Как выбрать и установить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, принцип работы

Мембраны для гидроаккумуляторов: разновидности изделий и причины износа

• стабилизирует давление в водопроводе;
• защищает трубы с водой от гидроударов при пуске насосного оборудования; Стандартный гидробак состоит из трех элементов: Изделия для гидробаков водоснабжения белые, выпускаются из натурального каучука, устойчивого к воздействию бактерий и отвечающего гигиеническим нормам.
  • Изделия для гидроаккумуляторов отопления бывают черного цвета, выпускаются из специальной резины EPDM, стойкой к скачкам давления и высоким температурам в системах отопления.
  • Рабочая температура мембран – в диапазоне от -10 до 99 °C.
  • Максимально допустимое для них давление – 8 bar. Эти изделия представляют собой емкости из резины объемом от 5 литров, похожие на медицинскую грелку или стандартную банку. Модели большего объема – мембраны гидроаккумулятора 24 л и более – по форме грушевидные.

Работает баллонная мембрана следующим образом:

1. вода с помощью насоса нагнетается в резиновый баллон;
2. при выключении насоса возникающее между стенками мембраны и корпусом гидроаккумулятора избыточное давление выталкивает воду в водопроводную магистраль.

Так баллонная мембрана существенно сокращает воздействие гидроударов на водопроводную систему.

Плоская мембрана

Изделие герметично крепится в корпусе гидроаккумулятора, деля последний на две части – «влажную» и воздушную.

В данном случае мембрана срабатывает таким образом:

1. когда включается насос. вода нагнетается в агрегат, и мембрана сжимается, создавая в воздушном отсеке давление;
2. когда давление в гидробаке достигает определенного уровня, реле отключает насосное оборудование, и скопившуюся жидкость мембрана выталкивает в водопровод;
3. когда давление достигает минимального значения, насос снова включается, и процесс циклически повторяется.

Благодаря использованию диафрагменной мембраны экономится электричество и энергоресурс насоса.

Износ мембраны

К факторам износа мембраны относятся:

• трение изделия о стенки корпуса устройства;
• температурные скачки в гидроаккумуляторе;
• непрерывный процесс растяжения и сжатия изделия; Самостоятельно заменить изношенную мембрану несложно – достаточно последовательно выполнить следующие действия: О наличии подходящей мембраны можно узнать у производителя гидробака или у поставщика.
• При замене и ремонте мембран гидроаккумулятора необходимо учитывать, что изделия разных производителей не являются взаимозаменяемыми. Часто они отличаются диаметром горловины.
• Следует периодически проверять давление воздуха в изделии и контролировать его стабильность, чтобы мембрану не приходилось часто менять.

Теперь вы знаете, почему гидроаккумулятор может выйти из строя, из чего состоит агрегат, и какое значение имеет мембрана для гидроаккумулятора, как ее заменить.

Воспользовавшись нашими рекомендациями, вы легко замените мембрану дидробака, если в этом возникнет необходимость.

Износ мембраны для гидроаккумулятора, какая лучше и принцип работы. Советы +Фото

Насосные станции это одна из частей системы водоснабжения дома. Они используются повсеместно. Независимо от конструктива и источника воды в комплектацию входит насосная станция.

Насос накачивает воду в подсистему, а гидроаккумулятор помогает сохранять необходимые показатели давления. Именно в гидроаккумуляторе находится такая важная деталь, как мембрана.

Она участвует во всех процессах.

Насос с гидроаккумулятором без мембраны работает при более высокой нагрузкой. Он включен все то время, когда нужна вода. Это увеличивает и энергопотребление. Скачки показателей давления в таком случае не исключаются.

Принцип работы

С помощью мембраны происходит разделение на две камеры — воздушную и водяную.

Их еще называют мокрой и сухой. Вода с помощью насоса попадает в мембрану. В пространстве между ее стенками и оболочкой гидроаккумулятора создается область высокого давления. Благодаря этому и происходит создание необходимого показателя давления в системе водоснабжения.

У мембран продолговатая или вытянутая форма, зависит от емкости бака. Обычно изготавливается из каучука или специализированного резинного состава. В обоих случаях материал соответствует гигиеническим и санитарным требованиям, справляется с влиянием микроорганизмов. Особая резина выдерживает более высокое давление, и используется при более широком диапазоне температур.

Мембрана бывает плоской и балонной.

Независимо от материала и вида, мембрана выполняет одни и те же функции.

Критерии выбора

Очевидно, что одной из основных характеристикой гидроаккумулятора является его объем. Следует помнить — вода обычно занимает лишь половину резервуара. Кроме того, следует учитывать особенности эксплуатации – это оборудование может быть «запасником» на случай отключения электроэнергии. Насос в это время не работает, но водообеспечение дома не прекратится за счет подачи жидкости из гидроаккумулятора. В этом случае выбирается объем более номинального.

Номинальный объем выбирается с учетом того, что гидроаккумулятор при нормальном режиме работы включается около 15 раз в час. Имеет значение и производительность насоса. При этом базовым параметром в расчетах выступает объем потребления воды. Вычислить его с высокой степенью точности не составляет труда, посчитав количество точек потребления с коэффициентами водопотребления по системе UNI 9182. В то же время необходимости в подобной точности нет, поскольку существует не так много вариаций подобного оборудования.

Установка гидроаккумулятора

Достаточно приблизительных расчетов:

• Не более трех точек потребления и насос с производительностью порядка 2 куб. м./час соответствуют гидроаккумулятору на 20-24 литра.
• До 8 потребителей и насос на 3,5 куб. м/час — 50-60 литров.
• Более 10 точек расхода и насос 5 куб. м/час – 100 литров.

Когда рассчитывается давление воздуха в гидроаккумуляторе для систем водоснабжения, учитывается место расположения гидроаккумулятора в соотношении с самой высокой точкой забора воды.

Гидроаккумулятор должен обеспечить:

• давление выше, чем в системе,
• подъем на определенную высоту (из подвала на уровень жилого помещения, а иногда и на 2, 3 этаж),
• нормальный напор в кране (не менее 0,5 бара).

При расчете давления для подъема считают, что на каждые 10 метров (примерно 3 этажа) необходим 1 бар давления.

Таким образом для частных домов выбираются гидроаккумуляторы с давлением в пределах 1,5-4,5 бара.

Иногда рекомендуют при выборе принимать во внимание массу заполненного гидроаккумулятора, однако, эта характеристика важнее при установке оборудования, предпочесть резервуар с давлением меньше необходимого только потому что он легче, неправильно

Виды гидробаков для воды разделение по расположению и другим параметрам

Изложим этот раздел в табличной форме для удобства понимания:

Разделение	Обозначение	Особенности
Тип расположения	Горизонтальные	Объем таких резервуаров больше. Вертикальное расположение позволяет установку спускного клапана для воздуха сверху. Это облегчает обслуживание. Ограничением в установке служит только объем помещения.
Вертикальные	Компактные варианты, для сброса воздуха в которых устанавливается кран. Недостаток в том, что у некоторых моделей для спуска воздуха приходится полностью сливать воду, что не экономично.
Накопление энергии	Пневмонакопление	Мембранные, балонные или поршневые. Проблема возникает при износе перегородки – требуется дорогостоящий и трудозатратный ремонт.
Баллон или груша	Наиболее популярны. При износе груша меняется на новую самостоятельно, без привлечения профессионалов.
Механический накопитель	Грузовые или пружинные. Работа основывается на кинетической энергии. Довольно объемны, работают автономно.

Назначение гидробака и его устройство

В задачу насоса, питающего автономную водопроводную сеть, входит не только подача воды, но и поддержание необходимого давления в системе, ведь при его недостатке пользование водой будет некомфортным, а работа стиральной и посудомоечной машин – даже невозможной.

Настраивая автоматику, пользователь задает минимальное давление, при котором насос должен включиться, и максимальное, по достижении которого он отключается.

Если бы домашний водопровод состоял только из насоса и труб, то давление в системе даже при минимальном водоразборе падало бы слишком быстро, заставляя насос включаться с большой частотой. Такой режим привел бы к быстрой поломке агрегата, ведь даже для самых выносливых бытовых моделей производители допускают не более 15-ти включений в час

Здравый смысл подсказывает дополнить систему устройством, которое могло бы накапливать запас воды и, что не менее важно, давления, а затем расходовать его, давая насосу необходимую передышку. Таким устройством и является гидробак или гидроаккумулятор

Гидробак – это герметично закрытая емкость, которая может выпускаться в двух исполнениях:

• с баллоном;
• с мембраной.

Баллон или груша представляет собой резиновую емкость, которая устанавливается внутри бака и подключается к водопроводу. Во время работы насоса она наполняется водой, увеличиваясь в объеме и сжимая окружающий ее воздух.

Гидроаккумуляторы различного объема

Именно воздух играет роль пружины, которая накапливает производимую насосом потенциальную энергию и возвращает ее в систему после его отключения, обеспечивая нужное давление.

Мембранный гидробак разделен на две части эластичной мембраной, которая также изготавливается из резины. Одна часть подключается к водопроводу, в другой содержится воздух. Принцип действия – аналогичный. Разница состоит только в том, что в баллонном баке вода не контактирует с металлическими стенками, а потому опасность появления развития коррозии полностью исключается.

Помимо защиты насоса от частых включений гидроаккумуляторы попутно решают еще две задачи:

• дают возможность некоторое время пользоваться водопроводом при отключении электричества или поломке насоса;
• сглаживают гидроудары во время пуска насоса.

Учтите, что замена баллона производится довольно легко и может осуществляться самим владельцем, в то время как для замены мембраны в некоторых моделях придется обращаться в сервисный центр.
В силу всего вышесказанного баллонные гидробаки считаются более предпочтительными.

Оптимальные показатели

Кроме емкости, таким же важным является подходящий показатель давления в незаполненном гидробачке. Это значение обычно наносится на корпусе каждой отдельной модели. Не составит труда подсчитать, какой именно параметр окажется идеальным в том или ином случае. Он выявляется, опираясь на гидростатическое давление, ведь оно зависит от высоты, до которой необходимо поднять жидкость. Например, если уровень высоты труб в жилище дойдет до 10 м, то параметр давления составит 1 бар

Кроме того, очень важно учитывать, что рабочее давление гидробачка не должно быть более, нежели стартовое давление насоса

Например, для обеспечения стабильной подачи жидкости в условиях дома с двумя этажами понадобится качественный гидравлический бачок, имеющий рабочий уровень мощности в 1,5 бара, и топовую мощность до 4,5 бара. В большинстве случаев фирмы-производители формируют воздушное давление в гидроаккумуляторе, составляющее 1,5 бара. Однако в определенных случаях значения могут быть и другими. Именно поэтому перед стартом использования агрегата нужно проверять данные значения, пользуясь манометром. Эта деталь подсоединяется к ниппелю гидравлического аккумулятора.

Критерии выбора подходящего гидробака

Перед тем, как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, в первую очередь обращают внимание на объем жидкости, который он может в себя вместить. Для этого пользуются специальной формулой

Получившееся значение умножают на поправочный коэффициент, величина которого зависит от мощности насосного оборудования. Например, при мощности насоса 0,55 – 1,5 кВт коэффициент равен 0,25.

В основном проведение расчетов требуется, когда гидроаккумулятор используется для промышленного назначения. Что касается бытовых потребностей, то обычно бывает достаточно бака, имеющего емкость примерно 25 – 50 литров.

Кстати, расчетные показатели редко совпадают с реальными объемами, которые имеют типовые модели данных устройств. В такой ситуации просто устанавливают бак с немного большим литражом. Например, если согласно вычислениям по формуле, при определении, какой нужен для системы водоснабжения гидроаккумулятор, получилось, что требуется 32-литровый бак, тогда можно приобретать 35 — литровое изделие.

Чем мощнее насосное оборудование, используемое в автономной водопроводной системе домовладения, тем более емкое устройство нужно установить. Отсюда ясно, что в распоряжении членов семьи будет небольшой запас воды. Но специалисты не советуют приобретать слишком объемный гидроаккумулятор, поскольку вода в нем будет меняться чересчур медленно и это обстоятельство ухудшит ее качество.

Самостоятельное изготовление гидравлического аккумулятора

Чтобы сэкономить средства, можно сделать гидроаккумулятор своими силами. В целом, все материалы доступны, а процесс изготовления не слишком сложен. Однако в самом начале, нужно определиться с будущей конструкцией устройства. И проще всего будет сделать гидроаккумулятор без мембраны – эта простейшая конструкция достаточно функциональна.

Подготовка

Прежде всего, потребуется подготовить все необходимые материалы:

• самая главная часть – это емкость. Можно взять стальной, алюминиевый или пластиковый бак. Объем должен быть в пределах 100 литров. Однако, не стоит брать слишком маленький бак, если его объем будет меньше 30 литров, он будет неэффективным в работе;

  Пластиковый бак

  Баллон

• прокладки, можно просто приготовить кусок резины и вырезать их уже по месту;
• манометр;
• герметик;
• тройник и пятерник для подключения бака к системе водопровода;
• краны;
• реле давления;
• ниппель для закачки воздуха.

Кроме этого, понадобятся гайки, шайбы, набор ручного инструмента и дрель для проделывания отверстий в баке.

Изготовление устройства

Поскольку гидравлический аккумулятор не включает в себя мембрану, сделать его очень просто. Главное, все делать аккуратно. При этом, нужно учесть тот факт, что система будет работать под давлением, поэтому сам бак, должен быть прочным.

Инструкция, как сделать гидроаккумулятор своими руками:

• в первую очередь, нужно просверлить три отверстия в основной емкости. Они делаются на верхней и нижней части, а также в боку;
• в боковое отверстие вставляется кран для сброса воды;
• в верхнее отверстие также монтируется кран, а на него накручивается четверник;
• в нижнее отверстие вставляется еще один кран с тройником.

Очень важно, чтобы все соединения были надежно герметизированы. Для этого, под краны ложатся прокладки, которые садятся на герметик

А резьбовые соединения заделываются при помощи специальной ленты.

В целом, сама конструкция готова, теперь нужно подсоединять все необходимые элементы.

К верхней части, подсоединяется:

• реле давления;
• ниппель для закачки воздуха;
• манометр.

Подключение манометра к тройнику

Если использовался пятерник, то можно подсоединить к нему и трубопровод для набора воды, однако, лучше подсоединять его к низу бака.

К нижней части подключается водопровод – на одном тройнике делается ввод и вывод. На этом, основные работы закончены.

Таким образом, самодельное устройство, делается легко и быстро. Теперь, нужно подготовить его к работе.

Подготовка к работе

Делается это очень просто. Для этого в емкость набирается вода и закачивается воздух. Для этого нужно:

• открыть боковой кран на аккумуляторе;
• включить насос и набирать воду до тех пор, пока она не потечет из крана;
• после этого, насос выключается и кран закрывается;
• теперь нужно подключить к баку насос и накачать в него воздух.

Насос, для этих целей подойдет любой. Давление определяется по установленному манометру и должно составлять 1,5-2 атмосферы.

Вообще, оптимальное давление можно подобрать уже в процессе эксплуатации системы

Здесь важно понимать такую зависимость:

• чем больше давление воздуха, тем меньше будет объем воды, который вмещает в себя бак. С другой стороны, так в системе будет больший напор воды;
• чем меньше, давление воздуха, тем больше жидкости поместится в емкость, а следовательно, насос будет включаться реже.

Режим работы должен подбираться из конкретных параметров системы водоснабжения.

Подключение реле давления

Это очень важный момент, поскольку от правильности подключения реле, напрямую зависит работоспособность всей системы. Вообще, нужно внимательно ознакомиться с инструкцией и делать подключение электрики согласно указаниям, ведь иначе, можно спалить и реле и насос.

В целом, принципиальная схема выглядит таким образом:

• понадобится два электрических кабеля, лучше всего использовать медный трехжильный провод с возможностью заземления. Сечение подбирается исходя из мощности подключаемого насоса;
• один подключается к реле и к бытовой электросети;
• второй подключается от реле к погружному насосу.

Подключение к реле давления

При этом, важно не перепутать клеммы. После этого, нужно настроить реле давления

Обычно, за это отвечают две гайки с пружинами – первая за минимальный порог, а вторая за максимальный.

После того, как подключение и настройка будут завершены, необходимо сделать пробный пуск. При этом, желательно открывать кран, через который в гидроаккумулятор поступает вода не полностью.

Если реле не срабатывает при достижении необходимого давления воды в баке, его нужно подкорректировать. Точно так же проверяется и минимальный порог.

На этом, работы по изготовлению и настройке гидравлического аккумулятора можно считать завершенными – устройство полностью готово к работе.

Схемы подключения гидроаккумулятора

Это устройство может быть подключено к системе водопровода разными способами. Выбор схемы подключения гидроаккумулятора зависит от того, в каком качестве он будет использован, и какие функции на него предполагается возложить. Рассмотрим те схемы подключения, которые наиболее популярны.

Стандартный вариант с поверхностным насосом

Самым распространенным вариантом автономного водоснабжения с гидроаккумулятором является тандем с поверхностным насосом. В этом случае гидробак может быть частью комплексного насосного оборудования, собранного производителем в заводских условиях, или отдельной составляющей, размещенной рядом с насосом в кессоне или в отапливаемом подсобном помещении.

Перед гидроаккумулятором ставят обратный клапан, чтобы исключить изменение направление потока, после него располагают реле давления, реагирующее на изменение напора, и манометр для отслеживания рабочих параметров.

Для нормального подключения к водопроводному контуру гидробак обычно оснащают угловым патрубком, который подсоединяется к фланцу:

Использование с повысительной насосной станцией

Насосный агрегат повысительного типа используется для постоянного поддержания и регулирования давления в трубопроводах с активным водопотреблением. Обычно на таких станциях имеется насос, который работает в постоянном режиме.

Если возникает потребность в подключении дополнительных насосов, гидроаккумулятор помогает компенсировать возникающие при этом в системе скачки давления.

В составе системы водоснабжения повысительной насосной станции гидроаккумулятор исполняет функцию аварийного источника водоснабжения и своеобразного демпфера, предотвращающего гидроудары в случае подключения дополнительных мощностей

Такая же схема используется, если подача электроэнергии на повысительные насосы в системе нестабильна, а водоснабжение, тем не менее, должно быть бесперебойным. В период отключения электричества используется тот запас воды, который содержится внутри гидроаккумулятора. По сути, мембранный бак играет в этот период роль запасного источника водоснабжения.

Чем мощнее насосная станция, тем масштабнее задачи, которые на неё возлагаются. Она должна поддерживать большее давление, большим должен быть и объём её гидроаккумулятора.

Применение в схемах с погружным насосом

Чтобы максимально продлить срок службы погружного насосного агрегата, количество его включений в течение часа должно соответствовать заявленным техническим характеристикам прибора. Обычно этот показатель порядка 5-20 раз.

Если давление в водопроводной сети падает, при достижении им минимального значения срабатывает реле, включающее насос, подающий воду. При максимальных значениях давления реле отключается, подача воды прекращается.

Если в схеме водоснабжения присутствует погружной насос, то гидроаккумулятор продлит срок его службы, поскольку ему не придется включаться и отключаться, если затраты потребителей воды будут незначительными

Если система водоснабжения автономная и маленькая, даже небольшой объём водопотребления может запустить насос. В этом случае эксплуатация насоса будет малоэффективной. А сам прибор прослужит не так долго, как хотелось бы его владельцу.

Тот запас воды, который содержится в мембранном баке, спасет ситуацию. Кроме того, он не допустит скачка давления в тот момент, когда начнет свою работу погружной насос.

Чтобы выбрать гидробак подходящего объёма, нужно знать следующие характеристики: мощность и частоту включения насоса, предполагаемый расход воды в час и высоту установки устройства.

Если в схеме подключения фигурирует накопительный водонагреватель, то гидроаккумулятор выполняет в ней функции расширительного бака. Если воду нагреть, то её объём увеличиться. Она расширится. Для замкнутого пространства, каким и является система водоснабжения, такой процесс мог бы привести к разрушительным последствиям, если бы не гидробак.

В схеме с накопительным водонагревателем гидроаккумулятор используется в качестве расширительного бачка, спасающего систему от разрывов, поскольку несжимающаяся вода отлично расширяется при нагревании

Для включения в эту схему необходимо выбирать гидроаккумулятор, учитывая следующие его характеристики: предельная температура нагреваемой воды и максимально допустимое давление в водопроводной системе.

Как правильно выбрать гидробак

Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.

Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.

Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец

При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.

Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.

Расчет параметров гидробака

В большинстве случаев включений, гидробаки для водоснабжения устанавливают по принципу: чем больше объем, тем лучше. Но слишком большой объем не всегда оправдан: гидробак займет много полезного места, вода в нем будет застаиваться, и если перебои с электроэнергией бывают очень редко, в нем просто нет необходимости. Слишком маленький гидробак также неэффективен – если используется мощный насос, то он будет часто включаться и выключаться и быстро выйдет из строя. Если возникает ситуация, когда пространство для монтажа ограничено или финансовые средства не позволяют приобрести накопительный бак большой емкости – можно рассчитать его минимальный объем по приведенной ниже формуле.

Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака

В последнее время на рынке появились современные высокотехнологичные электронасосы с плавным пуском и остановкой, частотным регулированием скорости вращения рабочих колес в зависимости от водопотребления. В этом случае необходимость в гидравлическом баке с большим объемом отпадает – плавный пуск и регулировка не вызывают гидроударов, как в системах с обычными электронасосами. Автоматические блоки управления высокотехнологичных устройств с частотным управлением имеют встроенный гидробак очень маленького объема, рассчитанный на свою насосную группу.

Таблица рассчитанных значений давления и объема гидробака в зависимости от режимов работы поставляющей воду линии