.
Распространенной ошибкой многих новичков при проведении ремонта гидробака является неправильное применение герметиков. Дело в том, что месту размещения мембраны он не требуется, и наоборот – его присутствие может повредить этот элемент. Монтируемое изделие должно быть аналогичного объема и конфигурации. Желательно поступить так: разобрать бак и, имея на руках испорченную мембрану, приобрести ей замену.
Разобравшись с тем, зачем для водоснабжения гидроаккумуляторы, и каких бывают типов, можно отправляться за покупкой. Этот прибор является важной частью современной автономной водоснабжающей системы.
Гидроаккумулятор более сложное и дорогое устройство, чем стандартный накопительный бак, но все затраты на его покупку непременно окупятся, поскольку качество воды в системе водоснабжения улучшается и значительно возрастает рабочий ресурс насоса. Кроме этого, в водопроводе поддерживается постоянный напор жидкости.
24 Мар 2019 admin 14