Гидроаккумулятор для водоснабжения: давление, литраж, схема

Устройство гидробака

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла.

Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука.

Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
«Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

Главная задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.
Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию

Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы.
Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении.

Установка: варианты и схемы подсоединения

В зависимости от внутренних особенностей водопроводной системы способы установки могут различаться. Стоит рассмотреть наиболее востребованные варианты.

Подключение к насосной станции

В данном случае работы по подключению гидроаккумулятора к автономной системе водоснабжения осуществляются одновременно с установкой автоматики и переходников. Наиболее общие случаи монтажа предполагают наличие следующих комплектующих:

манометра;
пятивходного штуцера;
коммутирующего гидравлического реле (реле давления).

Если для забора воды используется погружной насос, скважинная обвязка должна комплектоваться обратным клапаном и реле сухого входа. Если для подкачки воды применяется более простой – поверхностный центробежный насос, дешевле и целесообразнее покупать насосную станцию в сборе, а не монтировать отдельные элементы. Второй вариант предпочтительнее для тех, у кого мало опыта, но есть желание устанавливать насос самостоятельно.

Два гидробака к одному насосу

Подключение двух (и более) гидробаков – это распространённая проблема для людей, столкнувшихся с вынужденным увеличением водопотребления. Если объём одного бака оказался слишком мал, монтаж дополнительного гидроаккумулятора – это дело несильно обременительное.

Установить дополнительные элементы можно параллельно действующей системе: достаточно использовать ещё один переходный штуцер, гибкий шланг или водопроводную трубу. Система с двумя (и более) баками – это и рациональное решение, и отличная подстраховка. Если в одном из баков выйдет из строя мембрана, то всё равно можно будет использовать насос, но не в интенсивном режиме. Такая система предоставит достаточно времени для замены несправного узла.

К погружному

Можно догадаться, что речь идёт о насосе, который погружён в водоносный горизонт скважины или колодца. Для бесперебойного водоснабжения такую систему необходимо оборудовать обратным клапаном: данное устройство не позволит выкачанной воде после использования вернуться в забой скважины. Соответственно, насос не будет работать вхолостую и прослужит гораздо дольше.

Ещё один важный момент – это качество напорного трубопровода: так как труба залегает на довольно большую глубину, возможную поломку можно заметить не сразу.

Поверхностному

У подключения гидроаккумулятора к системе с внешним центробежным насосом также есть свои нюансы, а именно:

первым делом нужно проверить внутреннее давление бака: оно не должно превышать отметку 1 бар;
для подготовки к подключению понадобится пятивыводный штуцер. Эта маленькая, но очень важная деталь объединяет сам гидроаккумулятор, трубопровод, реле давления, манометр и внешний насос. Перед непосредственным процессом установки необходимо запастись герметизирующими материалами (герметик или сантехническая лента);
чтобы присоединить штуцер к бачку, следует использовать жёсткий шланг или фланец с пропускным клапаном;

после установки бачка стоит монтировать остальные элементы: манометр, реле, водопровод, ведущий к насосному агрегату;
перед началом эксплуатации следует провести серию циклов включения и выключения, чтобы выявить возможные протечки;
если что-то пошло не так, нужно выяснить причину неполадки и при необходимости повторить весь цикл установки заново.

К водонагревателю

Гидроаккумулятор в системе с накопительным водонагревателем исполняет функцию расширительного бака. Вода в процессе нагревания увеличивается в объёме, что также увеличивает нагрузку на водопровод. Так как в замкнутом пространстве повышается давления, то процесс может стать очень критическим, при этом снижение температуры является недопустимым. Возникает необходимость куда-нибудь перенести это избыточное давление. Здесь на помощь и приходит гидроаккумулятор. Излишек нагретой воды будет уходить в гидробак, что позволит нормализовать давление в системе. Далее, воду из расширительного бака можно использовать для бытовых целей.

Правильный подбор

Интересный нюанс: название данного оборудования зависит не от его конструкции, а от области применения. Если речь идёт о водоснабжении, бак называют гидроаккумулятором. А ёмкость, вмонтированная в отопление, с теми же конструкционными характеристиками будет называться мембранным или расширительным баком.

Но при этом важно учитывать информацию, указанную производителем. Каждое изделие имеет свою рабочую температуру и давление:

до 4 атмосфер и до 120 градусов по Цельсию – для отопления;
до 12 атмосфер и до 80 градусов – для водоснабжения.

По объёму подбирается не самый дешёвый бак, а соответствующий параметрам системы.

Для нормализации давления в системе отопления используется целых ряд устройств. Но важнейшим из них является или гидроаккумулятор. Его конструкция дает возможность в автоматическом режиме стабилизировать показатели давления теплоносителя при изменении температурного режима.

Назначение

Гидроаккумулятор устанавливается только для систем отопления закрытого типа. Они характеризуются высоким давлением воды, которое происходит вследствие ее нагрева. Поэтому при превышении допустимого показателя необходима система компенсации. Для этого и предназначен гидроаккумулятор.

Он представляет собой стальную конструкцию, которая внутри разделена на две камеры. Одна из них предназначена для заполнения водой из системы отопления, а вторая служит воздушным компенсатором. Для установки оптимального показателя давления в воздушной камере в гидроаккумуляторе предусмотрен клапан. С его помощью изменяют степень нагнетания воздуха, тем самым адаптируя устройство под параметры конкретной системы отопления.

Камеры разделяет эластичная мембрана или баллон из резины. При поднятии температуры воды в трубах выше критической происходит скачок давления. Жидкость, расширяясь, начинает давить на стенки разделительной мембраны. Она же, в свою очередь, под действием этой силы увеличивает объем заполнения водяной камеры. Это приводит к нормализации давления внутри всей системы.

Правила подключения, схема

При монтаже гидроаккумулятора следует руководствоваться определенными правилами. Прежде всего – необходимо выбрать участок в тепловой магистрали, где он будет установлен. Специалисты рекомендуют монтировать расширительный бак в обратную трубу с охлажденной водой. Но в то же время он должен быть установлен до насосного оборудования. Общая схема монтажа выглядит следующим образом.

Как видно, в качестве защиты магистрали от перепада давлений жидкости на выходе из отопительного оборудования установлен предохранительный клапан. Он выполняет те же функции, что и гидроаккумулятор, но рассчитан на более высокие скачки давления. Расширительный бак необходим для нормализации работы отопления при небольших перепадах давления.

Перед началом монтажа следует учесть следующие особенности:

Выбор места установки. Основным требованием к нему является свободный доступ к устройству. В особенности это касается регулировочного клапана воздушной камеры.
На участке между и расширительным баком не должно стоять другой запорной или регулирующей арматуры. Она может внести существенные изменения в гидравлическом сопротивлении.
Температура в помещении, где устанавливается гидроаккумулятор, не должна быть ниже 0°С.
Его поверхность не должна испытывать механические нагрузки или внешние воздействия.
Срабатывание редуктора давления на выпуск воздуха из камер должно быть установлено согласно параметрам отопительной системы.

Руководствуясь этими правилами можно самостоятельно установить расширительный бак. Но при этом следует соблюдать правила подключения, использовать изделия из качественного материала и рассчитать оптимальный объем бака.

Для расчета необходимо знать общий объем системы отопления, оптимальную и максимальную величину давления в ней, а также коэффициент расширения воды. Формула для вычисления величины гидроаккумулятора мембранного типа:

е – коэффициент расширения воды – 0,04318;
С – общий объем системы отопления;
Pi – начальное давление;
Pf – максимальное давление.

Рассмотрим пример расчета для отопления с общим объемом 500 л, оптимальным показателем давления в 1,5 бар, а максимальным – 3 бар.

Эта методика позволит правильно выбрать и подключить расширительный бак для системы отопления закрытого типа.

Подключение гидроаккумулятора к контуру водоснабжения

Как стало понятно из всего написанного выше, мембранный бак – это не просто ёмкость с водой. Это специальное устройство, вовлеченное в непрерывный рабочий процесс. Поэтому и процедура его установки совсем не так проста, как это может показаться. Закреплять его следует очень тщательно, учитывая факторы вибрации и шума.

Необходимо закреплять гидроаккумулятор на поверхности с помощью резиновых прокладок, чтобы уменьшить уровень шума при его работе и сократить влияние вибраций на само устройство

К полу его крепят с применение резиновых прокладок, а к трубопроводу – с помощью переходников из резины. И ещё следует учесть, что диаметр подводки не может уменьшаться на выходе гидросистемы.

С новым баком следует обращаться особенно осторожно, заполняя его водой под слабым напором. Мембрана от долгого хранения могла слежаться

Резкая струя воды может её повредить и даже полностью вывести из строя. Правильнее удалить из груши мембраны весь воздух до того, как вы приступите к заполнению её водой. Место для установки гидроаккумулятора должно быть выбрано с учетом его доступности.

Процесс подключения гидроаккумулятора производится в стандартной последовательности:

Оптимальное давление воздуха

Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.

Именно это значение и следует выставить на реле водяного давления, которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:

Vатм.=(Hmax+6)/10

В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.

Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:

насос,
гидроаккумулятор,
реле давления,
обратный клапан,
манометр.

Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.

При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.

Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.

На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения

Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:

один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.

Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.

К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.

Объем бака основной критерий выбора

Самый важный вопрос – как выбрать объем гидроаккумулятора для систем водоснабжения. Чтобы ответить на него, нужно свести воедино множество данных. Это и производительность насоса, и оснащенность дома водопотребляющим оборудованием, и количество постоянно живущих в доме людей, и многое другое.

Но в первую очередь, нужно определиться, нужен ли вам этот резервуар только для стабилизации работы системы в целом, или есть необходимость в запасе воды на случай отключения электроснабжения.

Внутренние баллоны разного объема

Если дом небольшой и оборудован только умывальником, унитазом, душем и поливочным краном, а живете вы в нем не постоянно, сложных расчетов можно не производить. Достаточно купить бак объемом 24-50 литров, его хватит для того, чтобы система работала нормально и была защищена от гидроударов.

В случае же с загородным домом для постоянного проживания семьи, оборудованным всем необходимым для комфортного быта, желательно подойти к вопросу более ответственно. Вот несколько способов, с помощью которых вы сможете определиться с размером гидроаккумулятора.

По характеристикам насоса

Параметры, влияющие на выбор объема бака, это производительность и мощность насоса, а так же рекомендованное количество циклов его включения/выключения.

Чем выше мощность агрегата, тем больше должен быть объем гидробака.
Мощный насос накачивает воду быстро и быстро выключается, если объем резервуара небольшой.
Достаточный объем позволит сократить количество повторно-кратковременных включений, тем самым продлив срок службы электродвигателя.

Для расчета вам потребуется определить примерный расход воды в час. Для этого составляется таблица, в которой перечисляются все потребляющие воду приборы, их количество и нормы расхода. Например:

Таблица определения максимального расхода воды

Так как одновременно воспользоваться всеми приборами практически невозможно, для определения реального расхода применяется поправочный коэффициент 0,5. В итоге получим, что в минуту вы в среднем тратите 75 литров воды.

Как рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения, зная эту цифру, производительность насоса и учитывая, что включаться он должен не чаще 30 раз в час?

Допустим, производительность равна 80 л/мин или 4800 л/час.
А в пиковые часы вам нужно 4500 л/час.
При безостановочной работе насоса его мощности вполне хватает, но вряд ли он проработает долго в таких экстремальных условиях. А если он будет включаться чаще 20-30 раз в час, то ресурс его иссякнет ещё быстрее.
Поэтому и нужен гидробак, объем которого позволит отключать оборудование и давать ему передохнуть. При указанной частоте циклов, запас воды должен быть минимум 70-80 литров. Это позволит насосу одну минуту из каждых двух не работать, предварительно заполнив резервуар.

По формуле минимального рекомендуемого объема

Чтобы воспользоваться этой формулой, нужно знать установки реле давления, которое включает и выключает насос. Разобраться поможет следующая картинка:

Изменения давления в гидроаккумуляторе при включении и отключении насоса

1 – начальное давление Pвозд (при выключенном насосе);
2 – поступление воды в резервуар при включении насоса;
3 – достижение максимального давления Pmax и отключение насоса;
4 – расход воды при отключенном насосе. Когда давление достигает минимума Pmin, насос включается.

Формула же выглядит так:

V = K x A x ((Pmax+1) x (Pmin +1)) / (Pmax — Pmin) x (Pвозд. + 1), где
А – это расчетный расход воды (л/мин);
К – поправочный коэффициент из таблицы, определяемый в зависимости от мощности насоса.

Таблица для определения поправочного коэффициента

Значения минимального (пускового) и максимального (выключающего) давления на реле, вы должны установить сами, в зависимости от того, какой напор в системе вам нужен. Он определяется по самой дальней от гидроаккумулятора, и высоко расположенной точке водоразбора.

Примерные соотношения установок реле давления

Чтобы выполнить регулировку реле давления, необходимо знать, как накачать гидроаккумулятор для систем водоснабжения воздухом, или стравить лишний. Для этого потребуется автомобильный насос, который подключается к баку через золотник.

Теперь можно вычислить объем. Для примера возьмем:

А = 75 л/мин;
Мощность насоса 1,5 кВт, соответственно К = 0,25;
Pmax = 4,0 бар;
Pmin = 2,5 бар;
Pвозд. = 2,3 бар.

Получаем V = 66,3 литра. Ближайшие по объему стандартные гидроаккумуляторы, имеют объем 60 и 80 литров. Выбираем тот, что больше.

Это интересно: Как выбрать дровокол (видео)

Объем гидроаккумулятора

Не покупайте гидроаккумулятор, ориентируясь на то, что установили Ваши друзья или соседи по даче. Возможно, для Вас данная модель будет неэффективна. Объем гидроаккумулятора (как и всё остальное оборудование!) должен подбираться только на основе результатов гидравлического расчета. Количество моделей, представленных на рынке, достаточно велико.

Существует ли оптимальный объем гидравлического бака? Как мы уже сказали, только гидравлический расчет может точно указать на конкретную модель гидравлического оборудования, оптимально подходящую под Ваши условия. Но количество типовых объемов у различных моделей гидробаков не столь велико. То есть если по результатам расчета Вам требуется бак объемом 51, 5 л, то именно такой бак в продаже найти не удастся. Вам порекомендуют приобрести гидравлический бак объемом 60 л. Лишние литры объема не навредят, а даже позволят немного увеличить запас воды и снизить количество включений насоса.

Опыт инженеров, подбирающих и монтирующих водоподъемное оборудование, говорит нам следующее:

в систему водоснабжения на трех потребителей при производительности скважинного насоса 2 м куб/ч можно установить гидроаккумулятор объемом 25 л.
в систему с количеством потребителей 4-8 и производительностью насоса 3,0-3,5 м куб/ч оптимален гидробак объемом 60 л.
если количество потребителей больше 10 и производительность насоса составляет 5 м куб/ч, то оптимальный объем бака будет 100 л.

4

Баллонные и мембранные емкости монтируются по двум методикам. Если вы применяете поверхностное насосное оборудование, гидроаккумулятор подключается по такой схеме:

Определяете давление внутри емкости. Его показатель обязан быть меньше на 0,3–1 бар величины давления, необходимого для запуска насосного оборудования (конкретное число обычно указывается на реле насоса).
Подключаете к гидробаку штуцер. Он должен иметь 5 выходов – для подключения водопроводной трубы, насоса, непосредственно накопительной емкости, манометра, насосного агрегата и реле. Штуцер присоединяется к гидроаккумулятору через фланец, который снабжен специальным клапаном (пропускным) или жестким шлангом.
Привинчиваете все остальные элементы системы к штуцеру.
Места всех соединений герметизируете лентой либо герметиком и паклей.

Схема подключения гидроаккумулятора

Особое внимание при монтаже оборудования уделите подключению реле давления. Под его крышкой есть два контакта – насос и сеть. Вам нужно подвести к каждому из них соответствующий провод

Сделать это несложно, если контакты подписаны. В противном случае придется вызывать профессионального электрика. После установки и подключения бака обязательно проверьте систему на отсутствие протечек. Если таковые есть, выполните герметизацию соединений более качественно

Вам нужно подвести к каждому из них соответствующий провод. Сделать это несложно, если контакты подписаны. В противном случае придется вызывать профессионального электрика. После установки и подключения бака обязательно проверьте систему на отсутствие протечек. Если таковые есть, выполните герметизацию соединений более качественно.

Клапан необходим для предотвращения обратного оттока воды в колодец. Это его единственная задача. После монтажа обратного клапана к системе подаче воды можно подключать и гидробак по уже известной вам схеме. Теперь вы знаете все о принципе действия, устройстве и тонкостях монтажа накопительных емкостей. Смело устанавливайте гидроаккумулятор, чтобы в вашем жилище никогда не было перебоев с водой!

Установка и монтаж гидроаккумулятора выполняется в соответствии с типовой инструкцией по монтажу. Как установить гидроаккумулятор правильно? Важным условием правильного монтажа является соблюдение следующих правил:

Монтаж гидроаккумулятора необходимо начинать с проставления начального давления газового пространства в соответствии со значениями, полученными при расчётах;
в системе с гидробаком обязательна установка предохранительного клапана;
на трубопроводе, до места установки гидробака и по ходу движения воды, необходимо установить обратный клапан;
некоторые из производителей выпускают сопутствующую арматуру, способную создать циркуляцию воды через бак во время водоразбора;
следует установить дренажный кран для слива воды и запорную арматуру, защищённую от случайных закрытий (эти манипуляции нужны для проведения надлежащего технического обслуживания);
габариты и масса гидроаккумуляторов, имеющих объём более чем 750 литров, могут значительно затруднить вам монтаж. Обязательно проверяйте, пройдёт ли данная ёмкость в дверной проём.

При установке необходимо укреплять гидробак с запасом прочности. Чтобы свести к нулю шумы и вибрации, следует закреплять бак с помощью резиновых прокладок к полу. Также неплохо и к трубопроводу подсоединять через гибкие, тоже резиновые переходники

Важное условие сечение подводки не должно сужаться при входе в гидросистему

Еще одна особенность первое заполнение гидроаккумулятора водой нужно делать очень медленно и слабым напором воды. Дело в том, что резиновые стенки груши еще новые, и могут слипнуться, а мощный напор воды может легко ее порвать. Перед началом эксплуатации, при необходимости, весь воздух внутри груши удаляют. Несоблюдение данных правил приведет к тому, что вам придется снова купить мембрану для гидроаккумулятора.

Монтировать гидробак следует таким образом, чтобы к ним имелся свободный доступ. Лучше всего поручить этот процесс профессионалам, так как они знают, как установить гидроаккумулятор правильно. Ведь довольно часто причиной выхода бака из строя бывают даже такие мелочи, как несоответствие диаметра труб, или неурегулированное низкое давление. В таких ситуациях эксперименты не нужны.

Выводы и полезное видео по теме

В этом видеоролике подробно рассмотрен принцип работы гидроаккумулятора:

Для расчета объема гидроаккумулятора можно использовать специальные программы-калькуляторы. Один из таких вариантов представлен в следующем видеоматериале:

Замена мембраны гидробака – процесс не слишком сложный. Он подробно рассмотрен в этом видеоролике:

Гидроаккумулятор – важная часть современной автономной системы водоснабжения. Конечно, это устройство сложнее и дороже, чем обычный накопительный бак.

Но все затраты полностью окупаются, поскольку при наличии гидробака и качество водопроводной воды лучше, и ресурс работы насосного оборудования значительно возрастает. Наконец, это просто удобно, потому что в водопроводе всегда есть стабильный напор воды, о котором заботится надежная автоматика.

Пишите, пожалуйста, , в расположенной ниже блок-форме. Задавайте вопросы по заинтересовавшим моментам в представленной информации, делитесь полезными сведениями, размещайте фотоснимки и советы. Возможно, ваши рекомендации будут полезны посетителям сайта.

Особенности выбора и эксплуатации гидроаккумуляторов для водоснабжения