Как устроен и работает гидроаккумулятор

Виды гидроаккумуляторов

Гидроаккумуляторы в зависимости от назначения различаются по трем параметрам.

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

Виды гидроаккумуляторов

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

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

Принцип работы

Рассматриваемое устройство работает следующим образом. Насосная станция из скважины подаёт воду в мембрану под определённым давлением. Когда величина напора достигнет порогового значения, насосная станция отключается.

Во время потребления жидкости давление падает, что приводит к повторному включению. Эффективность работы приспособления зависит от объёма бака. При увеличении габаритов ёмкости снижается нагрузка на насос. Реле давления можно выставить на определённый запас воды методом вращения специальных гаек.

При продолжительной работе гидроаккумулятора присутствующий в жидкости воздух скапливается в мембране, заполняя полезное пространство, которое могло бы использоваться для воды. В связи с этим рекомендовано проводить профилактические действия, которые заключаются в стравливании скопившихся газов. Подобные операции необходимо проводить с периодичностью в 1-3 месяца.

https://youtube.com/watch?v=yKk0lYubFu0%3F

Значение давления в гидроаккумуляторе

Внутри гидробака находятся две среды – воздух или газ и вода, заполняющая резиновую мембрану. Принцип работы устройства: при включении насоса жидкость поступает в растягивающуюся емкость. Газ сжимается, его давление увеличивается. Напор воздуха выталкивает воду из мембраны в трубы разводки. При достижении показателя, на который настроена автоматика, устройство отключается. Потребление воды происходит из запаса гидроаккумулятора. Уменьшение объема жидкости приводит к падению давления и повторному включению насоса. Работу гидравлического аккумулятора контролирует реле давления.

Основная функция давления в гидроаккумуляторе – создание оптимальных условий для работы насосной станции. Напор воздуха исключает включение и выключение механизма после каждого открывания крана. Установка в водопроводной системе накопителя решает и другие проблемы:

  1. Предотвращение скачкообразных изменений давления в трубопроводе (гидроударов), вызывающих повреждение труб и смесителей.
  2. Продление срока эксплуатации насосного оборудования, предупреждение износа деталей и узлов.
  3. Создание запаса воды внутри бака, который используется при отключении электричества.

Выбор объема бака зависит от мощности и типа насоса. Агрегаты с встроенным частотным преобразователем отличаются плавным пуском. Для них достаточно бака с минимальной емкости (24 л). Недостаток механизмов высокая стоимость, в частных хозяйствах они используются редко. Распространенный вариант – бюджетные скважинные насосы, при запуске дающие максимальную мощность. Они быстро создают высокий напор в трубах. Компенсировать его должен мембранный бак.

Как выбрать

Только правильно подобранный гидравлический бак поможет правильно использовать водопроводную систему. На практике используют две ёмкости: мембранную и гидравлическую. В первом резервуаре находится каучуковая капсула, которая раздувается до определённого объёма под давлением воды.

Во второй части резервуара находится сжатый воздух. Во время работы системы выдавливание жидкости происходит за счёт сжатого воздуха. Второй вид гидроаккумулятора идентичен по принципу действия, здесь пространство между воздухом и водой разделяется специальной эластичной мембраной.

Обратите внимание! При подборе рассматриваемого устройства следует отдавать предпочтение баллонному варианту. В таком резервуаре капсула не контактирует с металлическими стенками ёмкости.
Разнообразие гидроаккумуляторов. При выборе прибора для автономного водопровода необходимо рассчитать потребность семьи в воде

Во время отключения электроэнергии в приборе может находиться различное количество воды (объём увеличивается с увеличением габаритных размеров резервуара). При покупке гидравлического бака обращают внимание на следующие важные детали:

При выборе прибора для автономного водопровода необходимо рассчитать потребность семьи в воде. Во время отключения электроэнергии в приборе может находиться различное количество воды (объём увеличивается с увеличением габаритных размеров резервуара)

При покупке гидравлического бака обращают внимание на следующие важные детали:

  • Независимо от объёма резервуара, груша будет занимать только половину бака. Для автономной системы, используемой в частном доме, подойдёт резервуар с ёмкостью в 80-100 литров. Такого объёма хватит для беспрерывной работы насосной станции с производительностью 30л/час. При этом устройство будет включаться не более 30 раз за час;
  • Ориентируются на максимальный расход воды, когда её используют все члены семьи одновременно;
  • 100-литровый гидроаккумулятор позволит сохранить достаточный запас воды после отключения электроэнергии.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность работы прибора, его располагают в непосредственной близости к скважине.

https://youtube.com/watch?v=XCgtwiIK4f0%3F

Устройство типового гидроаккумулятора

Конструкционно гидробак состоит из нескольких технических элементов. В него входят:

  1. Накопительная ёмкость.
  2. Резиновая мембрана, разделяющая накопитель на две камеры – водяную и воздушную.
  3. Штуцеры для подключения к трубопроводу.
  4. Ниппель для закачки воздуха.
  5. Манометр с реле давления.
  6. Фильтровальные устройства (на некоторых моделях могут отсутствовать).

Основным элементом конструкции является собственно бак-накопитель, в который закачивается вода из источника водоснабжения. Снаружи он выполняется из металла, и может иметь различный объём. В продаже есть модели, вмещающие в себя от 15 до 150 и более литров. Выбор конкретной модификации зависит от количества жильцов и точек водоразбора в доме.

Внутри накопительный бак разделён на две камеры водонепроницаемой мембранной перегородкой, выполненной из прочной, но эластичной резины. Одна из камер предназначается для заполнения водой, а во второй содержится воздух. При заполнении бака, водяная камера увеличивается в объёме, и резиновая мембрана выгибается. В результате воздух сжимается, создавая внутреннее давление. Как только оно достигает определённого уровня, сетевой насос отключается, и поступление воды в гидробак прекращается.

В металлическом баке имеется три отверстия:

  • Для закачки воды в ёмкость из скважины.
  • Для подачи её из гидроаккумулятора в домовой водопровод.
  • Ниппель для закачки воздуха в воздушную камеру.

Ниппель находится в корпусе устройства со стороны воздушной камеры. Он необходим для регулирования давления внутри гидробака. Если уровень его недостаточен, через ниппель закачивается дополнительная порция воздуха, позволяющая увеличить объём камеры и напор в ней. На моделях, имеющих большой объём накопителя, устанавливается ниппель для стравливания воздуха из водяной полости. Он попадает туда вместе с закачиваемой водой, и накапливается внутри. В результате полезный объём ёмкости уменьшается, а при попадании воздуха в трубопровод, он может создавать пробки.

В металлическом баке имеются ещё два технологических отверстия. Одно предназначается для заполнения его полости водой, а второе – для подачи её во внутридомовую систему. Оба отверстия снабжены резьбовыми штуцерами для подсоединения к ним водопроводных труб. Кроме того, многие модификации оснащаются кранами для аварийного сброса воды в канализацию. Такая необходимость может возникнуть, например, при проведении ремонтных работ трубопровода или сетевой аппаратуры.

Стабильность и автономность работы гидроаккумуляторов обеспечивается манометром, связанный с реле. С помощью данного устройства запускается в действие сетевой насос, наполняющий ёмкость гидробака. В процессе водоразбора, убывающее количество воды в системе компенсируется поступлением её из гидроаккумулятора. Как только давление в баке падает ниже определённого уровня, реле включает в работу сетевой насос, и ёмкость вновь наполняется.

У некоторых моделей, комплектация включает в себя водяные фильтры. Они бывают грубой или тонкой очистки. Первые задерживают крупные частицы, содержащиеся в подаваемой из скважины или из колодца воде – глину, песок, мелкий мусор. Фильтр тонкой очистки позволяет задерживать невидимые глазу элементы: окислы металлов, мелкодисперсные взвеси, а иногда даже патогенные микроорганизмы. Использование фильтров позволяет не только улучшить качество воды, но и продлить срок эксплуатации бытовых приборов и сантехники, подключённой к водопроводу.

Расчет оптимального объема гидробака

Правильно подобранный объем гидробака позволит:

  • обеспечить достаточный уровень потребления воды,
  • оптимально использовать насосное оборудование,
  • продлить срок службы накопителя и элементов системы.

Существует несколько способов, как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и рассчитать необходимый объем накопителя.

Итальянские инженеры разработали методику расчета UNI 8192. Подбор осуществляется по трем параметрам: максимальному расходу воды, количеству допустимых включений насоса в час и высоты подачи воды.

При небольшой потребности в водоснабжении, например, для семьи из 2-3 человек, живущей в одноэтажном доме, объем гидробака можно не рассчитывать. Достаточно будет 24-литровой емкости.

Для домов большей этажности и с немалым количеством точек потребления воды, следует произвести расчет.

Нужный размер гидробака можно выбрать только на основании расчетов

Он проводится по схеме:

  1. По таблицам определяются суммарные коэффициенты потребления воды в зависимости от используемого оборудования.
  2. Рассчитывается максимальный расход воды. Например, при совместной работе душа, смывного бачка и крана на кухне этот показатель будет равен 30л/мин (Qmax).
  3. Расчетное количество включений насоса в час (для комфортной работы) принимается за а=15. При более интенсивной работе мембрана гидробака совершает слишком частые колебания, что приводит к ее преждевременному разрушению. К тому же производительность насоса не дает возможности полностью заполнить накопитель водой. Насос при непрерывной работе перегревается и быстрее выходит из строя.
  4. Следующая важная величина – максимальное и минимальное давление для срабатывания реле. Для двухэтажных домов эти значения 3 бар и 1,5 бар соответственно (Pmax и Pmin). В расчете участвует начальное давление газа в установке P0=1,3 бар.
  5. Необходимый объем определяется по формуле: V=16,5 x Qmax x Pmax x Pmin /(a x (Pmax-Pmin)x P0)=16,5х30х3х1,5/(15х(3-1,5)х1,3)=76 л.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения с такой вместимостью позволит выполнить потребности в водоснабжении жителей 2-х этажного дома при трех работающих одновременно точках разбора воды.

Как правильно рассчитать и подобрать гидроаккумулятор можно посмотреть на видео:

Нужен ли запас емкости

Дополнительный объем воды, хранящейся в гидробаке, не отражается на его эксплуатации. Основной функцией агрегата является поддержание давления в водопроводной сети.

При увеличении потребности в водообеспечении, например, при увеличении числа жильцов или количества потребляющей воду бытовой техники, можно дополнительно установить еще один гидробак небольшого объема. Их производительность суммируется

Место установки дополнительного гидробака не играет важной роли

При необходимости в систему можно установить несколько гидробаков

Оптимальные показатели

  • Правильность выбора максимального и минимального давления, при котором срабатывает автоматика включения насоса.
  • Грамотная установка уровня давления воздуха в баке.

При выполнении самостоятельной проверки и регулировки показателей следует придерживаться рекомендаций специалистов. Основное правило – давление воздуха в гидроаккумулирующем баке должно быть ниже минимального давления включения насоса. Разница показателей составляет 10-12%. Соблюдение рекомендации позволяет сохранить небольшое количество воды до следующего включения агрегата. Пример: если насосная станция автоматически начинает работать при 2 бар, давление воздуха должно быть 2-0.2=1.8 бар.

Напор воздуха в аккумулирующем баке не зависит от его объема. Средний показатель для емкостей размером 24-150 л составляет 1,5 бар, 200-500 л – 2 бар. Исходная заводская закачка воздуха в 1,5 атмосферы в условиях небольшого водопотребления одноэтажного строения может быть снижена до 1 атмосферы. Низкий напор в трубах уменьшает износ системы, но ограничивает использование сантехнических приборов. Снижение давления до показателей менее 1 бар приведет к чрезмерному растягиванию резиновой груши. Возникнет соприкосновение мембраны с металлическим корпусом. Контакт приведет к ускоренному износу резины.

Избыточный напор воздуха (больше 1,5 бар) тоже не желателен. Он займет большую часть бака, сократив количество набираемой воды. Также возникнет повышенная нагрузка на трубы и узлы водопроводной системы.

Расчет давления

Для расчета оптимального давления воздуха в баке существует формула: P=(Hmax+6)/10, где

  • P – давление воздуха в атмосферах;
  • Hmax – расстояние до наивысшей точки домашней водопроводной сети.

Верхней точкой разбора является душ на последнем этаже здания. Измеряется расстояние от него до места установки напорной емкости. Чем больше промежуток, тем выше напор, требующийся для подъема воды. Наглядности расчету добавит использование чисел. Для здания высотой в 2 этажа значение Hmax составит 7 м. Давление будет P=(7+6)/10=1,3 атмосферы. Для высоты в 10 м потребуется напор в 1,8 атмосферы.

Перед покупкой гидроаккумулятора проводится расчет объема устройства. Вычисления учитывают:

  • максимальный расход воды;
  • количество включений насоса в час;
  • давление воздуха в баке;
  • нижний и верхний предел давления для срабатывания насоса;
  • коэффициент, связанный с мощностью насоса.

После монтажа мембранного бака потребуется установить минимальный и максимальный порог срабатывания автоматики (реле давления). От разницы между максимальным и минимальным показателем зависит объем воды, поступающей из гидравлического аккумулятора. Увеличение параметра повышает эффективность устройства, но приводит к быстрому износу мембраны. Для частных домов рекомендуется разница в 1-1,5 бар.

Показатель минимального давления в мембране (Pmin) должен быть на 10% выше аналогичного показателя воздуха в полости бака. Для устойчивой работы системы перепад давления должен составлять 0,5 бар и выше. Это значение учитывается при расчете Pmin. Верхний передел срабатывания (Pmax) вычисляется исходя из характеристик насоса – величину напора делят на 10. Расчетная величина не соответствует реальной из-за изменений заявленных параметров агрегата, связанных с износом. Рекомендуется принимать показатель верхнего уровня на 30% меньше характеристики напора.

Гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Понимание функций этого прибора было бы неполным без раскрытия его свойств в разных инженерных системах дома. Так, гидроаккумулятор может устанавливаться:

  • В закрытой системе отопления дома;
  • В системе водоснабжения холодного водоснабжения;
  • В оборудовании горячего водоснабжения здания.

Если с ролью гидроаккумулятора в отоплении более-менее все понятно, то в системе водоснабжения гидроаккумулятор из вспомогательного прибора превращается в одно из основных устройств.

Роль гидроаккумулятора здесь заключается в следующем – при заборе воды из внешних источников часто используется гидрофор, или по-другому насосная станция, имитирующая работу центрального водопровода. В такой системе, как и в центральном водопроводе постоянно поддерживается необходимое давление. При открытии крана, как и из центрального водопровода, начинает течь вода, при этом нет нужды отдельно включать насос или предварительно набирать воду в емкость и размещать ее на высоте подобно водонапорной башне.

Гидрофор оснащается гидроаккумулятором, водяным электрическим насосом, и блоком управления. Насос закачивает воду в систему, в том числе и в объем бака-аккумулятора, когда автоматика фиксирует необходимый уровень давления в системе она отключает насос. При открытии крана давление уменьшается, но гидроаккумулятор выдавливает из своего объема необходимый объем жидкости, поддерживая нужный уровень давления в системе. Если при открытии крана было забрано небольшой объем воды и давление не упало до минимального показателя, то автоматика не включает насос, если воды ушло много, то спустя некоторое время автоматика включит насос и вода будет закачана в трубы из внешнего источника. Гидроаккумулятор в таком случае снова пополнится водой и спустя некоторое время автоматика выключит насос.

В системе горячего водоснабжения гидроаккумулятор выполняет схожую функцию с той, какую он выполняет в отоплении дома. В домах, где установлены мощные водонагревающие установки, гидроаккумулятор постоянно поддерживает заданный показатель давления и одновременно защищает систему от гидравлических ударов. Вместе с клапаном безопасности он является частью оборудования, отвечающего за правильную работу бойлера. В таких установках, когда нет отбора горячей воды, она циркулирует по замкнутому циклу – от водонагревателя до устройства конечного потребителя, подогреваясь до необходимой температуры. Чтобы в случае аварии в системе не допустить пролива горячей воды в нее устанавливается гидроаккумулятор, который и забирает излишек жидкости, не допуская разгерметизации контура.

Фирмы производители гидроаккумуляторов

Цены на продукцию

Таблица фирм производителей и ориентировочная цена

ИзображениеНазвание фирмыСтрана произво- дительОбъем (л) гидроакку- мулятораМатериалЦена (руб)
ReflexГермания25Сталь2700-3500
605000-8000
80-1008000-12000
50028000-51000
WesterРоссия241100-1200
503200-3400
80-1004200-5600
50023000-25000
ДЖИЛЕКС241300-1400
503300-3400
80-1004700-6000
50023000-25000
AquasystemИталия241500-1700
504000-6000
80-1005500-7500
50024000-27000
UnipumpКитай241200-1400
502700-3000
80-1004300-5300
5007000-8500
24Нержавеющая сталь3500-3700
80-10010000-13000
UNIPRESS244200-4400
507000-7300
80-1009500-12500
HIDROFERRAИталия244200-4400
8011500-12500

Где установить гидроаккумулятор для систем отопления

В классической схеме открытой системы отопления, когда циркуляция воды осуществляется при условии нагрева теплоносителя, расширительный бак устанавливается в непосредственной близости от отопительного котла. Такое расположение обусловлено необходимостью быстрого снижения давления, при резком увеличении давления в котле, жидкость при таком расположении нагревательного контура могла быстро выйти за пределы контура.

В закрытой системе при использовании циркуляционного насоса нет необходимости располагать гидроаккумулятор сразу после котла. Давление здесь создает насос и при необходимости он отключится автоматически, а вот стравить излишек давления легче в нижней точке системы, в отводке трубы обратной подачи перед входом в котел. На этом отрезке поток жидкости имеет постоянную величину и наименьшие скачки, поэтому и гидроаккумулятор включается в работу эпизодически, когда давление максимально растет или слишком низко падает.

Расчет объема

Как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения? Получить ответ можно, рассчитав ключевые параметры, прежде всего, объем.

Для выполнения расчетов оптимального объема гидробака необходимо сначала определиться, в каком назначении он будет использоваться, какие приборы могут устанавливаться для использования в различных целях. Часто их монтаж выполняется для того, чтобы исключить частое включение насоса.

  • Гидроаккумуляторы также используются для поддержания давления в системе, когда насос находится в отключенном состоянии.
  • Эти приборы нередко монтируются для обеспечения резерва воды.
  • Некоторые владельцы устанавливают их с целью компенсировать пиковые значения при потреблении воды.

Если вы решили совместно со своей системой водоснабжения использовать гидроаккумулятор, то следует знать, что чем ближе насосное оборудование располагается к этому прибору, тем выше будет эффективности его работы.

Например, если насос размещен в подвальном помещении, рядом с ним располагается один гидроаккумулятор, а второй находится на чердаке, то можно увидеть, что на гидробаке, расположенном в верхней части дома, объем воды будет меньше, поскольку меньшим будет системное давление воды. Когда же в подвале или на первом этаже располагается гидроаккумулятор, то одинаковым будет уровень заполнения.

Выбирая гидроаккумулятор с целью исключить частые включения насосного оборудования, необходимо принимать во внимание некоторые факторы. Специалисты не рекомендуют включать насос чаще, чем один раз в минуту

Системы водоснабжения бытового использования чаще всего оснащаются оборудованием, которое имеет производительность 30 литров в минуту. Принимая во внимание тот факт, что в устройстве от общего объема на воду приходится 50%, а остальное составляет воздух, аккумулятор емкостью 70 л может легко справиться с такой задачей

Специалисты не рекомендуют включать насос чаще, чем один раз в минуту. Системы водоснабжения бытового использования чаще всего оснащаются оборудованием, которое имеет производительность 30 литров в минуту

Принимая во внимание тот факт, что в устройстве от общего объема на воду приходится 50%, а остальное составляет воздух, аккумулятор емкостью 70 л может легко справиться с такой задачей

Когда гидроаккумулятор устанавливается для компенсации пиковых значений при потреблении воды, то во внимание необходимо принимать расходные характеристики, которые имеют точки потребления воды в доме

  • Туалет в среднем потребляет 1,3 литра в минуту.
  • На душ норма потребления составляет от 8 до 10 литров в минуту.
  • Кухонным мойкам воды требуется около 8,4 литра в минуту.

Когда имеется два туалета, то при одновременной работе всех источников их общее потребление составляет 20 литров

Теперь необходимо принять во внимание процент реального заполнения водой резервуара и факт того, что насос включается в час не более 30 раз. Имея такие результаты, можно считать, что гидроаккумулятора с емкостью 80 л вполне достаточно

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий