Принцип работы гидроаккумулятора и зачем он нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения

1 Описание датчика и насосной системы

Датчик давления воды – электрический прибор, обеспечивающий регулировку давления в гидроаккумуляторе для насосной станции. Также оно следит за напором жидкости в трубопроводе и включает, либо отключает подачу воды в бак гидроаккумулятора.


Происходит это благодаря замыканию проводов. Превышение допустимого порога размыкает контакты и реле отключает насос. Падение ниже установленного уровня замыкает контакт устройства, включая подачу воды. Вручную настроить можно как верхний, так и нижний пороги.

Схема работы реле давления

Основные понятия реле давления для системы с гидроаккумулятором:

  • Рвкл – нижний порог давления, включение питания, в стандартных настройках равен 1.5 бар. Контакты соединяются, и подключаемый к реле насос начинает закачивать воду;
  • Рвыкл – верхний порог давления, выключение питания реле, лучше устанавливать на 2.5-3 бара. Цепь разъединяется, и автоматический сигнал прекращает работу насосов;
  • дельта Р (ДР) – показатель разницы давления между нижним и верхним порогами;
  • максимальное давление – как правило, не превышает 5 бар. Это значение отображено в характеристиках устройства регулирования для систем водоснабжения и не изменяется. Превышение приводит к поломке оборудования или сокращению гарантийного эксплуатационного срока.

Главным элементом реле давления для гидроаккумулятора является мембрана, реагирующая на давление воды. Она изгибается в зависимости от напора и сообщает механизму о том, насколько поднимается или опускается давление воды в насосной станции. Изгиб переключает контакты внутри реле. Противодействует натиску воды специальная пружина (которая затягивается для регулировки). Пружина поменьше определяет дифференциал, то есть разницу между нижним и верхним порогом давления.

Реле могут быть двух видов. Первый, силовой, напрямую действует на контакты насоса. Управляющий тип взаимодействует с автоматикой станции и уже через неё влияет на работу насоса.

Гидроаккумулятор и реле давления образуют надёжную систему по обеспечению водоснабжения любых помещений, хозяйственных построек, полей и другого. Автоматика для насоса также необходимая часть – благодаря ей становится максимально просто контролировать сбор воды и быстро накачивать жидкость в бак и в трубы.

Устройство реле давления насосной станции

1.1 Регулировка реле давления для гидроаккумулятора

Прежде чем присоединять оборудование к баку, следует проверить работоспособность реле и отрегулировать его. Снимать показания рекомендуется механическим манометром. Он более точек и менее подвержен внутренним поломкам, из-за которых его показания могут не соответствовать действительности.

Далее будет следовать инструкция, как правильно настроить реле давления. В первую очередь, необходимо ознакомиться с паспортом устройства, насоса и бака гидроаккумулятора, чтобы выяснить пределы давления для этих элементов насосной станции. Целесообразней всего при покупке заранее ознакомиться с данными параметрами и подстроить их друг под друга.

Далее следует действовать в следующем порядке:

  1. Открыть потребление воды (кран, шланг, вентиль), чтобы благодаря манометру увидеть давление, при котором срабатывает реле и включается насос. Обычно это 1.5-1 бар.
  2. Потребление воды отключается, чтобы поднять давление в системе (в баке гидроаккумулятора). Манометром фиксируется предел, при котором реле отключает насос. Обычно это 2.5-3 бара.
  3. Отрегулировать гайку, присоединённую к большой пружине. Она определяет значение, при котором включается насос. Чтобы увеличить порог включения надо затянуть гайку по часовой стрелке, чтобы уменьшить – ослабить (против часовой стрелки). Повторять предыдущие пункты до момента, когда давление включения не будет соответствовать желаемому.
  4. Регулировка датчика выключения происходить гайкой на малой пружине. Она отвечает за разницу между двумя порогами и принцип настройки такой же: чтобы повысить разницу (и увеличить давление выключения) – затянуть гайку, чтобы уменьшить – ослабить.
  5. Не рекомендуется за один раз делать поворот гайки более чем на 360 градусов, поскольку они очень чувствительные.

Самостоятельное исправление поломок или вызов специалиста

Ремонт аккумулирующего бака для людей, постоянно имеющих дело с инструментами и оборудованием, кажется простым делом. Чтобы снять ниппель и установить новую деталь с полной герметичностью, требуется сноровка и знания. Раскрутить винты старого фланца и заменить мембрану проще, но без подходящего ключа это сделать не получится. Отверстие в корпусе можно ликвидировать только сваркой, для работы потребуется специалист. Потребителям достаточно проводить регулярное обслуживание гидробака, а сложный ремонт доверить представителям сервисного центра.

При значительных повреждениях и износе узлов гидроаккумулятора рекомендуется покупка нового оборудования.

Расчет гидроаккумулятора

Чтобы определить, какой запас воды можно использовать из гидроаккумулятора при выключении электричества, когда насос прекратит качать воду из системы водоснабжения, можно использовать таблицу заполняемости мембранного бака. Запас воды будет зависеть от настройки реле давления. Чем выше разница давлений при включении и выключении насоса, тем больший запас воды будет в гидроаккумуляторе. Но эта разница лимитируется по изложенным выше причинам. Рассмотрим таблицу.

Здесь мы видим, что в мембранный бак объемом 200 л при настройках реле давления, когда показатель включение насоса составляет 1.5 бар, выключение насоса – 3.0 бар, давление воздуха составляет 1.3 бар, запас воды будет всего 69 л, что равно примерно трети общего объема бака.

Расчет необходимого объема гидроаккумулятора

Чтобы выполнить расчет гидроаккумулятора, используют следующую формулу:

Vt = K * A max * ((Pmax+1) * (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) * (Pвозд. + 1),

где

  • Amax – максимальный расход литров воды в минуту;
  • К – коэффициент, который зависит от мощности двигателя насоса;
  • Pmax – давление при выключении насоса, бар;
  • Pmin – давление при включении насоса, бар;
  • Pвозд. – давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

В качестве примера подберем необходимый минимальный объем гидроаккумулятора для водопроводной системы, взяв, например, насос Водолей БЦПЭ 0,5-40 У с такими параметрами:

Pmax (бар) Pmin (бар) Pвозд (бар) A max (куб.м/час) K (коэффициент)
3.0 1.8 1.6 2.1 0.25

Используя формулу, вычисляем минимальный объем ГА, который равен 31.41 литра.

Поэтому выбираем следующий ближайший размер ГА, который равен 35 л.

Объем бака в диапазоне 25-50 литров идеально согласуется со всеми методиками расчета объема ГА для бытовых водопроводных систем, а также с эмпирическими назначениями разных производителей насосного оборудования.

При частом выключении электроэнергии целесообразно выбирать бак большего объема, но в это же время следует помнить, что вода сможет заполнить бак лишь на 1/3 общего объема. Чем мощнее установлен насос в системе, тем больший должен быть объем гидроаккумулятора. Это соответствие размеров сократит количество коротких включений насоса и продлит срок эксплуатации его электродвигателя.


Если вы купили гидроаккумулятор большого объема, нужно знать, что если водой не пользоваться регулярно, она застаивается в баке ГА и ее качество ухудшается. Поэтому, выбирая в магазине гидробак, нужно учитывать, максимальный объем используемой воды в системе водопровода дома. Ведь при небольшом расходе воды использовать бак объемом 25-50 л намного целесообразнее, чем 100-200 л., вода в котором будет пропадать зря.

Проблемы с давлением

Такая проблема может быть вызвана рядом причин:

  • повреждение ниппеля – через него уходит воздух;
  • неправильная настройка реле давления;
  • повреждение корпуса бака.

Последовательность действий для ремонта:

  • вначале стоит проверить целостность самого корпуса – если он прогнил, то возможно потребуется замена гидроаккумулятора;
  • если с корпусом все в порядке, стоит проверить работу реле давления. Вполне возможно, что его настройки сбились;
  • для этого, стоит попробовать разные режимы работы для гидробака – если реле действует, значит нужно искать причину в другом месте;
  • теперь нужно проверить ниппель – он может стравливать воздух, если это так, то ремонт сведется к его замене.

Манометр может показывать неверные значения

Еще одна причина – в неисправности манометра. Т.е. он может показывать неправильные цифры. Этот момент также стоит учитывать.

1 Назначение, устройство и принцип действия

Первоначально внесем ясность в терминах — гидробак и расширительный бак не есть одинаковые устройства. Гидроаккумулятор используется в системах водоснабжения частного дома, устроенных на подаче воде с помощью насоса из внешнего источника, тогда как расширительный бак устанавливается в системы отопления и горячего водоснабжения с целью стабилизации их давления и предотвращения возникновения гидроударов.

Рассмотрим основные функции гидробака в системах водоснабжения:

устройство предотвращает износ насоса из-за частого включения — поскольку в резервуаре постоянно содержится вода, насос будет запускаться только при его опустошении, что позитивным образом скажется на долговечности агрегата; гидроаккумулятор снижает вероятность возникновения гидроударов в трубопроводе при включении насоса, также он поддерживает стабильное давление в системе, предотвращая колебания напора при одновременном использовании нескольких кранов; бак обеспечивает постоянный запас воды, что особенно важно в загородных домах с проблемным электроснабжением.

Устройство гидробака состоит из непосредственно металлического резервуара и находящийся внутри него мембраны, которая разделяет емкость на две камеры — одна для воды, вторая для воздуха. Камера для воды выполнена из бутила — санитарно безопасной разновидности резины, хранящаяся в ней жидкость не контактирует с металлическими стенками бака. Подача и отвод воды происходит через два резьбовых патрубка, к которым подключаются трубопроводы, патрубки имеют идентичный диаметр.

За регулирования давления в камере для воздуха отвечает пневмоклапан. Гидроаккумуляторы большого объема (100 литров и выше) оснащены обратным клапаном, который нужен для стравливания воздуха из водяной камеры. Аналогичную функцию в небольших баках выполняет запорный кран. Стандартное давление воздуха в гидроаккумуляторе — 1.5-2 Бар.

1.1 Разновидности гидробаков и особенности их расчета

В зависимости от формы корпуса данное оборудование делится на два типа — гидроаккумулятор горизонтальный и вертикальный. Между ними имеется лишь одно конструктивное отличия — вертикальные баки объемом более 50 литров оснащены краном для стравливания воздуха, который накапливается в камере для воды и снижает эффективность работы устройства. В горизонтальных баках объемом 50-100 л кран расположен в торцевой части сбоку корпуса.

Во всех гидроаккумуляторах объемом менее 50 литров стравливание воздуха из водяной камеры происходит посредством полного слива воды. Выбор формы бака осуществляется исходя из размеров помещения, где он будет смонтирован. Никаких хитростей тут нет — брать нужно тот резервуар, который лучше впишется в отведенное для него место.

Более сложным является выбор бака по параметру производительности. Тут нужен расчет оборудования, который поможет определить его требуемый объем.

Расчет выполняется по формуле: O = K*Rmax*(Dmax + 1)*(Dmin+1)/(Dmax-Dmin) — (P + 1), в которой:

  • K — коэффициент мощности подключенного к гидробаку насоса;
  • Rmax — наибольший планируемый расход литров воды в минуту;
  • Dmax — уровень давления воды в баке для выключения насоса (Бар);
  • Dmin — граница давления воды для включения насоса (Бар);
  • Р — давление воздуха в гидробаке (Бар).

Коэффициент насоса зависит от мощности его двигателя:

  • мощность 0.55-1.5 кВт — коэффициент 0.2;
  • 2-3 кВт — 0.375;
  • 4-5.5 кВт — 0.625;
  • 5-9 кВт — 0.875.

Расчет практически любых гидроаккумуляторов для бытовых стаций водоснабжения покажет, что необходимо использовать бак объемом 25-50 литров. Это оптимальный объем под большинство насосов для скважин и колодцев, которого будет достаточно для полноценного водоснабжения частного дома.

Функции, назначение, виды

Место установки — в приямке или в доме

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары мы выяснили. Но есть и другие:

  • Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включиться только тогда, когда ее останется совсем немного.
  • Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
  • Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Установка гидроаккумулятора в приямке

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

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.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Принцип работы гироаккумулятора с мембраной в виде груши

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Строение гидроаккумулятора большого размера

Подключение гидробака

Гидробак – это второе название гидроаккумулятора. Он может подключаться к системе водоснабжения различными способами. Выбор подходящей схемы подключения главным образом зависит от того, в каком качестве аппарат будет использоваться, а также какие задачи будет выполнять. Стоит рассмотреть несколько наиболее популярных способов подключения.

С использованием поверхностного насоса

Стоит разобрать пошагово, каким образом происходит подключение гидравлического аккумулятора к системе, если имеет место поверхностный подтип насоса.

  • Сначала необходимо проверить воздушное давление во внутренней части бака. Оно должно быть на 0,2-1 бар меньше, чем параметр на реле.
  • Потом следует подготовить технику к подключению. В этой ситуации под техникой подразумеваются: штуцер, манометр, пакля с герметизирующим составом, реле, ответственного за давление.
  • Нужно подключить штуцер к бачку. Участком подключения может выступать шланг или фланец с пропускным клапаном.
  • Затем следует по очереди привинтить прочие устройства.

Чтобы разобраться с отсутствием протечек, необходимо запустить оборудование в тестовом порядке

Подсоединяя реле, что отвечает за регулирование давления, важно осмотреть все метки. Под крышкой располагаются контактные соединения – «сеть» и «насос»

Следует не путать провода. Если под крышкой реле отметок нет, то лучше обратиться за подключением к профессионалу, чтобы не допустить серьезной ошибки.

С погружным насосом

Погружной или глубинный тип помпы имеет отличия от вышеуказанного варианта в том, что располагается в условиях скважины или вырытого колодца, проще говоря, в той зоне, из которой вода отправляется в жилище, а в приведенной ситуации – в гидравлический аккумулятор. Здесь очень важна одна деталь – это обратный клапан. Этот элемент призван оберегать систему от проникновения жидкости обратно в скважину или колодец. Данный клапан фиксируют на помпе рядом с трубой. С этой целью в его крышке прорезают резьбу.

Первым делом фиксируют клапан обратного типа, а затем производят подключение самого гидравлического аккумулятора к системе.

Схема является следующей:

чтобы вымерить параметр длины трубы, идущей от насоса глубинного типа к крайней точке колодца, в основном берут шнурок с грузиком; груз опускают на днище, а на веревочке делают отметку края колодца наверху; после изъятия веревки можно подсчитать параметр длины трубы от низшей плоскости до верха; нужно вычесть длину колодца, а также расстояние от участка перехода трубы в почву до самой высокой отметки колодца; кроме того, очень важно учитывать непосредственное местонахождение помпы (насоса) – она должна быть расположена в 20–30 см от днища.

Как правильно выбрать гидроаккумулятор

Подбор аккумулирующего оборудования – это очень ответственный процесс. Одним из основных критериев, которые следует учитывать, является объем мембранного бака. Если он будет недостаточным, это приведет к очень частому включению насоса и его быстрому выходу из строя. Кроме того, небольшие емкости вряд ли будут эффективными в борьбе с негативным воздействием гидроударов.

Установка слишком массивного устройства для систем водоснабжения приведет к тому, что вода будет застаиваться. Это, в свою очередь, значительно ухудшит ее органолептические характеристики – запах, цвет и вкусовые свойства. Именно поэтому в процессе выбора гидроаккумулятора для установки своими руками следует ориентироваться на перечисленные ниже факторы:

  • мощность насосной станции автономных водопроводных систем – чем она выше, тем большим по объему должен быть мембранный бак;
  • количество потребителей воды – сантехнического оборудования и бытовой техники;
  • пиковые значения потребности в воде для конкретных систем.

Если объема уже установленного своими руками мембранного бака будет недостаточно, отчаиваться не стоит – в любой момент вы сможете приобрести дополнительное аккумулирующее устройство и подключить его к системе водоснабжения

Подключение гидроаккумулятора к системе

Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:

  • насоса;
  • гидроаккумулятора;
  • реле давления;
  • обратного клапана.

В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.

С пятивыводным штуцером или без

Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.


Пятивыводной штуцер для обвязки гидроаккумулятора

Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Поэтому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем необязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.

Как подключить гидроаккумулятор к скважине — схема без пятивыводного штуцера

Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.

Наглядная схема подключения насоса и гидроаккумулятора — там где необходимо используйте шланги или трубы

Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.

https://youtube.com/watch?v=gKOnfoGzKVU

Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно так же. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).

Схема подключения гидроаккумулятор к погружному насосу

Как установить два гидробака на один насос

При эксплуатации системы, иногда владельцы приходят к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.

Подключение нескольких гидробаков в одну систему

Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.

Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.

Выбираем подходящее место для размещения мембранного бака

Одна из функций, для выполнения которых выполняется установка мембранного бака для систем водоснабжения, – это создание необходимого давления воды и его стабилизация. Именно по этой причине устройство лучше всего монтировать в самой высокой точке дома – на чердаке или на втором этаже. Кроме того, место для установки следует выбирать, учитывая описанные ниже требования:

  • в помещении, отведенном для установки гидроаккумулятора, должно быть сухо. Все дело в том, что из-за повышенной влажности на поверхности бака будет скапливать конденсат, который постепенно разрушает даже защищенные от коррозии металлические детали и поверхности;
  • если вы намереваетесь осуществлять установку гидроаккумулятора своими руками на пол, позаботьтесь о том, чтобы площадка, отведенная для этой цели, была идеально ровной. В случае монтажа бака на чердаке, убедитесь, что перекрытие сможет выдержать повышенные нагрузки;
  • установка гидроаккумулятора должна выполняться между насосным оборудованием и коллектором. Любые другие типы монтажа не смогут обеспечить стабильную и качественную работу систем подведения к дому воды.

Некоторые модели мембранных баков для автономных систем вполне могут монтироваться и на нижних этажах либо в подвалах. Однако если вам необходима именно такая установка, внимательно изучайте характеристики конкретного оборудования.

Перед тем как приступать к монтажным работам, обязательно проверьте показатели давления воздуха и их соответствие норме. Сделать это позже не получится – для этого придется останавливать работу системы водоснабжения.


С этим читают