Необходимость установки мембранного бака
Не зная схему подключения глубинного насоса к гидроаккумулятору, можно сделать вывод, что гидробак просто пропускает через себя поступающую жидкость. Однако это утверждение нельзя назвать абсолютно точным. Подобное устройство выполняет функцию стабилизатора давления воды в системе водоснабжения. Кроме того гидробак способствует увеличению эксплуатационного периода насоса и защищает всю систему от гидроударов. В случае падения напряжения в электрической сети запас воды в накопительном отсеке позволит определенное время не испытывать проблем с чистой водой.
Подробнее преимущественные моменты подключения гидроаккумулятора к скважине можно описать следующим образом:
- Защита насоса от преждевременного износа. Наличие в мембранном баке определенного количества воды позволяет некоторое время удовлетворять потребности жильцов. Насос включается только после опустошения мембранного бака. Каждый насос имеет заводские настройки, благодаря которым устройство включается и выключается определенное количество раз в течение одного часа. Если гидроаккумулятор настроен на аналогичные или меньшие значения, то срок службы насоса может быть увеличен при условии правильного подключения скважинного насоса к гидроаккумулятору.
- Поддержание стабильных значений давления воды. При одновременном включении нескольких кранов может наблюдаться снижение давления и температуры воды в системе. Такая ситуация может доставить дискомфорт человеку, который в это время принимает душ. Наличие гидробака позволяет поддерживать стабильные значения давления воды в водопроводной системе в частном доме.
- Гидроудары в большинстве случаев возникают в момент включения насоса и наносят непоправимый вред трубам и другим элементам системы водоснабжения. Установленный мембранный бак сводит риск возникновения гидроударов к минимуму.
- Запасы воды. Большинство загородных домов имеет автономную систему водоснабжения, поэтому проблема с водой может возникнуть по разным причинам. Например, перебои с электричеством существенно снижают эффективность работы насоса, а в некоторых случая устройство вообще не выполняет свои функции. Такая ситуация заставляет регулярно запасать воду в дополнительной емкости. При использовании схемы подключения гидроаккумулятора к водопроводу такая проблема не возникает, так как в устройстве постоянно есть определенное количество воды.
Устройство и назначение гидробака
Гидроаккумулятор, который иначе называют гидробаком или мембранным баком, — это герметичная металлическая ёмкость, в которую помещена частично заполненная водой эластичная мембрана грушевидной формы. По сути, мембрана, помещенная в корпус гидробака и прикрепленная к его корпусу фланцем с патрубком, разделяет его ёмкость на две части: водную и воздушную.
При увеличении объема воды в гидробаке естественным образом уменьшается объем воздуха. В результате повышается давление в поставляющей воду системе. При достижении заданных пользователем параметров давления оно фиксируется реле, которое планомерно подает команду на отключение насоса.
Галерея изображений
Фото из
Гидроаккумулятор — металлический бак, внутрь которого помещена эластичная мембрана в форме колбы, заполняемая водой. Остаток пространства между колбой и корпусом занимает газ или воздух
Изменение объема воды в колбе и воздуха в корпусе фиксируется автоматикой, которая контролирует циклы включения/отключения насоса
Гидробаки используются как в составе систем с погружным насосом, так и в паре с поверхностным. В обоих случаях они требуются для автоматизации работы системы
Гидроаккумуляторы устанавливают либо на входе водопровода в дом, либо возле водозаборной скважины непосредственно в кессоне
На входном патрубке в гидробак устанавливается обратный клапан, предотвращающий отток воды обратно в выработку после остановки насоса
Оптимальным местом для установки манометра считается выход из гидроаккумулятора, требующийся для контроля параметров давления в системе
В обустройства дач и небольших загородных домов используются гидробаки емкостью от 12 до 24 л. Для работы в паре с погружными насосами объем берут больше, рассчитывают исходя из технических характеристик конкретного агрегата
Если для нормальной работы автономной системы требуется резерв воды в 300 — 500л, то схему с гидробаком дополняют большим гидроаккумулятором, готовым или самодельным накопителем
Компоненты системы водоснабжения с гидробаком
Гидоаккумулятор в составе насосной станции
Установка гидроаккумулятора в кессоне
Гидроаккумулятор на вводе водопровода в дом
Расположение обратного клапана
Место установки манометра
Стандарты объема гидроаккумулятора
Система для резервного запаса воды
Корпус бака выполнен из металла, но вода не контактирует с ним: она заключена внутрь камеры-мембраны, которую производят из прочного резинового бутила. Этот стойкий к воздействию бактерий материал помогает воде не терять тех качеств, которые предъявляются к ней санитарными и гигиеническими нормами. Питьевая вода при взаимодействии с резиной сохраняет все свои замечательные свойства.
Вода в мембранный бак попадает через присоединительный патрубок, снабженный резьбовым соединением. Напорный патрубок и выход соединительного водопровода должны, в идеале, иметь одинаковые диаметры. Это условие позволяет избегать дополнительных гидравлических потерь внутри трубопровода системы.
В тех гидроаккумуляторах, которые входят в состав бытовых систем водоснажбения, используется воздух. Если же это устройство предназначено для производственного применения, в него закачивают газ
Чтобы регулировать давление внутри устройства, в воздушной камере предусмотрен специальный пневмоклапан. Воздух накачивается в отведенный для него отсек через обычный автомобильный ниппель. Кстати, через него можно не только докачать воздух, но, при необходимости, и стравить его излишки.
Закачивают воздух внутрь мембранного бака, используя для этой цели компактный автомобильный или простой велосипедный насос. При поступлении воды в резиновую грушу сжатый воздух оказывает её напору сопротивление, не позволяя мембране прорваться. Давление внутри гидроаккумулятора тоже регулируется с помощью сжатого воздуха.
Гидроаккумулятор состоит из следующих элементов: 1 – металлический корпус, 2 — резиновая мембрана, 3 – фланец, снабженный клапаном, 4 – ниппель, через который можно закачать воздух, 5 – воздух под давлением, 6 – ножки, 7 – установочная платформа для насоса
Где устанавливать и подключить накопительный бак
Схема подключения гидроаккумулятора и насоса, их правильная эксплуатация не представляет особой сложности:
- Вода во внутрь грушевидной мембраны подается через фланцевый клапан.
- Под ее давлением мембрана начинает расширяться.
- Закаченный в корпус воздух, сжимается и мембрану удерживает от разрыва. По мере заполнения мембраны воздух уплотняется, что в итоге создает область повышенного давления между стенками корпуса и мембраны, которая обеспечена энергией сжатого воздуха.
- После открытия в домашнем водоводе крана, воздух начнет сдавливать грушевидный вкладыш и вода начинает под нужным давлением идти по трубам.
- Насос наполняет опустошенную мембрану, а его работа контролируется датчиком давления, установленного на насосной станции.
При подключении накопителя в водопровод учитываются конструктивные особенности насосной станции, тип используемого в ней насоса для закачивания в накопитель воды.В станциях используются два вида устройств:
- Погружные, опускаемые прямо в воду.
- Поверхностные, фиксируемые у гидроаккумулятора.
От особенностей используемого оборудования, зависит схема подключения насоса и гидроаккумулятора. На фото показан пример установки устройства в загородном доме.
Схема подключения водяного насоса, гидроаккумулятора
Порядок подключения системы с поверхностным насосом заключается в следующем:
- Измеряется давление воздуха со стороны ниппеля при пустой мембране, его величина должна быть на 0,5-1 атмосферу меньше, чем в аккумуляторе минимальное давление, при срабатывании насоса. Это минимальное давление задается на реле управления станцией, к величине которого прибавляются 0,5-1 атмосфера. Фиксируется его показания манометром на ниппеле бака.
- Монтаж бака особого коллектора с пятью выходами к фланцевому штуцеру.
- Подключение:
- к первому выходу напорной трубы от насоса;
- ко второму — патрубка бытового водопровода;
- к третьему подсоединяется реле давления;
- к четвертому выходу – манометр;
- к пятому уже подключен штуцер гидробака.
При подключении устройства своими руками с использованием погружного насоса необходимо выдержать такой порядок действий:
- Насос погружается в воду. На поверхность выводится напорный шланг от насоса и подключается к реле давления, через тот же коллектор на пять разъемов.
- Поток от коллектора отводится на гидроаккумулятор, при этом на этом участке движение будет двусторонним.
- Водопроводом соединяется от коллектора еще один патрубок, а оставшийся разъем подключается к системе управления насосом.
- Между коллектором и насосом, в этом случае, врезается еще один фитинг или обратный клапан, не дающий воде «слиться» назад в скважину, после того как прекратится напорная подача. Этот клапан необходимо монтировать непосредственно в горловину выпускного патрубка, установленного на насосе.
Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения
Установка гидроаккумулятора для систем индивидуального водоснабжения своими руками производится вместе с автоматикой и переходниками, к которым относятся коммутирующий пятивходовой штуцер, манометр для настройки и контроля, коммутирующее гидравлическое реле. При использовании в водозаборе скважинного глубинного электронасоса обвязка для скважины включает в себя реле сухого хода и обратный клапан, если он отсутствует в насосном агрегате.
Если в водопроводной магистрали используется поверхностный центробежный электронасос, то практичнее и дешевле приобрести готовую смонтированную насосную станцию, чем проводить монтаж элементов системы самостоятельно.
Рис. 4 Бачок расширительный в станции
Монтаж бака
В целом, здесь нет ничего сложного, однако при его установке, нужно учитывать некоторые нюансы:
- емкость должна быть хорошо прикреплена к основанию. Для этого, лучше всего зафиксировать ее на анкера. Это необходимо, поскольку во время работы бак будет вибрировать;
- подключение к водопроводу лучше всего делать через гибкие шланги;
- сам аккумулятор следует располагать таким образом, чтобы его было легко обслуживать;
- нельзя допускать, чтобы электрический кабель касался металлической поверхности аккумулятора – в случае его пробоя, может возникнуть короткое замыкание.
Пример монтажа
Схема подключения в общей системе водоснабжения
Гидроаккумулятор: работа и причины его отказа
Одним из важнейших «игроков команды» становится гидроаккумулятор, позволяющий создавать и хранить запас воды, защищать систему и оборудование от форс-мажорных ситуаций. Это устройство называют по-разному, иногда не совсем правильно: расширительный либо накопительный бак, гидробак, экспанзомат, мембранный бак, или просто — ГА. Это закрытая емкость, которая имеет гидравлическую камеру, изменяющую свой объем. Для того чтобы представить, как работает гидроаккумулятор, необходимо рассмотреть его конструкцию.
Устройство мембранного бака
Любой гидробак имеет определенное число элементов. В его состав входит:
- корпус, изготавливаемый из нержавеющей стали;
- мембрана (груша), которую делают из специальной, эластичной и прочной резины (EPDM, BUTYL);
- ниппель для подачи воздуха;
- фланец, оборудованный клапаном, он предназначен для закачки воды;
- специальные приборы — манометр, реле давления;
- платформа (опоры).
Как видно, устройство достаточно простое, однако непрерывная, интенсивная работа способна «сгубить» даже самые надежные конструкции. Современные качественные модели накопительных емкостей имеют большой эксплуатационный ресурс, работают долго, и без «капризов». Однако возможные неисправности гидроаккумулятора надо знать, так как исключить некоторые поломки все-таки нельзя.
Задачи сосуда и их выполнение
Накопительный бак состоит из двух камер: в одной из них находится воздух, в другой вода. Последний отсек заслуживает особого внимания. Это резиновый мешок, или мембрана. Принцип работы хранилища основан на сдавливании жидкости сжатым воздухом. Когда в системе расходуется вода, давление падает.
Гидробак незамедлительно реагирует на произошедшие изменения: он быстро восстанавливает параметры благодаря подаче новой порции жидкости, но без малейшего участия насоса. Естественно, редкое включение в работу этого главного прибора насосной станции гарантирует его более длительную эксплуатацию.
С помощью реле для гидробака задают два важнейших параметра давления воды: его верхний и нижний пределы. Когда значение становится минимальным, гидроаккумулятору «помогает» насос: он включается и работает до тех пор, пока давление снова не достигнет максимальной (заранее установленной) отметки.
Мембранный бак устраняет наиболее частые проблемы, возникающие при работе автономного водоснабжения, систем отопления либо экономичных гелиосистем. Аккумуляторы воды помогают:
- стабилизировать давление;
- быстро выровнять напор воды при интенсивном ее использовании;
- предотвратить возникновение гидроударов, крайне опасных для системы;
- гарантировать подачу воды при выходе из строя насоса, из-за перебоев с электроэнергией, но в этом случае гидробак должен иметь большой объем;
- значительно продлить жизнь главного элемента насосной станции, так как редкие периоды работы гидравлической машины исключают быстрый износ оборудования.
Особенность мембранного бака в том, что КПД этого прибора-сосуда не определяется. Устройство или работает, или нет.
Симптомы неисправности гидроаккумулятора
Мембранный бак — относительно простая конструкция. Поэтому часто возможные неисправности гидроаккумулятора можно обнаружить визуально.
Одним из признаков его «бездействия» становится участившееся срабатывание предохранительного клапана. Когда давление в системе повышается до предельных значений, он сбрасывает воду, защищая приборы и трубы. Другие симптомы неисправности:
- неоправданное включение насоса в работу при каждом водозаборе;
- неравномерный поток жидкости из крана — рывками, маленькими порциями;
- манометр, показывающий, что изменение давления идет скачкообразно: в этом случае стрелка прибора сначала резко идет вверх, потом падает до нуля.
При обнаружении этих признаков можно быть практически уверенными в том, что гидроаккумулятор либо некорректно работает, либо неисправен. Поиск источника проблемы и ее устранение — следующая операция, которая предстоит владельцам гидробака и насоса (насосной станции).
С ремонтом неисправного гидробака медлить нельзя. Игнорирование некорректной работы накопительного оборудования приведет к тому, что вскоре проблема коснется не только емкости, но и других элементов системы водоснабжения или отопления. Такой сценарий вряд ли кого-то воодушевит, так как в этом случае расходы на исправление серьезно возрастут.
Где используют гидроаккумулятор? Назначение гидроаккумулятора
Как уже упоминалось, гидроаккумулятор для систем отопления является очень важной, необходимой частью оборудования системы отопления. Причем не обычной, атмосферной, а системы закрытого типа, в которой теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре
Это особенность и лежит в основе устройства и применения в системе.
Закрытая система отопления в отличие от открытой обладает большими возможностями, но при этом, у нее имеется и ряд недостатков, которые необходимо компенсировать, установив дополнительное оборудование. Если в открытой системе достаточно правильно рассчитать и установить расширительный бак для приема излишков теплоносителя, то в закрытой системе простым дополнительным объемом обойтись не получится. Создаваемое давление внутри контура закрытой системы отопления при нагревании теплоносителя дополняется еще и давлением циркуляционного насоса. Это неизбежно приводит к перепадам давления в цикле «нагрев-охлаждение». Именно поэтому для компенсации таких перепадов и устанавливается гидроаккумулятор для систем отопления.
Второй важный момент, который нужно учитывать при рассмотрении вопроса для чего нужен гидроаккумулятор в системе отопления заключается в необходимости иметь специальный прибор безопасности. Суть этого момента заключается в том, что закрытых систем характерным явлением выступает критические перепады давления теплоносителя. Гидравлический удар, спровоцированный выходом из строя автоматики защиты или поломкой запорной арматуры даже в небольшом объеме жидкости в 30-40 литров способен вызвать большие проблемы. Гидроаккумулятор для системы отопления способен в такие критические моменты отреагировать практически моментально и принять в себя некоторый объем жидкости, чем снимет угрозу разрыва системы из-за гидравлического удара.
Третий момент заключается в том, что в отличие от классического расширительного бачка с открытым верхом гидроаккумулятор для систем отопления поддерживает установленное давление жидкости. В закрытых системах жидкость находится под давлением не только в момент нагревания и работы циркуляционного насоса, даже когда котел выключен, система сохраняет установленное давление. Снижение установленного минимального порога неизбежно влечет за собой автоматическое отключение оборудования, поскольку приборы безопасности будут фиксировать снижение давления и воспринимать это как аварийную ситуацию. Гидроаккумулятор для систем отопления при настройке оборудования специально устанавливается для поддержания необходимого уровня давления. Независимо от температуры теплоносителя и работы приборов отопления он будет поддерживать давление на нужном уровне.
Назначение современного гидроаккумулятора
Долговечность, экономичность и бесперебойность работы системы водоснабжения целиком зависят от схемы подключения. Одним из основных элементов системы считается гидроаккумулятор. От правильности выбора схемы его обвязки и будет зависеть работоспособность всего комплекса. — содействовать стабильности подачи воды, стабильности давления воды в системе и обеспечение необходимого резервного объема воды, в зависимости от модели и типа устройства.
В принципе, все гидроаккумуляторы устроены однотипно. Их работа построена на взаимодействии сжатого воздуха и воды. Сжатый воздух оказывает давление на массу воды посредством резиновой мембраны, тем самым поддерживая необходимый его уровень во всей системе. Это может пригодиться тогда, когда бывают перебои с электроэнергией или временной недееспособностью водяного насоса, когда давление в системе нестабильно.
Монтаж системы водоснабжения из скважины
Помимо классификации скважин в зависимости от высоты шахты на абиссинские, песочные и артезианские виды, важным критерием для определения схемы водозабора служит расстояние от их водного зеркала до поверхности земли.
Если зеркало воды в шахте скважины больше 9 м от поверхности земли или его уровень понижается при водопотреблении, для водного забора используют погружные насосы. При водном зеркале выше 8 – 9 м и его неизменном статическом положении для всасывания воды чаще применяют насосные установки.
С погружным насосом
При использовании для забора глубинного скважинного насоса применяют два вида его обвязки.
Первый вариант состоит в устройстве кессонного колодца, в центре которого находится обсадная колонна с оголовком.
При втором варианте подключения электронасоса используется скважинный адаптер, вмонтированный сбоку верхней обсадной трубы. От нее на глубине ниже уровня промерзания почвы пластиковый трубопровод из полиэтилена низкого давления (ПНД) отходит в дом. При этом вся автоматика управления электронасосом, включающая гидробак, напорное и реле сухого хода, манометр, а также фильтры грубой очистки от песка и мелкоячеистые картриджные, размещаются в подвале дома или на его нижнем этаже.
Рис. 8 Варианты подключения погружного электронасоса к автоматике в кессонном колодце
Если обсадная колонна скважины спрятана в кессоне, то возможны два варианта размещения оборудования. При первом всю автоматику, как и при адаптерном подключении, размещают в доме. При втором варианте используют свободное пространство внутри кессонного колодца. В нем размещают фильтры, реле давления и сухого хода, гидроаккумулятор.
Разводку обычно делают отрезками полипропиленовых (ПП) или из полиэтилена низкого давления ПНД труб, соединяя первые пайкой, иногда применяют металлопластик.
Многие хозяева используют еще один вариант размещения скважины, после бурения сооружая на ее месте дом. При этом они забывают или не знают, что скважинные источники на песке часто нуждаются в прокачке и прочистке от образующегося на дне ила. А проведение этих процедур в доме сопряжено с немалыми трудностями, грязью и может быть просто технически нереализуемо.
Рис. 9 Автоматика с гидробаком для управления работой погружного насоса в доме
С поверхностной насосной станцией
При использовании насосной установки ее также размещают в доме или кессоном колодце. Если станция находится внутри здания, ее напорный трубопровод прокладывают под землей и заводят в скважину через адаптер.
Нередко встречается вариант, когда насосную станцию устанавливают в кессонном колодце. Такое размещение позволяет избежать шума в доме и экономит в нем жилую площадь.
Некоторые обходятся без кессонного колодца, устройство которого требует отнимает довольно много времени и средств. Они устанавливают насосную станцию на улице под навесом и протягивает от нее ПНД трубопровод в дом. К недостаткам такого метода относят плохую защищенность труб и насосной установки от промерзания в зимнее время. Выходом из положения служит помещение в напорный рукав саморегулирующегося нагревательного электрокабеля.
Рис. 10 Насосные станции дома и в кессоне
Используемая схема водоснабжения частного дома от скважины с гидроаккумулятором и реле давления позволяет полностью автоматизировать процесс водозабора. Приборы могут устанавливаться как отдельно при использовании глубинного, поверхностного электронасоса, так и в одном блоке, если находятся в составе насосной станции.
Установка нескольких гидробаков
Некоторые пользователи сталкиваются с проблемой, как подключить дополнительный бак для линии водоснабжения, если произошло увеличение потребления или объем накопительного бака слишком мал для нормальной работы. Установка двух гидроаккумуляторов не представляет особых сложностей, их можно собрать, подключив параллельно, с использованием дополнительного переходного штуцера, гибкого шланга или обрезка водопроводной трубы.
Преимуществом системы с двумя баками является ее высокая надежность в случае, если в одном из них произойдет разрыв резиновой мембраны.
Рис. 8 Гидробак в блоке частотного управления насосами
Правильная настройка нового устройства
Новый гидробак следует проверить на то, каков уровень его внутреннего давления. Предполагается, что он должен составлять 1,5 атм. Но в процессе транспортировки изделия от места производства до склада и во время хранения могла произойти утечка, снизившая на момент продажи этот важный показатель. Проверить давление можно, сняв колпачок на золотнике и выполнив замеры.
Для измерения давления можно использовать манометры разных видов:
- Электронные. Это дорогие приборы. На результат их работы может оказать влияние температура и заряд батареи.
- Механические. Выпускаются в корпусе из металла, называемые по-другому автомобильными. Если этот прибор успешно прошел проверку, то лучше него не найти. Чтобы получить наиболее точное значение, поскольку измерять нужно будет всего-то 1-2 атм., лучше купить прибор с большим количеством делений на измерительной шкале.
Недорогие насосные станции и насосы-автоматы чаще всего укомплектовываются манометрами в пластиковом корпусе. Погрешность в показаниях таких китайских моделей слишком велика.
Если в баке будет меньший объём воздуха, чем нужно, его место займет вода. Это повлияет на напор воды в водопроводе. При высоком давлении и напор постоянно будет высоким. Большее давление обеспечит меньший запас воды в мембранной груше, поэтому насосу придется чаще включаться. Если света не будет, запаса воды может не хватить на все нужды.
Поэтому-то иногда разумнее будет пожертвовать давлением для достижения других важных целей. Впрочем, ниже рекомендованных значений давление лучше не снижать, как и не превышать предельных характеристик. Недостаток давления может привести к контакту поверхности груши с корпусом бака, что нежелательно.
Для измерения давления можно использовать разные устройства, но оптимальным является относительно недорогой автомобильный манометр с корпусом из металла и достаточно развернутой шкалой результатов замеров
