Гидроаккумулятор: принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение

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.

Как выбрать гидроаккумулятор

Прежде всего, надо определиться для какой системы планируется использовать гидроаккумулятор.

• Для прибора, который будет следить за подачей холодной воды, надо исходить из количества человек, проживающих в доме и по нормам расхода холодной и питьевой воды на одного человека приобрести подходящий гидроаккумулятор.
• Агрегат, подающий горячую воду, также приобретается после расчета расхода горячей воды на одного человека в сутки.
• Гидроаккумулятор, обеспечивающий бесперебойную работу отопительной системы, выбирается исходя из площади отапливаемых помещений. В зависимости от этого выбирается емкость гидробака.

Также необходимо учесть, что работа всего агрегата основана на использовании мембранной емкости, которая находится внутри гидробака.

Выбор гидроаккумулятора

Именно от ее живучести зависит срок службы всей системы. Для холодной воды лучше приобрести бак с мембраной из изобутированной резины, вода из которой безопасна для использования при приготовлении пищи.

Далее, делая выбор, нужно уделить внимание фланцу, который обеспечивает крепление системы подачи воды. Его качество влияет на срок работы гидроаккумулятора

Фланец гидроаккумулятора

Чем качественнее фланец, тем дольше будет работать гидроаккумулятор. Изготавливается из оцинкованной стали, нержавейки или композиционной пластмассы.

Расчет оптимального объема гидробака

ГОСТа по объему гидробака не существует. Каждый выбирает емкость для использования воды индивидуально. Исходить надо из двух параметров.

Размеры гидробака

1. Размер подсобного помещения, куда будет устанавливаться как минимум один гидробак. Для примера, размер бака на 100 литров – это бочка, стоящая вертикально, высотой около 850 мм, и диаметром 450 мм.
2. Далее нужно просчитать потребляемое количество воды каждым членом семьи (примерно). Также, учесть расход воды при стирке, мойке посуды и других хозяйственных нуждах. В любом случае, даже если при расчетах была допущена ошибка, всегда можно заменить бак с увеличением его емкости.

Конструктивные особенности и принцип действия гидроаккумулятора

Если рассматривать мембранный гидробак, то он, по сути, является емкостью с установленной внутри специальной прокладкой из резины, которая разделяет резервуар на пару функциональных зон. В первой зоне располагается вода, в то время как во вторую закачивается воздух или инертный газ.

Помимо того, описываемый прибор оборудуется монометром – тот показывает, каково давления воздуха внутри – и особым отверстием, посредством которого поступает вода. Последняя закачивается в резервуар посредством электронасоса. Если гидроаккумулятор оборудован автоматическими устройствами, то те сами будут выключать насос, когда показатель давления достигнет требуемого значения. Как результат – прекратится подача воды в гидробак.

Каждый расход воды неминуемо ведет к снижению давления в емкости. Когда то опускается до минимально допустимого предела, насос снова запускается и начинает подкачивать воду. Получается, что гидроаккумулятор для систем водоснабжения работает по достаточно простому принципу. Во всем этом сможет разобраться каждый, даже далекий от всех водопроводных премудростей человек. Баллонные емкости (а они, как правило, выпускаются на 100 литров) отличаются от мембранных отсутствием соприкосновения воды со стенками резервуара. В таких устройствах жидкость попадает в грушу, а уже после этого используется по назначению.

Именно по этой причине во время установки необходимо в обязательном порядке установить на водопровод специальный тройник или кран (последние позволят перекрывать основную магистраль, после чего без каких-либо трудностей стравливать воздух).

Как выбрать подходящий гидробак

Самостоятельно вычислить необходимую производительность гидробака можно, воспользовавшись следующей формулой:

V = А х k х (Р мах + 1) х (Р min + 1) / (Р мах — Р min) х (Р возд. + 1), где

V – необходимый объём бака.

А – пиковый расход воды в доме в минуту.

Р мах, Р min – максимальное и минимальное давление, создаваемое устройством.

Р возд. – воздушное давление в баке.

К — коэффициент, значения которого различны для устройств разной мощности. Показатели коэффициента приведены в таблице ниже.

После проведения вычислений, рекомендуется брать поправку в большую сторону, на случай непредвиденного увеличения водоразбора. Например, если получилось, что необходимый для вашего дома объём бака составляет 33 литра, то лучше купить водяной аккумулятор ёмкостью 35-40 литров. Но чересчур большой бак приобретать также не следует: вода в нём будет застаиваться, в результате чего ухудшится её вкус, может появиться затхлый запах.

https://youtube.com/watch?v=sBtdN2j_Spg

Для холодного и горячего водоснабжения нужно покупать отдельные модели. Различить водонапорные устройства по предназначению можно по расцветке бака. Модели для холодного водоснабжения, стандартно окрашиваются в синий цвет, а для горячего – в красный. Но иногда встречаются устройства, не имеющие опознавательной окраски, например с серебристым бачком. В этом случае, перед покупкой необходимо ознакомиться с инструкцией от производителя, где должно быть указано, для каких целей предназначен данный прибор.

Варианты мембранных замкнутых емкостей

Мембранные баки эксплуатируются в составе трубопроводов, смонтированных для разных целей, в числе которых:

• Холодное водоснабжение. Бак применяется для накопления и подачи холодной воды, защищает разнообразные бытовые приборы от гидроударов при изменении давления в системе. Продлевает срок эксплуатации насосов путем сокращения количества их включений.
• Обеспечение горячей водой. Используемое при этом устройство должно успешно работать в высокотемпературном режиме.
• Отопительные системы. Такие баки называют расширительными. Они функционируют в составе закрытых отопительных систем и являются их важными составными частями.

В зависимости от конфигурации, гидробаки бывают горизонтальными и вертикальными. Впрочем, принцип их работы не зависит от конфигурации.

Гидроаккумуляторы, предназначенные для включения в систему водоснабжения, окрашивают в синий цвет, а те, которые работают в отопительной схеме, – красные. Эти два вида мембранных баков имеют и некоторые конструктивные отличительные особенности, что хорошо видно на представленной схеме (+)

Особенностью можно назвать наличие специального клапана для стравливания воздуха в верхней части вертикальных моделей, объём которых превышает 50 литров. Этот воздух, как уже говорилось выше, скапливается в верхней части камеры по мере работы устройства. Поэтому присутствие в этом месте стравливающего клапана – вполне обоснованная мера.

Если стравить воздушные массы необходимо при эксплуатации горизонтальных моделей, то для этой цели используется слив или отдельный кран, расположенный за мембранным баком. Чтобы вывести воздух из устройств небольшого размера, придется полностью слить из него воду.

Поскольку вертикальные и горизонтальные модели одинаково эффективны и функциональны, то выбирать подходящее устройство следует, исходя из габаритов помещения, в котором оно будет располагаться. Какая модель лучше впишется в помещение, ту и берут.

Кроме конструкционных особенностей и разного предназначения, баки могут отличаться ещё и своей ёмкостью: на этом фото представлены гидроаккумуляторы различных объёмов, конструкций и предназначения

Гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Понимание функций этого прибора было бы неполным без раскрытия его свойств в разных инженерных системах дома. Так, гидроаккумулятор может устанавливаться:

• В закрытой системе отопления дома;
• В системе водоснабжения холодного водоснабжения;
• В оборудовании горячего водоснабжения здания.

Если с ролью гидроаккумулятора в отоплении более-менее все понятно, то в системе водоснабжения гидроаккумулятор из вспомогательного прибора превращается в одно из основных устройств.

Роль гидроаккумулятора здесь заключается в следующем – при заборе воды из внешних источников часто используется гидрофор, или по-другому насосная станция, имитирующая работу центрального водопровода. В такой системе, как и в центральном водопроводе постоянно поддерживается необходимое давление. При открытии крана, как и из центрального водопровода, начинает течь вода, при этом нет нужды отдельно включать насос или предварительно набирать воду в емкость и размещать ее на высоте подобно водонапорной башне.

Гидрофор оснащается гидроаккумулятором, водяным электрическим насосом, и блоком управления. Насос закачивает воду в систему, в том числе и в объем бака-аккумулятора, когда автоматика фиксирует необходимый уровень давления в системе она отключает насос. При открытии крана давление уменьшается, но гидроаккумулятор выдавливает из своего объема необходимый объем жидкости, поддерживая нужный уровень давления в системе. Если при открытии крана было забрано небольшой объем воды и давление не упало до минимального показателя, то автоматика не включает насос, если воды ушло много, то спустя некоторое время автоматика включит насос и вода будет закачана в трубы из внешнего источника. Гидроаккумулятор в таком случае снова пополнится водой и спустя некоторое время автоматика выключит насос.

В системе горячего водоснабжения гидроаккумулятор выполняет схожую функцию с той, какую он выполняет в отоплении дома. В домах, где установлены мощные водонагревающие установки, гидроаккумулятор постоянно поддерживает заданный показатель давления и одновременно защищает систему от гидравлических ударов. Вместе с клапаном безопасности он является частью оборудования, отвечающего за правильную работу бойлера. В таких установках, когда нет отбора горячей воды, она циркулирует по замкнутому циклу – от водонагревателя до устройства конечного потребителя, подогреваясь до необходимой температуры. Чтобы в случае аварии в системе не допустить пролива горячей воды в нее устанавливается гидроаккумулятор, который и забирает излишек жидкости, не допуская разгерметизации контура.

Показатель давления воздуха в гидроаккумуляторе

Данный показатель оказывает сильное влияние на работу насосного оборудования, но не контролирует регулировку реле. Оно в любой ситуации будет начинать работу при настроенном нижнем и верхнем показателе давления, и это не зависит от характеристик воздуха в емкости.

Если внутри бака не будет воздуха, то это потянет за собой его заполнение жидкостью. Учитывая то, что вода почти не сжимается, давление в механизме будет достигать «верхнего» показателя сразу же, и насос незамедлительно отключится при закрытии крана. Также и каждое включение точки водозабора будет моментально включать насос, ведь давление упадет до минимального показателя. Это значит, что система будет работать также, как она бы это делала без гидроа. Слишком низкий показатель давления воздуха потянет за собой растягивание мембраны, а при пониженном давлении бак не будет заполняться жидкостью достаточно, воздух ее полностью заменит.

Чтобы насосная система работала в оптимлаьном режиме, и мембрана не повредилась, рекомендуют устанавливать давление воздуха на 1/10 меньше, чем минимальный показатель нижнего давления. В такой ситуации емкость будет нормально заполняться жидкостью, и мембрана не пострадает от сильного растягивания. Насосное оборудование в таком случае будет начинать работу с интервалами, которые будут равны показателю разницы давлений.

Также надо учитывать, что проверка давления воздуха в гидроаккумуляторе насосной системы необходима при отсутствии давления воды. Это значит, что нужно открыть нижний кран механизма, и слить оттуда жидкость.

Если учитывать все советы специалистов, то никаких проблем настройка реле давления не принесет, а оборудование прослужит еще очень долго без необходимости в ремонте. Если же нет уверенности в своих силах, то лучше пригласить мастеров, они настроят систему за считанные минуты.

Функциональная нагрузка

Его работа заключается в следующем:

• с помощью помпы, вода, под давлением, подается в мембрану гидроаккумулятора,
• когда достигается допустимый уровень порога давления, реле деактивирует насос и жидкость перестает поступать,
• при заборе воды, давление немного падает, и насос включается автоматически, и жидкость опять подается в мембрану.

Эффективность работы агрегата зависит от величины гидробака. Чем больше его объем, тем продуктивнее будет функционировать механизм в целом.

Если есть необходимость, реле давления можно подстраивать в нужном вам режиме.

Снизить результативность работы гидроаккумулятора способен растворенный в жидкой субстанции воздух, который со временем накапливается в мембране.

Поэтому, в качестве профилактических мер, необходимо, периодически, стравливать накопившийся воздух (различные виды кранов Маевского для чугунных радиаторов описаны в этой статье).

Как часто нужно проводить данную процедуру?

Все зависит от объема резервуара и частоты его использования. В среднем – это один раз в два — три месяца.

Принцип работы

Рассматриваемое устройство работает следующим образом. Насосная станция из скважины подаёт воду в мембрану под определённым давлением. Когда величина напора достигнет порогового значения, насосная станция отключается.

Во время потребления жидкости давление падает, что приводит к повторному включению. Эффективность работы приспособления зависит от объёма бака. При увеличении габаритов ёмкости снижается нагрузка на насос. Реле давления можно выставить на определённый запас воды методом вращения специальных гаек.

При продолжительной работе гидроаккумулятора присутствующий в жидкости воздух скапливается в мембране, заполняя полезное пространство, которое могло бы использоваться для воды. В связи с этим рекомендовано проводить профилактические действия, которые заключаются в стравливании скопившихся газов. Подобные операции необходимо проводить с периодичностью в 1-3 месяца.

https://youtube.com/watch?v=yKk0lYubFu0%3F

Расчет оптимального объема гидробака

Правильно подобранный объем гидробака позволит:

• обеспечить достаточный уровень потребления воды,
• оптимально использовать насосное оборудование,
• продлить срок службы накопителя и элементов системы.

Существует несколько способов, как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и рассчитать необходимый объем накопителя.

Итальянские инженеры разработали методику расчета UNI 8192. Подбор осуществляется по трем параметрам: максимальному расходу воды, количеству допустимых включений насоса в час и высоты подачи воды.

При небольшой потребности в водоснабжении, например, для семьи из 2-3 человек, живущей в одноэтажном доме, объем гидробака можно не рассчитывать. Достаточно будет 24-литровой емкости.

Для домов большей этажности и с немалым количеством точек потребления воды, следует произвести расчет.

Нужный размер гидробака можно выбрать только на основании расчетов

Он проводится по схеме:

1. По таблицам определяются суммарные коэффициенты потребления воды в зависимости от используемого оборудования.
2. Рассчитывается максимальный расход воды. Например, при совместной работе душа, смывного бачка и крана на кухне этот показатель будет равен 30л/мин (Qmax).
3. Расчетное количество включений насоса в час (для комфортной работы) принимается за а=15. При более интенсивной работе мембрана гидробака совершает слишком частые колебания, что приводит к ее преждевременному разрушению. К тому же производительность насоса не дает возможности полностью заполнить накопитель водой. Насос при непрерывной работе перегревается и быстрее выходит из строя.
4. Следующая важная величина – максимальное и минимальное давление для срабатывания реле. Для двухэтажных домов эти значения 3 бар и 1,5 бар соответственно (Pmax и Pmin). В расчете участвует начальное давление газа в установке P0=1,3 бар.
5. Необходимый объем определяется по формуле: V=16,5 x Qmax x Pmax x Pmin /(a x (Pmax-Pmin)x P0)=16,5х30х3х1,5/(15х(3-1,5)х1,3)=76 л.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения с такой вместимостью позволит выполнить потребности в водоснабжении жителей 2-х этажного дома при трех работающих одновременно точках разбора воды.

Как правильно рассчитать и подобрать гидроаккумулятор можно посмотреть на видео:

Нужен ли запас емкости

Дополнительный объем воды, хранящейся в гидробаке, не отражается на его эксплуатации. Основной функцией агрегата является поддержание давления в водопроводной сети.

При увеличении потребности в водообеспечении, например, при увеличении числа жильцов или количества потребляющей воду бытовой техники, можно дополнительно установить еще один гидробак небольшого объема. Их производительность суммируется

Место установки дополнительного гидробака не играет важной роли

При необходимости в систему можно установить несколько гидробаков

Какая схема подключения гидроаккумулятора?

Основные этапы монтажа гидроаккумулятора в систему водоснабжения:

1. Обозначьте место расположения бака и зафиксируйте его на рабочей поверхности с помощью крепежей на резиновых прокладках. Заземлите оборудование.
2. Подготовьте пятивыводной штуцер. Подсоедините его к гидроаккумулятору посредством фитинга.
3. Подключите к штуцерным выходам манометр, шланг/трубку от насоса, реле давления и трубу водопроводной сети.

После установки гидроаккумулятора его нужно настроить:

Подключение гидроаккумулятора

1. Проверьте давление внутри бака – оно должно быть 1,5 атм. Для замеров используйте манометр – желательно, чтобы это был или электронный, или механический автомобильный прибор, так как они наиболее точные. Если давление ниже нормы, подкачайте воздух в соответствующий отсек бака.
2. Настройте реле давления – поднимите крышку прибора и посредством большой гайки Р выставьте максимальное давление, а посредством малой ∆P – минимальное. Для обеспечения нормальной работы бытовой электротехники и сантехники достаточно диапазона давлений 1,5-2,8/3 атм.
3. Запустите систему – после старта работы гидроаккумулятора проследите за двумя моментами: протечками в местах соединений и увеличением давления. Если протечек нет, а давление стабильно поднялось до максимальной отметки и насос выключился, значит, оборудование функционирует правильно.

Таким образом, если хотите, чтобы ваша система водоснабжения постоянно радовала эффективной работой, без гидроаккумулятора точно не обойтись. Перед вами основные тонкости выбора и подключения оборудования – советуем отложить самодеятельность и ориентироваться на вышепредложенные правила, чтобы избежать ошибок и удачно запустить водопроводную систему с новым прибором.

Эксплуатация и ремонт

По мере проникновения внутрь гидроаккумулятора вода приносит с собой воздух. Для предотвращения подобного предлагаемые сегодня модели оснащены клапаном стравливания. Для эффективной работы от пользователя требуется время от времени открывать его.

Знакомясь с инструкцией, можно заметить, что там могут быть предусмотрены и другие действия, которые должны быть выполнены владельцем.

Явной подсказкой о том, что гидроаккумулятор вышел из строя, может выступать наличие течи в виде маленьких или прерывистых струек, а также резких перепадов в показаниях манометра. В подобных ситуациях необходимо надавить на золотник, имеющий вид клапана, который определяет направление движения воды.

Обязательно нужно удалить остатки воздуха! Если видно, что стрелка изменила свое положение на нижнее, то это указывает на то, что количество воздуха небольшое. Если из оборудования был удалён весь воздух, но течь не прекращается, то можно сделать вывод, что причина неисправности заключается в поврежденной мембране.

Чтобы аппарат смог исправно выполнять свою задачу при наличии поврежденной мембраны или каучукового баллона, необходимо приобрести новое изделие. За покупкой подобных элементов следует обратиться в специализированные магазины, занимающиеся продажей гидроаккумуляторов.

Какие функции он выполняет

Гидроаккумулятор (другие названия накопительный, расширительный или мембранный бак, экспанзомат) – устройство для стабилизации давления жидкости в напорной системе.

Поддержание параметра на заданном уровне (с допустимой величиной отклонений) достигается за счет отбора излишка жидкости и/или возврата в магистрали, при необходимости.

Назначение гидроаккумулятора определяет выполняемые им в системе функции (как рассчитать для отопления написано здесь).

Поддержание в водопроводной системе давления, необходимого для нормального функционирования.

Одновременное открывание нескольких кранов приводит к ситуациям, когда напор воды резко снижается.

Они представляют опасность для установленного оборудования, к примеру, водонагревательных приборов. Гидроаккумулятор устраняет эти проблемы.

Защита трубопроводов и сантехнического оборудования от гидроударов, связанных со скачкообразным изменением давления в момент включения насоса.

Снижение износа и увеличение срока службы насоса. При установке такого накопительного бака, насос включается при падении давления ниже заданного уровня.

Соответственно, частота срабатываний уменьшается, продлевая сроки эксплуатации оборудования.

Создание запаса воды, который можно использовать при отключении электроэнергии.

Все это свидетельствует о том, что гидроаккумулятор для организации автономного водоснабжения необходим.

Интересный факт! Некоторые производители выпускают насосы, предназначенные для работы в системах водоснабжения без гидроаккумуляторов.

Схема становится проще, однако, такое оборудование стоит дороже, чем суммарная цена насоса и накопительного бака, а правильная настройка требует специальных знаний.