Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Устройство и принцип работы

Прибор имеет вид коробки различной формы с элементами управления под крышкой. Она крепится к одному из выходов штуцера (тройника) емкости. Механизм оснащен небольшими пружинами, которые регулируют, поворачивая гайки.

Принцип работы по порядку:

1. Пружины соединены с мембраной, реагирующей на скачки нажима. Увеличение показателей сжимает спираль, уменьшение приводит к растяжению.
2. Контактная группа реагирует на указанные действия, смыкая или размыкая контакты, тем самым передавая сигнал насосу. Схема подключения обязательно учитывает подсоединения его электрокабеля к устройству.
3. Накопитель заполняется – нажим растет. Пружина передает силу напора, устройство срабатывает согласно выставленным значениям и выключает помпу, передавая ей команду об этом.
4. Жидкость расходуется – натиск слабеет. Это фиксируется, двигатель включается.

Узел состоит из таких деталей: корпус (пластик или металл), мембрана с крышкой, латунный поршень, шпильки с резьбой, пластины из металла, муфты под кабели, колодки для клемм, платформа на шарнирах, чувствительные пружины, контактный узел.

Правила эксплуатации и ремонта

Подключить и настроить гидроаккумулятор правильно – это только половина дела. Чтобы устройство работало длительное время, его необходимо грамотно эксплуатировать, периодически выполнять профилактический осмотр и обслуживание.

Инструкции предписывают проводить профосмотр дважды в год, но практика показывает, что этого недостаточно. Проверять состояние гидроаккумулятора следует каждые три месяца. С такой же периодичностью желательно наблюдать за настройками реле давления, чтобы при необходимости исправить их.

Некорректная работа реле создает дополнительные нагрузки на всю систему, что может сказаться и на состоянии гидроаккумулятора.

Если во время осмотра на корпусе устройства обнаружены вмятины или следы коррозии, эти повреждения необходимо устранить. Сделать это лучше всего как можно раньше, иначе коррозионные процессы будут развиваться, что может привести к нарушению целостности корпуса гидроаккумулятора.

Важная мера профилактики – проверка давления в самом гидробаке с помощью манометра. При необходимости в устройство следует подкачать нужное количество воздуха или стравить его избыток.

Если это не помогает и новые показания манометра не соответствуют ожидаемым, значит , либо нарушена целостность корпуса гидроаккумулятора, либо повреждена его мембрана.

Если мембрана, установленная в гидроаккумуляторе, износилась, можно попытаться заменить ее новой. Для этого устройство придется демонтировать и разобрать

Некоторым умельцам удается обнаружить и заделать места повреждения корпуса, но далеко не всегда такой ремонт долговечен и надежен. Резиновый вкладыш или мембрана – слабое место гидроаккумулятора. Со временем она изнашивается.

Заменить мембрану новым элементом можно и в домашних условиях, но для этого придется полностью разобрать и заново собрать гидроаккумулятор.

Выбирая подходящее место для установки гидроаккумулятора, следует помнить, что оно должно быть достаточно просторным, чтобы осуществлять техническое обслуживание устройства

Если домашний умелец сомневается в своих силах в этой области или не имеет достаточного опыта, он может нанести устройству еще больший вред, чем прежняя поломка. В такой ситуации лучше обратиться в сервисный центр.

Правила выбора гидробака

Основным элементом гидроаккумулятора является мембрана. Ее качественные характеристики определяют, сколько времени прослужит все устройство и когда потребуется первый ремонт. Наилучшим качеством обладает мембрана, для изготовления которой используется изобутированная резина.

Что касается материала для изготовления корпуса гидробака, то этот фактор в большинстве случаев особого значения не имеет. Исключение составляют только расширительные бачки. Дело в том, что вода поступает только в грушевидную мембрану, контакт с металлическими частями устройства полностью исключен.

Как произвести расчет давления воздуха в гидробаке?

Если прибор устанавливается в подвальном помещении, то легко можно посчитать минимальную величину необходимого давления. Для этого берут высоту в метрах от верхней и до нижней точки системы. Возьмем для примера высоту 7 метров. Необходимо к ней прибавить 6, разделить на 10. В результате получается 1,3 атмосферы. Так мы получили минимальную величину давления воздуха в системе, расположенной в двухэтажном доме.

Если давление в системе будет меньше этой величины, вода просто не будет поступать на второй этаж. От производителя выполняется установка давления воздуха, равная 1,5 атм. Но иногда бывает так, что в устройстве эта величина может быть другой.

По этой причине необходимо после приобретения провести проверку величины давления внутри гидробака, используя обычный манометр. Он присоединяется к ниппелю. Когда возникает необходимость в увеличении давления, можно взять автомобильный насос. Если гидроаккумулятор используется вместе с насосным оборудованием, то нижнему пределу включения насоса должен быть равен уровень давления в нём.

Недостатки

Грузовой:

1. Обладает низким уровнем энергоемкости.
2. Присутствует довольно высокая инерционность.
3. Имеет большие размеры.
4. Давление в аппарате довольно низкое.
5. Надежность устройства очень мала и существует вероятность течи уплотнения поршня.

Пружинный:

1. Давление напрямую зависит от того, какая пружина установлена в данном аппарате. На сей показатель влияет также объем заполнения.
2. Рабочий объем сравнительно небольшой.
3. Имеется некоторая инерционность.
4. Очень низкая надежность. Велика вероятность течи уплотнения, а также неисправности пружины.

Пневмогидравлический:

Давление в аппарате изменяется нелинейно по отношению к объему заполнения и зависит от его скорости.

Устройство гидроаккумулятора

Герметичный корпус этого устройства разделяется специальной мембраной на две камеры, одна из которых предназначена для воды, а другая – для воздуха.

Вода не соприкасается с металлическими поверхностями корпуса, так как она находится в водяной камере-мембране, изготовленной из крепкого резинового материала бутила, устойчивого к воздействию бактерий соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам, предъявляемым к питьевой воде.

В воздушной камере находится пневмоклапан, предназначением которого является регулирование давления. Вода попадает в гидроаккумулятор через специальный присоединительный патрубок на резьбе.

Устройство гидроаккумулятора должно быть смонтировано таким образом, чтобы его можно было беспрепятственно разобрать в случае ремонта или профилактики, не сливая при этом всю воду из системы.

Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.

В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 л находится особый клапан для стравливания воздуха, выделяющегося из воды. Для малолитражных гидроаккумуляторов, в которых нет такого клапана, в системе водопровода должно быть предусмотрено устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, который перекрывает основную магистраль системы водоснабжения.

В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно составлять 1.5-2 атм.

Давление в насосных станциях — для расширительного бачка – 1,7 Ат

Насосная станция – это агрегат, подающий воду в дома или на дачи в автономном режиме. Несмотря на то, что устроены подобные агрегаты довольно сложно, принцип работы их является достаточно простым – насос всасывает воду из источника и закачивает в специально предназначенный резервуар. В резервуаре установлен датчик, который контролирует уровень жидкости. Если уровень уменьшается, датчик подает сигнал и станция включается. В противном случае насосная станция должна отключиться.

Как выбрать насосную станцию?

Подбирая оптимальный вариант агрегата, стоит обратить внимание на следующие критерии:

• В гидроаккумуляторе объем должен соответствовать заявленным требованиям.
• Материал, из которого изготовлен корпус, должен быть крепким и надежным.
• Мощность насоса должна обеспечить хороший напор воды в системе водоснабжения.

Из чего состоит насосная станция?

Важным элементом для нормального функционирования любой насосной станции является давление. Прежде чем узнать, какие существуют причины, влияющие на давление, стоит разобраться, из каких элементов состоит аппарат:

• Насос.
• Гидроаккумулятор.
• Реле давления.
• Манометр.

Регулировка давления насосной станции

Реле давления в агрегатах с насосами считается основной частью её нормального функционирования, то каждый владелец агрегата должен знать, как осуществляется настройка:

• Обеспечить работающее состояние насоса и накачать воды до отметки в три атмосферы.
• Выключить аппарат.
• Снять крышку, и не спеша проворачивать гайку до тех пор, пока элемент не включится. Если совершать движения по ходу стрелки часов, то можно увеличить давление воздуха, против хода – уменьшить.
• Открыть кран и уменьшить показания жидкости до отметки в 1,7 Атмосфер.
• Перекрыть кран.
• Снять крышку реле и крутить гайку до момента срабатывания контактов.

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

Давление воздуха в гидроаккумуляторе

Те, кто уже хорошо представляют устройство гидроаккумулятора , знают, что внутри мембраны находится вода под давлением, а снаружи мембраны закачан воздух.

Давление воды внутри мембраны создается насосом и только насосом, а с помощью реле давления или блоков автоматики задается диапазон по давлению (Р вкл. и Р выкл.) в котором и функционирует вся система водоснабжения.

Максимальное давление воды, на которое рассчитан гидроаккумулятор, указывается на его шильде. Как правило, это давление составляет 10 бар, что вполне достаточно для любой бытовой системы водоснабжения. Давление воды в гидроаккумуляторе зависит от гидравлической характеристики насоса и настроек системы, а вот давление воздуха между мембраной и корпусом является характеристикой самого гидроаккумулятора.

Заводское давление воздуха:

Каждый гидроаккумулятор поступает с завода с предварительной закачкой воздуха. В качестве примера приводим значения заводской закачки воздуха для гидроаккумуляторов итальянской фирмы Aquasystem:

Фактическое значение давления предварительной закачки воздуха также указывается на этикетке гидроаккумулятора (pre-charge pressure).

Так какое конкретно давление воздуха должно быть в гидроаккумуляторе?

Для систем водоснабжения с реле давления:

Давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть на 10% ниже, чем давление включения насоса.

Выполнение данного предписания гарантирует наличие минимального остатка воды в гидроаккумуляторе на момент включения насоса, обеспечивая неразрывность потока.

Например, если насос включается при 1,6 бар, давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть около 1,4 бар. Если насос включается при 3 бар, давление воздуха должно быть около 2,7 бар.

Для систем водоснабжения с преобразователем частоты:

Давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть на 30% ниже, чем постоянное давление поддерживаемое преобразователем частоты.

Получается, что давление заводской закачки воздуха не является универсальным для всех систем, ведь давление включения насоса может регулироваться пользователем индивидуально и производитель баков не может его предугадать. Поэтому давление воздуха необходимо отрегулировать в каждой конкретной системе в соответствии с вышеуказанными рекомендациями.

Методика контроля и регулировки давления воздуха в гидроаккумуляторе

Проконтролировать и подкачать давление воздуха можно стандартным автомобильным насосом или компрессором, подсоединив его к ниппелю, который обычно располагается под пластмассовым защитным колпачком.

Чем больше объем бака, тем дольше приходится его накачивать. Для гидроаккумуляторов объемом от 50 литров настоятельно рекомендуем использовать компрессор.

При изменении (увеличении или уменьшении) давления включения насоса, не забывайте также изменить давление воздуха в гидроаккумуляторе. И не путайте данную процедуру с настройкой реле давления.

Со временем давление в воздушной полости гидроаккумулятора может снизиться, поэтому рекомендуется его регулярная проверка.

Интервалы контроля давления воздуха:

• Если вы пользуетесь системой водоснабжения только в теплый период года
  , то контроль рекомендуется производить перед началом каждого нового сезона
  .
• Если вы пользуетесь системой водоснабжения круглогодично, то проверку рекомендуется производить 2-3 раза в год
  .

Можно относиться к этой несложной процедуре как к плановому тех. обслуживанию, которое вполне реально продлит жизнь мембране.

Если вы заметили какие-либо странности в работе системы водоснабжения, имеет смысл сделать внеплановый контроль давления воздуха в гидробаке, а также давления включения и отключения насоса (контролируется по водяному манометру).

Кстати, стабильность давления воздуха в гидроаккумуляторе с течением длительного времени является одним из важных показателей его качества.

Правильная регулировка реле давления для гидроаккумулятора возможна лишь после того, как вы детально ознакомитесь с конструкцией и принципом действия системы. От этой, небольшой по размерам детали, зависит правильность работы целой насосной станции.

Когда давление в гидроаккумуляторе сильно снижается, то реле приводит в действие насос, соответственно оно и выключает оборудование при достижении критической отметки давления. В результате, даже маленький сбой в работе детали скажется на функциональности целой системы подачи воды в дом. К счастью, это не критично, и любой сбой можно будет устранить самостоятельно при помощи регулировки. Поэтому необходимо детально разобраться в особенностях процесса регулировки, подключения и стандартной настройки реле.

Виды мембранных баков

Гидробаки могут быть установлены в системе водоснабжения разного назначения.

В частности, речь идет о следующем:

• Обеспечение потребности в горячей и холодной воде.
• Системы отопления частного дома.

В первом случае мембранный бак позволяет продлить срок службы насосного оборудования за счет установленного режима включения и выключения и защищает систему от разрушительного воздействия гидроударов. Второй вариант предполагает использование гидробака в качестве расширителя, который вмонтирован в закрытую отопительную систему и является ее неотъемлемой частью.

По конфигурации гидробаки делятся на горизонтальные и вертикальные модели. Стоит отметить, что конфигурация емкости не оказывает влияния на принцип ее работы и подключение погружного насоса к гидроаккумулятору.

Отличительной особенностью гидробаков вертикального типа является специальный клапан, через который осуществляется стравливание лишнего воздуха. Причем в большинстве случаев клапаном оснащены модели объемом более 50 литров. Клапан вмонтирован именно в верхнюю часть емкости, так как воздух, поступающий в мембранный отсек вместе с водой, имеет свойство накапливаться вверху камеры.

В поисках ответа на вопрос, где установить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, важно понимать, что устройства горизонтального и вертикального типа характеризуются одинаковой эффективностью и функциональностью

Поэтому при выборе устройства в первую очередь во внимание принимаются габариты помещения, где планируется установка устройства.

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.

Виды гидробаков

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

• для холодной воды;
• для горячей воды;
• для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

Два вида гидроаккумуляторов

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Как отрегулировать давление

Правильную работу насосной станции определяют три основных параметра:

1. Давление запуска;
2. Давление отключения;
3. Давление воздуха в гидробаке.

Первые два параметра определяют режим работы реле давления. Проводится регулировка опытным путем, при этом с целью повышения точности измерения проверка может выполняться несколько раз.

В составе электрического реле: две вертикально расположенные пружины. Они располагаются на осях и поджимаются гайками. Одна из пружин (большего диаметра) служит для настройки величины давления включения, пружина меньшего диаметра служит для регулирования требуемой разности между величинами давления запуска и давления отключения насоса. Пружины упираются в мембрану, которая замыкает и размыкает контакты управляющей цепи.

Процесс регулировки осуществляется в следующей последовательности:

1. Измерение давления воздуха в ресивере с помощью внешнего манометра (например, автомобильного), при необходимости – накачивание ручным насосом или компрессором до расчётной величины. Осуществляется при выключенном насосе после полного сброса давления.
2. Замер давления включения насоса. При включённом, но неработающем насосе открыть кран для сброса давления и снять показание манометра системы в момент срабатывания реле (при запуске насосной станции).
3. Регулировка давления запуска. При несовпадении полученной величины давления с требуемым гайку большой пружины повернуть в сторону увеличения или уменьшения. По завершении контрольного замера при необходимости повторить операцию (возможно, несколько раз).
4. Измерение давления отключения насоса. Следует закрыть все сливные краны и дождаться момента отключения насоса .
5. Регулировка разности уровней давлений запуска и отключения насоса. При несовпадении расчётного значения порога выключения насосной станции повернуть гайку пружины меньшего диаметра в соответствующем направлении. Пружина очень чувствительна: поворот осуществлять максимум на 1/4 – 1/2 оборота. Проведя контрольный замер, действия при необходимости повторить.
6. Повторение цикла, описанного в пунктах 1 – 5. Процедуру при необходимости проделать несколько раз до достижения нужных параметров.

Требуемые параметры запуска и отключения указаны в паспорте реле. Рабочее давление воздуха в ресивере указано в паспорте аккумулятора. Оно должно быть на 10-12 % меньше значения давления запуска.

Стоит отметить, что описанная технология контроля и настройки параметров аккумулятора одинакова для всех видов этого изделия, независимо от конфигурации (вертикального или горизонтального исполнения), объёма и конструктивных особенностей. Сказанное справедливо также к системам отопления и горячего водjснабжения.

Не обязательно быть специалистом, чтобы, имея минимум простых инструментов, провести несложные операции по проверке и регулировке давления в гидроаккумуляторе. Простые действия, не требующие каких-либо навыков, займут минимум времени, при этом окупятся надёжной бесперебойной работой водопровода в течение долгого времени.

Источник