Что делать при износе мембраны для гидроаккумулятора: какую лучше выбрать и принцип работы: советы

Особенности

Для уменьшения потребления электроэнергии и исключения колебаний уровня давления в современных насосах с гидроаккумуляторами производители устанавливаю специальный разделяющий элемент – мембрану.

Форма мембранной детали зависит от объема емкости и бывает двух разновидностей:

• продолговатая;
• вытянутая.

Основа – каучук или специализированная резина. Материал для изготовления мембраны должен соответствовать всем гигиеническим нормам и санитарным стандартам. Специальная резина, устойчивая к образованию плесени и грибка, способна выдерживать высокое давление и широкий температурный диапазон.

Производители выпускают два вида мембраны:

• плоская;
• баллонная.

Устройство

Гидроаккумуляторная мембрана – элемент, позволяющий разделить гидроаккумулятор на воздушный отдел и водяной отдел. В корпусе бака располагают эластичную мембрану, образовывая два пространства, которые не зависят друг от друга.

Баллонное мембранное устройство заполнено водой, а в полости между ее стенками и оболочкой гидроаккумулятора находится воздух, нагнетенный высоким давлением. Плоская мембрана крепится на стенках аккумулятора, образуя два изолированных пространства.

С помощью наносных систем воду закачивают в устройство до момента образования максимального уровня давления. Необходимый уровень специалисты выставляют с помощью реле на корпусе оборудования.

Принцип работы

Принцип работы гидроаккумулятора заключается в подаче воды насосом в мембрану. В полости между стенками мембраны и покрытием гидроаккумулятора создается давление, необходимое для работы всей системы водоснабжения.

В момент достижения установленного на реле значения насосная система автоматически отключается, сохраняя внутреннее давление. Это позволяет избежать перепадов в напоре воды и обеспечить стабильную работу системы. После того как давление опустится до минимального уровня, насосная установка вновь автоматически начнет набор воды и нагнетание воздуха.

Устройство и характеристики основных элементов

Агрегат сильно отличается от погружника в первую очередь своими объемами и принципом работы. Рабочие элементы комплекса:

1. Мощная помпа. Именно она поднимает жидкость из глубины скважины или колодца и подает в водопроводную сеть. Все остальные элементы обеспечивают его правильную работу. Первое и единственное назначение – выкачивание жидкости из водоносной жилы.
2. Шланг или труба. Крутящий момент рабочего колеса создает вакуумную среду внутри шланга, и вода устремляется наверх к крыльчатке. Здесь происходит ее захват и проталкивание дальше в систему.
3. Обратный клапан. Располагается на шланге возле самого агрегата или непосредственно в скважине. Предназначен для остановки жидкости после выключения насоса.
4. Фильтр грубой очистки. Имеет вид железной или пластмассовой пробки с сетчатым основанием. Задерживает крупные и мелкие частицы ила и глины в зависимости от величины ячейки. Предохраняет оборудование от засора, преимущественно крыльчатку.
5. Реле замера давления в магистрали. Без этого прибора устройство не будет работать. Датчик установлен у основания расширительного бака. Когда происходит забор воды, давление в системе падает, реле регистрирует этот процесс и дает команду помпе на включение. Поэтому кабель питания не идет напрямую в сеть, а проходит через датчик давления. Шаг включения 1,5–2 очка.
6. Манометр. Служит контроллером давления в системе. Показывает любые изменения после включения и выключения агрегата.
7. Расширительный бак. Регулирует плавное включение насоса. Без него оборудование будет работать рывками, постоянно включаясь и отключаясь.

Популярные модели мембран для гидроаккумуляторов и средние цены

Сразу оговоримся, что различных моделей существует великое множество, равно как и производителей. А потому мы приведем небольшой рейтинг только самых популярных вариантов данного изделия. Для удобства наших посетителей все сведения ниже приведены в виде сводной таблицы.

Таблица. Рейтинг мембран для гидробаков с примерными ценами.

Как видим, несмотря на большое разнообразие, наибольшей популярностью в стране пользуется продукция именно двух упомянутых выше производителей

Что же, с особенностями и прочими вступительными моментами разобрались, а потому переходим к самому важному!

Во сколько обойдется замена?

Как уже отмечалось ранее, мембрана – это такой элемент описанного в статье оборудования, который ломается чаще всего. И неудивительно, ведь она постоянно растягивается и сжимается. Что же касается конкретной стоимости замены, то она зависит, прежде всего, от производителя, разновидности мембраны и самого гидробака.

Если по непрерывно пользуетесь водопроводной системой, то рекомендуем вам отдать предпочтение более дорогостоящей мембране, способной выдержать большое количество эксплуатационных циклов. Также заметим, что мембрана импортного производства будет стоить примерно так же, как половина нового гидробака. Зато срок службы такого изделия в несколько раз превышает аналогичный для более дешевых вариантов.

Принцип работы гидроаккумулятора

Работа всех гидроаккумуляторов построена на едином принципе – мембранная камера с водой, изготовленная из полимерного материала, со всех сторон окружена воздухом, закачанным под определенным давлением, регулируемым специальным датчиком.

Поэтому давление жидкости в мембранной камере, а значит и во всей системе домашнего водопровода всегда стабилизируется воздушной прослойкой. Это значит:

• Система домашнего водопровода на 100% защищена от гидравлических ударов разного рода, поскольку оборудована датчиком, который открывает регулирующий клапан, стравливающий избыточное давление.
• При незапланированном отключении электричества, у пользователя всегда есть запас 50-100 литров воды, в зависимости от емкости, для обеспечения жизнедеятельности.
• Датчик уровня жидкости в емкости, подключенный к реле включения насоса, подающего воду в систему, настроен таким образом, что включает подающий воду насос только при необходимости. Это, во-первых, снижает расход электроэнергии, во-вторых, повышает долговечность деталей насоса.
• Вода в емкости гидроаккумулятора не имеет соприкосновения с водой, поэтому замена металлического бака никогда не потребуется в связи с его износом от коррозии.

Все эти показатели обеспечивают бесперебойную работу системы домашнего водопровода.

Назначение гидроаккумулятора

Гидроаккумуляторы используют в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения

Основная функция гидроаккумулятора – накапливать жидкость и поддерживать давление в водопроводной системе. Для этого данный узел оборудован манометром и реле, которые выдерживают определенный промежуток, в крайних точках которого происходит автоматическое включение и выключение насоса.

Нельзя путать гидробак и расширительный бачок. Второй нужен в системе отопления, чтобы компенсировать потери при испарении горячей жидкости, а также брать на себя лишний воздух, возникающий при нагревании воды в бойлере.

Гидроудар – это опасное явление для пластиковых труб. Возникает он при встречном движении жидкости: резкое закрытие крана останавливает поток, и он начинает двигаться в обратную сторону, сталкиваясь с волной, идущей от насоса. В определенный момент в трубе скапливается слишком много жидкости, которая способна разорвать пластик и даже металл. Гидроаккумулятор сдерживает образование гидроудара, так как является буфером между насосом и точкой потребления воды.

Если водопроводная система частного дома не оборудована накопительной емкостью, это означает, что мощный погружной насос или станция будет включаться каждый раз, когда наверху кто-то откроет кран. Ресурс насоса ограничен количеством циклов включение-выключение, а также имеет показатель – максимально допустимая частота включений. В среднем оборудование должно включаться 5 раз в час. Постоянная работа агрегата намного меньше сказывается на деталях, чем частое включение. Гидроаккумулятор благодаря запасу жидкости позволяет снизить показатель срабатываний в 2 – 3 раза, поэтому еще одна его функция – защита от износа электрической части насосного оборудования.

Если электричество вдруг отключили, жильцы могут и дальше пользоваться водой в доме, пока в гидробаке сохраняется давление. Принцип работы гидроаккумулятора для систем водоснабжения основан на балансе воды и воздуха внутри бака.

Есть случаи, когда гидроаккумулятор не только не нужен, но даже может навредить насосу. Речь идет о постоянной работе насосного оборудования при поливе огорода. В этом случае бак устанавливать нельзя, так как оборудование будет часто включаться и выключаться. При поливе лучше, если оно работает в постоянном режиме – так двигатель меньше перегревается и изнашивается.

Как проверить и диагностика неисправностей

Большинство неисправностей гидроаккумулятора возможно исправить самостоятельно. Все причины можно разбить на несколько групп.

Таблица 1. Неисправности в гидроаккумуляторах

Для продления срока эксплуатации гидробака необходимо регулярно проводить внешний осмотр и диагностику основных узлов, мониторить уровень давления в системе.

Рекомендации по обслуживанию гидроаккумуляторов:

• Ежемесячный осмотр, проверка соответствия рабочих параметров норме (для каждой модели и системы индивидуально).
• Проверка на наличие коррозионных пятен на корпусе и соединениях.
• Проверка на наличие подтеков и влажности поверхностей в местах соединений.
• При наличии сбоев в работе или неисправностей, незамедлительно их устранить.
• Проверка целостности мембраны (осмотр раз в полгода).
• При неиспользовании, хранить гидробачок в сухом месте, избегать контакта с нагревательными приборами (во избежание высыхания и разрушения материала мембраны).

Схема устройства гидроаккумулятора

Как проверить начальное давление в емкости:

• Отключить бак от системы.
• Спустить воду.
• Подключить манометр к ниппелю.
• Если показания ниже установленных по умолчанию, необходимо накачать давление до рабочего (автомобильным компрессором, например).

Вначале теория

Автономная система водоснабжения с гидроаккумулятором

Если в водонапорной башне давление воды создается за счет силы тяжести — и чем выше расположена емкость, тем оно больше, то в гидроаккумуляторе для этого используется внешнее давление на жидкость. Поэтому для этих устройств не важна высота, да и место тоже.

Классификация гидроаккумуляторов

Они делятся на две группы:

1. Механические, в которых давление создается усилием сжатой пружины, упругой мембраны или грузом.
2. Пневматические — в них на воду давит газ, который тоже находится под давлением. Для разделения воды и газа используются гибкие мембраны из резины или подобных материалов.

В небольших системах автономного водоснабжения используется именно последняя разновидность, так как она проще по конструкции и дешевле в обслуживании. В дальнейшем и пойдет разговор именно о них.

Гидроаккумуляторы это компактная замена водонапорных башен

Водоснабжение с гидроаккумулятором вполне может обеспечивать небольшой поселок, в котором проживают до 1-2 тысяч жителей. Автор этих строк, работая в коммунальной сфере, переделал более 10 сельских водопроводов подобным образом.

Причем, стоимость покупки и монтажа гидроаккумулятора на порядок меньше, чем замена полностью изношенной (в основном из-за коррозии) башни Рожновского на новую.

Устройство гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор в разрезе

Как мы уже говорили, речь будет идти о пневматических гидроаккумуляторах (еще одно название — гидропневмоаккумулятор). Конструкция их крайне простая, фактически он состоит из нескольких деталей.

1. Корпус, как правило, металлический. В него закачивается воздух (в промышленных аккумуляторах для специальных жидкостей это может быть и азот, но для сравнительно небольших объемов воды это просто воздух).
2. В корпусе закреплена мембрана, она представляет собой резиновый мешок (грушу). Он соединен патрубком с водопроводом, и в него закачивается вода под давлением насоса из водопровода. Как известно, она, в отличие от воздуха, несжимаема, поэтому сжимается последний. При разборе воды, воздух, расширяясь, вытесняет ее.
3. Для того чтобы закачивать воздух, в объем между корпусом и грушей устанавливается патрубок с золотником. В большинстве случаев он полностью аналогичен тем, которые применяются на автомобильных шинах.
4. Дополнительно на гидроаккумулятор могут быть установлены манометры для контроля давления и датчики реле.

Для чего предназначены гидроаккумуляторы

Олин из вариантов установки гидроаккумуляторов в системах водоснабжения

• Систему автономного водоснабжения можно построить и без них. Для этого нужно: либо чтобы насос работал постоянно, либо он включался при разборе (падении давления в водопроводе). Но такой подход невыгоден, так как снижает его ресурс и увеличивает потребление электроэнергии. Поэтому ставят гидроакуумуляторы, которые позволяют насосам включаться только периодически.
• Эти агрегаты, регулируя давление в водопроводе, компенсируют гидроудары приводящие к разрушению труб и других деталей системы.

Гидроудар и его последствия

• Регулировка давления обеспечивает еще и стабильную работу смесителей. Если в системе напор резко скачет, то тяжело выставить нужную температуру на точках разбора.
• Для исключения «сухого хода» насоса. При запуске без воды в корпусе крыльчатка резко раскрутившись, так как нет сопротивления, может сорваться с вала. Для того чтобы вода не уходила, до насоса ставят обратный клапан, гидроаккумулятор же обеспечивает наличие жидкости после насоса.

Последствия «сухого хода» насоса

Для создания запаса воды в случае перебоев с электроэнергией. Однако нужно отметить, что в небольших автономных системах емкость гидроакуумуляторов редко превышает 10-20 литров (по этому параметру они уступают напорным емкостям). Так что принять душ или помыть посуду при отсутствии электроэнергии не получится. Но никто не мешает поставить аккумулятор большей емкости.

Гидроаккумуляторы большой емкости могут долго подавать воду при отключенном насосе

О работе гидроаккумулятора в системах водопровода можете также посмотреть видео в этой статье:

Давление в гидроаккумуляторе. Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе?

Такой прибор, как гидроаккумулятор необходим для поддержания давления в системе водоснабжения напорного типа. Нередко он действует в ансамбле с реле давления. Благодаря подобному функционированию появляется возможность создать станцию, базирующуюся на насосе погружного или поверхностного типа

Стоит детально разобраться в важном вопросе: каким должно быть давление в гидравлическом аккумуляторе

Роль в системе водоснабжения

Прежде чем останавливаться на параметрах давления в аккумуляторе, необходимо рассмотреть его основную роль в водопроводе. Первым предназначением этого объекта является поддержка, а также постепенная смена уровня давления жидкости, присутствующей в системе.

Кроме того, гидроаккумулятор выполняет и такие важные функции, как:

• обеспечивает надежную защиту от гидроудара (в данном варианте подразумевается изменение в давлении жидкости, которое было вызвано очень быстрым изменением ее скорости);
• отвечает за наличие минимального водяного запаса;
• ограничивает повторно-кратковременный запуск насоса.

Из освещения перечисленных функций можно сделать вывод, что гидравлический аккумулятор дает возможность пользоваться реле давления, а также автоматизировать процесс подачи жидкости. Если в системе не будет присутствовать гидроаккумулятор, то реле не сможет функционировать правильно, так как быстрое изменение давления в системе будет провоцировать его частое срабатывание.

Такие процессы в итоге приведут к тому, что подача воды будет нестабильной, а электродвигатель может перегреться или сломаться, как и реле.

Разнообразие

Различают несколько разновидностей гидробаков.

• Отвечающий за холодное водоснабжение. Бак нужен для скопления и подачи не подогретой воды. А также он призван оберегать бытовые приборы от опасных гидроударов на фоне резкого изменения давления в системе. Если насос активировать и дезактивировать реже, то гидробак прослужит дольше.
• Обеспечивающий горячей водой. Такое устройство беспроблемно работает в условиях высоких температур.
• Отопительный. Подобные экземпляры называют расширительными. Они действуют в конструкции закрытых отопительных систем.

Устройство и принцип работы

Гидравлический аккумулятор выглядит как небольшая коробка, представленная разными формами с дополнительными элементами, отвечающими за управление – эти детали располагаются под крышкой. Аккумулятор прикрепляется к определенному выходу штуцера (или тройника) емкости. Его механизм оснащается пружинами – они отвечают за регулировку и проворачивание гаек.

Стоит подробнее рассмотреть принцип действия гидравлического аккумулятора.

• Пружины в этой детали соединяются с мембраной, которая отвечает на силу нажима. Увеличение параметров ведет к сжиманию спирали, а уменьшение – к сжатию.
• Группа контактов, призванная отвечать на упомянутые процессы, смыкая или размыкая контакты, сигнализирует об этом помпе. Схема подключения во всех случаях предусматривает подключение его электрического кабеля к агрегату.
• Пока накопитель наполняется, возрастает нажим. Пружина отдает мощность напора, техника активируется в соответствии с установленными значениями – дезактивирует помпу, отдавая ей соответствующую команду.
• Нажим слабеет по ходу расходования жидкости. В тот момент как система это фиксирует, двигатель запускается.

Как определить разрыв мембраны?

Другая часто встречающаяся неполадка – разрыв внутренней мембраны гидроаккумулятора. Мембрана сделана из очень прочной резины, и способна выдержать несколько лет службы, периодически наполняясь водой и сжимаясь, выдавливая воду в трубопроводную сеть. Однако, у любой детали имеется предел прочности и определённый срок службы. Со временем мембрана может терять свою упругость и прочность, в итоге разрываясь. Прямым свидетельством о разрыве мембраны служат такие признаки:

• Давление в системе не равномерное. Кран как бы выплёвывает воду порциями.
• Стрелка манометра гидроаккумулятора перемещается скачкообразно, от максимума к минимуму.

Чтобы убедиться в прорыве мембраны следует стравить воздух из золотника с тыльной части бака. Если вместе с воздухом, наполняющим за мембранное пространство, выходит вода, то резиновая перегородка точно прорвана, и требует замены. Поменять мембрану вполне возможно своими руками. Для этого в сантехническом магазине приобрести новую мембрану. При покупке внимательно следите, чтобы резиновая комплектующая была именно от вашей модели гидробака.

Затем разбираем гидроаккумулятор, развинчивая соединительные болты. Разорванная деталь удаляется, а на её место ставится новая мембрана. Затем бак собирается, а все соединительные болты равномерно и крепко затягиваются.

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.