Особенности выбора и эксплуатации гидроаккумуляторов для водоснабжения

Почему нужно уметь подбирать гидробак?

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения выполняет две важные функции:

• поддержку постоянного давления в водопроводе;
• защиту насоса от слишком частых включений и выключений.

Его схема устройство довольно простая – есть металлический бак, который разделен на две части каучуковой мембраной. В самой мембране находится вода, а необходимое давление создается воздухом, который закачивается во вторую часть бака.

Таким образом, при использовании воды в точках потребления, погружному насосу не приходится включаться каждый раз, когда открывается кран. Ведь в груше есть определенный запас воды под давлением, достаточным для нормальной работы водопровода. А насос будет включаться только тогда, когда этот объем упадет до установленного минимума.

При этом нужно учитывать, что максимальное допустимое число включений насоса – 20-30 раз в час. А оптимальное – 15-20 раз. Поэтому, нужно заранее знать, как выбрать гидроаккумулятор для водопровода, чтобы не допустить ошибок.

Как выбрать объем гидроаккумулятора

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

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

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

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

Горизонтальный или вертикальный

Прежде всего, разница заключается в способе удаления воздуха из «груши».

В любую систему водоснабжения может попасть воздух, который со временем скапливается и в результате создаются своеобразные воздушные пробки.

Для их устранения в гидробаках вертикального типа, объем которых составляет более 100 литров, есть специальный клапан, позволяющий воздух стравливать. Он собирается в верхней части агрегата, поэтому без труда удаляется.

А вот что касается гидравлических аккумуляторов (обоих видов), чей объем меньше 100 литров, то у них такой клапан не предусмотрен. Поэтому чтобы избавиться от скопившегося в баке воздуха, необходимо полностью его опорожнить.

Замечание специалиста: чаще всего горизонтальные варианты используют для работы с наружными насосами, в то время как вертикальные применяют для дачи или небольшого частного дома и устанавливают в небольших помещениях в комплекте с погружными насосами.

Популярные модели

На сегодняшнем рынке, присутствует множество различных моделей гидроаккумуляторов. Однако, среди них есть наиболее популярные устройства для частного дома.

Название	Характеристики	Стоимость
АКВАБРАЙТ ГМ-80 В	Бак на 80 литров производства России, рабочее давление составляет 10 атмосфер, максимальная температура – 99 градусов	3 500 рублей
Ultra-Pro вертикальный (Zilmet)	Бак с объемом 100 литров, имеет упрочненную мембрану, способную работать с агрессивными составами воды. Рабочее давление до 10 атмосфер, максимальная температура – 99 градусов, вертикальное расположение.	12 000 рублей
Гидроаккумулятор SPERONI AV 100	Емкость накопителя 100 литров, максимально допустимое давление – 10 атмосфер, максимальная температура – 99 градусов. Эта модель выпускается в горизонтальном и вертикальном исполнении. Мембрана изготовлена из высокопрочной пищевой резины.	14 400 рублей
Гидроаккумулятор вертикальный Джилекс пл./фл. 100л.	Бак емкостью на 100 литров и рабочим давлением до 9 атмосфер. Характеризуется высоким качеством и долговечностью при невысокой стоимости. Обладает надежной мембраной. Фланец сделан из пластика.	5 400 рублей
Гидроаккумулятор VCF-36L, вертикальный	Бак небольшой емкости, предназначен для использования в паре с насосами малой мощности. Объем бака – 36 литров, рабочее давление до 8 атмосфер. Характеризуется высоким качеством материала и долговечностью работы.	4 000 рублей

Этот рейтинг носит ориентировочный характер и составлен на основе популярности среди потребителей.

Предыдущие статьи Следующие статьи

• 25.03.2017.
  

  Что такое гидроаккумулятор и принцип его работы

• 25.03.2017.
  

  Замена мембраны в гидроаккумуляторе

• 25.03.2017.

Настройка давления в гидроаккумуляторе

Перед подключением в систему водоснабжения необходимо установить давление газового пространства в баке гидроаккумуляторе Pг

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

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

Максимальное давление воды Pmax

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

Любая отопительная система представляет замкнутый контур, по которому циркулирует вода или антифриз. При нагревании эти рабочие среды расширяются, а объём контура остаётся неизменным.

Чтобы избежать разгерметизации стыков и отопительного оборудования в систему монтируется гидроаккумулятор или расширительный бак. Этот узел обеспечивает постоянное давление – при расширении вода уходит в него и не вредит системе.

1 Назначение, устройство и принцип действия

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

Рассмотрим основные функции гидробака в системах водоснабжения:

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

Насосная станция с гидроаккумулятором

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

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

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

1.1 Разновидности гидробаков и особенности их расчета

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

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

Разновидности гидроаккумуляторов

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

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

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

Коэффициент насоса зависит от мощности его двигателя:

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

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

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

Для чего нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Различные виды форм и цветовой гаммы водяных аккумуляторов и расширительных баков

Этот конструктивный элемент имеет два основных назначения:

• Обеспечение бесперебойной и равномерной работы насосной станции;
• Обеспечение надежности и целостности системы ГВС (горячее водоснабжение).

Роль гидроаккумулятора в работе насосной станции

При отсутствии центрального водопровода владельцы частных домов,  для подачи воды в дом бурят скважину или возводят колодец, оборудованный глубинным насосом. С его помощью вода подаётся в помещение, заполняет водяной аккумулятор, обязательно фильтруется и разветвляется по местам потребления.

Схема простой системы водоснабжения

Рассмотрим более подробно работу этой схемы. При быстром открытии и закрытии водяного крана, например вы сполоснули руки, расходуется малое количество воды и именно в этот момент начинается работа гидроаккумулятора. Насос не включался, напор был создан давлением мембраны водяного аккумулятора, так как в нём содержится определённое количество воды. Многочисленные источники утверждают, что аварийный запас воды и есть главная функция, которую выполняет гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Эти сведения неверны. Агрегат ёмкостью 100 литров способен вместить не более 35 литров воды.

Первостепенная цель установки этого агрегата – сберечь дорогостоящий глубинный насос от перегрева и нерациональных запусков. При отсутствии этого устройства насос, в описанном выше случае, запустится и тут же выключится, не набрав максимальной мощности. В этот момент в контуре создается гидроудар, то есть резкий перепад давления. Агрегат при совокупности этих факторов быстро выйдет из строя. Вывод – гидроаккумулятор в системах водоснабжения служит для равномерного распределения давления в контуре и долгосрочной работы насосного оборудования.

Гидроудар в водопроводной трубе

Гидроаккумулятор в системе ГВС

Существуют три основных вида горячего водоснабжения с использованием гидробака:

Монтаж бойлера косвенного нагрева;

Система ГВС с бойлером косвенного нагрева

Установка двухконтурного твердотопливного котла, с функцией подачи горячей воды;

Горячее водоснабжение при эксплуатации двухконтурного котла

Схема с одноконтурным котлом в совокупности с бойлером косвенного нагрева.

Рабочая схема при эксплуатации одноконтурного котла и бойлера

В любом из вариантов водяной аккумулятор исполняет роль расширительного бака, так как вода при нагреве увеличивается в объеме, и этот прибор компенсирует количество воды. Несмотря на тот факт, что и в бойлере, и в твердотопливном котле установлена группа безопасности в виде пропускного клапана, при постоянном срабатывании пропускной клапан быстро выходит из строя, это влечёт за собой повреждения котла или течь в контуре водоснабжения.

Группа безопасности твердотопливного котла
Группа безопасности бойлера

Резиновая мембрана водяного аккумулятора грушевидная

Настройка давления в гидроаккумуляторе

Перед подключением в систему водоснабжения необходимо установить давление газового пространства в баке гидроаккумуляторе Pг

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

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

Максимальное давление воды Pmax

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

Любая отопительная система представляет замкнутый контур, по которому циркулирует вода или антифриз. При нагревании эти рабочие среды расширяются, а объём контура остаётся неизменным.

Чтобы избежать разгерметизации стыков и отопительного оборудования в систему монтируется гидроаккумулятор или расширительный бак. Этот узел обеспечивает постоянное давление – при расширении вода уходит в него и не вредит системе.

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.

Как подключить?

Бак имеет два технических отверстия: патрубок для подсоединения к системе и отверстие на противоположной стороне, оснащённое клапаном для сброса избыточного давления в газовой (воздушной) камере.

На начальном этапе монтажа необходимо правильно подобрать место установки. Рекомендуется врезать гидроаккумулятор на трубу обратной подачи воды между последней батареей и отопительным котлом. Причём, чем ближе ёмкость к котлу, тем это лучше для стабильной работы системы – не будет резких перепадов давления.

Перед баком обязательно ставится обратный клапан и манометр для контроля показателей давления. Задача у клапана та же, что и у гидроаккумулятора. Этот узел компенсирует скачки давления, но рассчитан он на большую нагрузку.

Важно, чтобы к баку был обеспечен свободный доступ – в отдельных случаях хозяевам придётся самостоятельно регулировать клапан воздушной камеры. Запрещено размещать запорную арматуру на отрезке магистрали между гидроаккумулятором и циркуляционным насосом! Арматура нарушит параметры гидравлического сопротивления

Запрещено размещать запорную арматуру на отрезке магистрали между гидроаккумулятором и циркуляционным насосом! Арматура нарушит параметры гидравлического сопротивления.

Виды гидробаков

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.

Два вида гидроаккумуляторов

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.

Как выбрать объём гидроаккумулятора

При выборе гидроаккумулятора стоит задаться вопросом, какой объем выбрать

Это важно, чтобы оборудование соответствовало производительности системы водоснабжения

Основные правила подбора

Вопреки расхожему мнению, большая емкость не является ультимативным решением во всех случаях. Напротив, гидробак должен быть под стать мощности насоса и числу потребителей:

Менее 24 литров. Вариант для маленьких загородных дач, в которых единовременно проживает не более 2 человек. В таких домиках 3 или менее точки водозабора, а мощность насоса составляет около 2 м3/ч.
50 литров. Оптимальное решение для частного дома небольшой семьи из 3 человек. Такой гидробак обеспечивает потребности до 8 одновременно подключенных точек водозабора. Производительность насоса – 3,5 м3/ч.
100 и более литров. Такие агрегаты предназначены для больших семей, которые проживают в доме с более, чем 8 потребителями воды. В подобных условиях зачастую применяются насосы мощностью более 5 м3/ч.

Рассчитываем объём по формуле

Важным оборудованием является гидроаккумулятор, какой объем выбрать – это крайне ответственный вопрос. Выше мы выделили примерные значения, теперь обратимся к таблицам и формулам. Расчет на их основе поможет получить более точный ответ.

Первое, на что обратим внимание – суммарный коэффициент потребления воды (сокращение – Су). Чтобы определить Су для каждого типа точки водозабора, воспользуемся формулой:. Су = Сх * n

Су = Сх * n

Сх – коэффициент использования

n – число точек водозабора одного типа

Значение Cx относительно типа точки водозабора:

Унитаз – 3.
Душ – 2.
Ванная – 2.
Кран умывальника – 6.
Кран кухонной мойки – 2.
Стиралка – 2.
Посудомойка – 2.
Поливочный кран – 2.

Почерпнув Сх из приведенного выше списка и просуммировав получившиеся значения Су, перейдем к вычислению показателя Аmax (максимальное значение расхода жидкости). Для этого используем список ниже:

4 Су = 12 Amax (л/мин).
6 Су = 18 Amax (л/мин).
8 Су = 24 Amax (л/мин).
10 Су = 30 Amax (л/мин).
12 Су = 36 Amax (л/мин).
14 Су = 40,8 Amax (л/мин).
16 Су = 46,8 Amax (л/мин).
18 Су = 51 Amax (л/мин).
20 Су = 55,8 Amax (л/мин).
25 Су = 67,8 Amax (л/мин).
30 Су = 78 Amax (л/мин).
35 Су = 87,6 Amax (л/мин).

Найдем K – коэффициент, близкий к мощности вашего насоса. Для этого есть нижеуказанный список:

0,47—1,5 P (кВт) = 0,25 K.
1,5—2,5 P (кВт) = 0,375 K.

P – это мощность насоса. Узнаем ее из инструкции по эксплуатации устройства.

Наконец, рассчитываем Vt – емкость гидравлического аккумулятора. Ниже приводим формулу и все необходимые обозначения и пояснения.

Vt = K * Amax * (((Pmax + 1) * (Pmin + 1)) / ((Pmax — Pmin) * (Pprec + 1)))

Vt (л) – объем гидравлического аккумулятора.
K – коэффициент, соответствующий мощности вашего насоса.
Amax (л/мин) – максимальный расход воды.
Pmax (бар) – максимальное значение давления для отключения насоса.
Pmin (бар) – минимальное значение давления для запуска насоса.
Pprec (бар) – начальное давление в гидроаккумуляторе.

Pmax и Pmin узнаем из технических характеристик насоса.

Нужен ли запас ёмкости?

В вопросе, как подобрать объем гидробака, нельзя обойти стороной момент с запасом ёмкости. Краткий ответ: небольшой запас будет уместен. Ответ подробнее: нет смысла переплачивать за значительно большую емкость, чем требуется по факту. Немного повышенный объем поможет в случае увеличенного потребления, но гидробак (в отличие от накопительного бака) – это не резервное хранилище для воды.

Если вы покупаете чрезмерно большую емкость «на перспективу», потому как планируете в долгосрочной перспективе увеличить число потребителей, в этом нет особого смысла: проще установить еще один гидробак, когда в нем возникнет необходимость. В рамках одной системы объем баков суммируется.