Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Выбор типа конструкции

Объем и давление – это ключевые характеристики в вопросе, как выбрать гидроаккумулятор для скважины. Определившись с ними, перейдем к конструктивным особенностям агрегата.

Вертикальный или горизонтальный

Начнем с того, какой по способу размещения емкости выбрать гидроаккумулятор:

Вертикальный занимает мало пространства в помещении: такой бак по форме узкий, но высокий. Ниппель для стравливания излишков сжатого воздуха располагается в верхней части корпуса. Вертикальные модели наилучшим образом подходят для насосов погружного типа.

Мембранный или балонный

Мембранный. В нем накапливаются воздух под давлением и жидкость: оба этих вещества соприкасаются с металлическими стенками бака. Они разделены герметичной мембраной. С прекращением работы насоса сжатый воздух начинает воздействовать на эластичную прокладку, смещая ее и выталкивая воду.

Мембранные модели имеют серьезный недостаток: жидкость контактирует со стенками, что может вызвать коррозию. В балонных вода при правильном функционировании взаимодействует только с каучуковой «грушей», что куда надежнее.

Принцип работы типового гидробака

Разберём, для чего гидроаккумулятор в водопроводной системе, и рассмотрим принцип работы этого устройства. В бытовой водопроводной сети должно иметься определённое давление, обеспечивающее функционирование бытовых приборов и сантехнических устройств.

Например, стиральные автоматы или посудомоечные машины будут действовать только при определённом показателе напора в сети. То же можно сказать и о бытовой сантехнике: для нормальной работы смесителей душа, джакузи или унитаза необходимо наличие давление в водопроводной системе. Оно создаётся самостоятельно, под действием гравитационных сил, если в доме выполнена верхняя разводка с расположением расширительного бака для воды в верхней точке здания.

Тогда жидкость, подчиняясь силе тяжести, самостоятельно стекает в систему, создавая в ней определённый напор. Но чаще встречается конструкция автономного водопровода с нижней разводкой. В этом случае вода подаётся в дом снизу, и для создания давления в трубопроводе необходима работа вспомогательных агрегатов.

Рассмотрим, как работает гидроаккумулятор, более подробно. Гидробак подключается к водопроводу после сетевого насоса. При закачке им внутридомовой системы из скважины или колодца, вода изначально поступает в гидроаккумулятор, заполняя его. После этого, по достижении в системе установленного показателя давления, насосное оборудование автоматически отключается. Вся дальнейшая ответственность за поддержание необходимого уровня напора в домашнем трубопроводе ложится на гидробак.

Подача воды из гидробака в домовой водопровод обеспечивается внутренним давлением, создающимся внутри устройства сжатым воздухом. При включении сетевого насоса, бак заполняется из скважины, и находящийся внутри него, в отдельной камере, воздух начинает сжиматься. В результате в гидробаке создаётся давление, достаточное для поддержания необходимого напора в домовом водопроводе.

Когда включается источник водопотребления – душ, стиральная или посудомоечная машина, – давление воды в сети падает. Вода из бака, под действием сжатого воздуха и силы упругости растянутой мембраны, начинает поступать в домовую водопроводную систему. Когда показатель давления достигает необходимого уровня, система уравновешивается, и подача прекращается.

Данная последовательность действий повторяется всё время, пока внутри гидробака имеется необходимое количество воды. Как только она подходит к концу, и устройство не может более обеспечивать необходимый уровень давления в водопроводе, включается сетевой насос, заполняя бак водой из скважины.

Сетевой насос работает в паре с манометром и реле. Когда вода в ёмкости бака подходит к концу, и внутреннее давление падает, датчик запускает его в работу. Вода из скважины заполняет ёмкость аккумулятора до той поры, пока давление в нём не достигнет положенного значения. После этого реле отключает питающий насос.

Расчет гидроаккумулятора системы отопления Система отопления

» Теплоаккумуляторы

Сборка отопления дома имеет разные части. Эти узлы монтажа неоспоримо важны. Поэтому соответствие частей системы необходимо делать технически грамотно.

На открытой странице мы сможем найти и выбрать для квартиры необходимые части системы.

Схема отопления насчитывает, механизм управления тепла, циркуляционные насосы, радиаторы, провода или трубы терморегуляторы, крепежную систему, фиттинги, автоматические развоздушиватели котел отопления, расширительный бачок.

Расчет гидроаккумулятора системы отопления

Для определения объема могут быть использованы два метода: с учетом типа насоса, используемого в системе или по методу «Единиц расхода», т.е. с учетом максимального расхода воды.

СРЕДНЯЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСА

Этот метод используется для расчета объема гидроаккумулятора на основании средней производительности насоса (соответствующей максимальному расходу воды Qmax ) и минимальных и максимальных значений динамического давления (с учетом разницы уровней, потерь и т.д.).

Vt  — объем гидроаккумулятора в литрах.

Qmax – средняя производительность насоса, равная максимальному расходу воды (в литрах/мин).

а – максимально допустимое число запусков насоса в час (значение, рекомендуемое производителем насоса).

Pmax – максимальное абсолютное давление, на которое настроено реле давления, равное относительному давлению + 1Атм.

Pmin – минимальное абсолютное давление, на которое настроено реле давления, равное относительному давлению + 1Атм, которое не должно быть ниже, чем (высота строения в метрах)/10 + 1Атм

Пример: определить объем гидроаккумулятора для системы с реле давления, отрегулированным на минимальное давление 2.5 бар и максимальное – 4.5 бар при требуемом расходе воды 115 л/мин.

?P =5.5-3.5=2 АТА;

Pprec =3.5-0.5 =3АТА;

Vt =16.5*115*5.5*3.5/12/2/3=507.32 л

МЕТОД «ЕДИНИЦ РАСХОДА»

Этот метод используется для расчета объема гидроаккумулятора на основании максимального расхода воды и минимального и максимального значений динамического давления, на которое настроено реле.

Каждой точке водоразбора соответствует определенное значение единицы расхода (см. таблицу расходов).

Просуммируйте все значения и по таблице определите соответствующее значение максимального потока Qmax.

Пример: Рассчитать объем гидроаккумулятора в частном доме. Единицы расхода определяются по таблице.

2 умывальника=2                                   1 биде=1                                 1 сливной бачок=3

1 кухонная мойка=2                                1 ванна=2

1 стиральная машина=2                         1 душ=2

14 единицам расхода по таблице соответствует Qmax =0.68л/с

Максимальное давление реле = 3.5 бара (4.5 АТА)

Минимальное давление реле = 2.5 бар (3.5 АТА)

Следовательно, ?P =4.5-3=1.5

Критерии выбора

Исходя из вышеизложенного, при выборе мембранного аккумулятора необходимо учесть следующие параметры:

1. Объем устройства из расчета количества пользователей и мощности насоса. Обычно для семьи из двух человек достаточно бака до 24 литров. Если на жилой площади проживают 3-4 человека, то оптимальным решением будет гидробак на 50 литров. Наличие более четырех активных пользователей предполагает установку емкости не менее 80 литров. Но в каждом случае желательно проанализировать количество потребляемой воды за единицу времени. Не стоит забывать, что основная функция данного изделия — не запас воды, а снижение энергопотребления и уменьшение нагрузки на насосную автоматику и систему водоснабжения в доме.
2. Назначение устройства: для систем холодного или горячего водоснабжения приобретается агрегат.
3. Конфигурация: горизонтальный или вертикальный монтаж необходим. Этот параметр зависит исключительно от характеристик помещения, где планируется установка бака. При покупке большого бака (от 100 л) необходимо сразу продумать, как будет производиться замена запчастей или самого изделия в случае выхода из строя.
4. Дата изготовления также важный параметр, так как речь идет о таком материале как резина. В отличие от металлического корпуса мембрана может терять свои свойства (эластичность) при длительном хранении в условиях склада.
5. Качество изделия: сварка, толщина металлического корпуса, наличие антикоррозийного покрытия, качество мембраны, материал, из которого выполнены фланцы.

Выбор

Зачастую возникает вопрос, как подобрать гидроаккумулятор, учитывая способ его расположения. Вертикальные экземпляры объемом от 50 л имеют специальный клапан для стравливания. В них воздух собирается вверху, поэтому это делать удобнее и эффективнее. Горизонтальные для этого оборудованы дополнительным трубопроводом с ниппелем, сливом, шаровым краном. Процедура менее эффективная и немного сложнее.

Если же оборудование маленькой вместимости, то не имеет значения, какой гидроаккумулятор выбрать – оба вида имеют отдельный трубопровод, и чтобы избавиться от воздуха нужно полностью их опорожнять

В прилагаемой инструкции есть таблицы с данными, которые проинформируют, как выбрать гидроаккумулятор с нужными техническими возможностями для используемого количества воды и высоты труб.

Определение нужного объема

Частота включений, мощность нагнетателя, почасовой расход ресурсов, высота установки – факторы, имеющие значение для выбора ГА с требуемым количеством места внутри. Действует правило: лучше взять больше, чем меньше, ведь чем реже будет включаться помпа, тем лучше. Главное, уложиться в минимальные требования трубопровода. Настройка гидроаккумулятора проводится с учетом того, что его полезная вместимость составляет от 30 до 50% внутреннего пространства.

Расчет объема гидроаккумулятора учитывает следующие примеры:

• для разгрузки погружной помпы, уменьшения частоты ее включений (рекомендуемое количество около 30 в час) и для требуемой производительности 40 л/мин. рекомендуемый объем гидроаккумулятора – 70 – 80 л и больше
• только для поддержания напора и компенсации пиковых нагрузок достаточно будет самых маленьких размеров на 25 – 40 л
• с 25 – 40 л будет нормально работать схема с 4 единиц (умывальник, ванна, душ, водонагреватель) и потребностей 2 человек. Еще один пример: для двух туалетов, мойки, душа, умывальника с суммарным потреблением 20 л/мин будет достаточно 50 – 80 л, что должно удовлетворить 3 – 4 чел.
• для формирования резерва с обеспечением работы источника при отключении питания потребуется от 80 – 100 л и больше

Давление

Агрегат с нужным показателем выбирают, учитывая гидростатический натиск, определяемый высотой, на которую подается вода. На дом с высотой труб 10 м будет достаточно агрегата, возможности которого 1,5 – 2 бар. Если он установлен на первом этаже, в подвале или цоколе, то прибавляют еще 1 бар, необходимый для перекачивания на этот уровень.

Рекомендации как выбрать гидроаккумулятор и как должна осуществляться регулировка:

• рабочий показатель не должен быть ниже, чем у насоса при старте. При этом минимальная разница должна быть от 0,5, а максимальная – в среднем 2 бара
• при слабом напоре вода не дойдет до верхнего этажа. При значительном превышении нормы – бак будет постоянно пустой
• для стандартного двухэтажного дома подойдет емкость с минимальной мощностью в 1,5 и максимальной – до 4,5 бара
• расчет гидроаккумулятора должен учитывать, что если оборудование используют с погружным насосом, то показатель должен быть меньше нижней границы давления в нем на 10%
• для обычной бытовой техники необходимо 1,5 – 2,8 атм. Сила выталкивания должна быть немного меньше, чем в системе (на 0,1 – 0,2 атм) – так внутренняя мембрана не порвется

Производители стандартно устанавливают 1,5 бар, но значение может быть иное, поэтому перед подключением проверка манометром обязательная. Его подключают к ниппелю устройства. Если требуется иной показатель, то делают это обычным велосипедным насосом, принцип такой: воздух выкачивается – сила выталкивания падает, закачивается – увеличивается.

Выбор гидроаккумулятора будет удачным, если соблюдать следующие правила:

• чем чаще включается насос, тем большая емкость рекомендуется – для среднестатистической семьи из 3 – 4 человек подойдет 50 – 80 л
• чем больше, тем лучше, но учтите, что неиспользуемая вода застаивается
• чем вместительнее устройство, тем меньшая частота включения насоса, что повысит срок его службы. Это касается и груши, поскольку она будет реже сжиматься
• металл фланца для подключения должен быть из оцинкованной стали толще 1 мм или из нержавейки, так деталь прослужит дольше

Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления

Автоматические приборы для регулирования работы насосной станции позволяют минимизировать присутствие человека во время работы системы. В данном случае необходимо правильно настроить реле на подачу нужного давления в систему (эти операции мы рассматривали выше).

Гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Как отмечают эксперты, основной причиной сокращения продолжительности жизни насоса считается так называемый сухой ход, когда устройство работает без воды. Такое явление может происходить при частых отключениях электроэнергии. Точками риска с возможным возникновением сухого хода принято считать:

• Неправильный подбор рабочих параметров насоса, который используется для откачки воды со скважины или колодца, а особенно при засушливом лете, когда падает уровень грунтовых вод;
• Выход воды из накопительной ёмкости. В данном случае необходимо срочно выключить насос.

Для защиты от возможности появления сухого хода используется автоматика:

• Поплавковый выключатель — это сравнительно недорогой прибор, который применяется для перекачки жидкости из колодцев или резервуаров. На практике используют два основных вида поплавков. Первый тип автоматики останавливает насос при полном заполнении ёмкости, когда вода доходит до уровня поплавка и размыкает контакты. Во втором случае кабель прибора подключают в разрыв электропроводки для запитывания насоса. Остановка насоса происходит при опускании уровня жидкости ниже критического уровня;
• Специальное реле давления выставляется на отключение насоса производителем. Размыкание контактов прибора происходит при понижении давления в системе до показателей в 0,4…0,6 бар. Запускается насос вручную после устранения причины сухого хода.

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе и как накачать

Как мы уже говорили, основным предназначением гидроаккумулятора считается уменьшение количества запусков насоса, что в конечном итоге приведёт к увеличению срока его службы, защиты системы от гидроударов. Чтоб установленное оборудование работало правильно нужно знать, какое давление должно быть в гидробаке.

Важно! Следует понимать, что гидроаккумулятор накачивают во время отсутствия воды в резервуаре.
Подключение к насосу

Существует несколько формул для расчёта давления в расширительном баке. По мнению экспертов, эти показатели должны быть меньшими от параметров давления, при которых происходит запуск насоса. Если оборудование работает в диапазоне 1,5…3 бара (что рекомендовано производителем), то гидроаккумулятор нужно будет накачать до 1,3 бар, т.е. на 0,2 бар меньше, чем нижнее давление реле.

Обычно производители поставляют оборудование с накаченным расширительным баком. Давление в ёмкости должно находиться в пределах 1,5 бара, но иногда оно падает. Перед первым запуском насосной станции нужно проверить давление воздуха специальным манометром, при необходимости подсоединить автомобильный насос к ниппелю и подкачать. Также можно добавлять давление, при помощи ручного насоса, периодически проверяя его параметры манометром.

Необходимо проводить периодический осмотр установленного оборудования для подачи воды. Дело в том, что в воде всегда имеется определённый запас сжатого воздуха, присутствие которого уменьшает полезный объём мембраны. В баках с объёмом от 100 литров для стравливания лишнего воздуха присутствуют специальные клапана, в меньших по объёму резервуарах такие приспособления не предусматриваются.

Для отвода лишнего воздуха из груши проводят следующие действия. Отключаем насос и сливаем всю жидкость из расширительного бачка методом включения одного из кранов. Подобную работу проводим несколько раз подряд, что будет способствовать отводу лишнего воздуха из водопроводной системы.

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

Схема подключения

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 ?

Виды гидробаков для систем водоснабжения

В зависимости от типа установки гидроаккумуляторы делятся на вертикальные и горизонтальные. Обычно баки объемом до 50 л располагают горизонтально, а резервуары большей емкости устанавливают вертикально, в том числе с целью экономии места. На эффективность работы гидробаков тип установки не влияет.

На корпусе вертикальных изделий объемом больше 50 л находится специальный клапан (ниппель) для стравливания воздуха, который постепенно накапливается в водоснабжающей сети во время эксплуатации. Воздух скапливается в верхней части устройства, поэтому и клапан для стравливания расположен в верхней части бака. Чтобы гидроаккумулятор функционировал исправно, необходимо периодически избавляться от собравшегося воздуха при помощи ниппеля.

В горизонтальных устройствах также предусмотрен ниппель для стравливания воздуха, а для слива воды имеется специальный запорный кран, который устанавливается за гидроаккумулятором. Кроме того, горизонтальный напорный бак должен иметь отвод в канализационную систему.

Из устройств маленьких размеров, независимо от того, вертикальные они или горизонтальные, воздух стравливается с помощью полного слива жидкости, а затем емкость снова наполняют водой.

Данную процедуру выполняют в следующей последовательности:

• в первую очередь отключают питание насосного оборудования и реле давления;
• открывают ближайший смеситель;
• воду сливают, пока бак полностью не опустеет;
• после опорожнения бака кран закрывают и подают питание на реле и насос;
• вода заполняет бак в автоматическом режиме.

Выбирая форму гидробака, ориентируются на площадь и конфигурацию технического помещения, где бак будет установлен. Решающими оказываются именно габариты, а не горизонтальный или вертикальный тип устройства. Владельцами приобретается такой напорный бак, который оптимально впишется в отведенное для него место.

Для автономно обустраиваемых инженерных систем используют два вида гидроаккумуляторов; чтобы обозначить их сферу применения, устройства окрашивают в синий или красный цвет. Благодаря такой цветовой маркировке невозможно перепутать резервуары, изготовленные для разных целей. Синий бак применяют при устройстве систем холодного водоснабжения, а напорный бак красного цвета – для функционирования отопительного контура.

Эти изделия не взаимозаменяемы, поскольку для изготовления их мембран используются разный материал. В обоих видах устройств используется высококачественная резина, которая не содержит токсинов и не ухудшает качество воды. Однако в красных баках устанавливают мембраны, специально рассчитанные на соприкосновение с горячей водой, а в гидробаках синего цвета мембраны могут взаимодействовать только с холодной жидкостью. Кроме того, напорные баки синего цвета могут переносить более высокое давление, чем устройства для отопительных систем. Использование гидроаккумуляторов не по назначению недопустимо, так как это может привести к аварии и в любом случае категорически сократит срок их службы..

Если производитель не применяет цветовую маркировку, узнать назначение приобретаемого устройства можно из технического паспорта изделия.

Схема монтажа гидроаккумулятора к погружному насосу

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.