Для чего нужен гидроаккумулятор в системе отопления, как выбрать и настроить

Типы гидроаккумуляторов

В настоящее время в промышленности используются различные по конструкции гидроаккумуляторы. Основная классификация определяется принципом формирования запаса энергии и управления отдачей его в систему. В зависимости от этого критерия всё гидроаккумулирующее оборудование разделяется на три типа.

1. Баллонные.
2. Поршневые.
3. Мембранные.

В прежние годы часто применялись пружинные и грузовые гидроаккумуляторы, но из-за сложности эксплуатации и недостаточной эффективности от использования этих устройств постепенно отказались, и на сегодняшний день они встречаются крайне редко.

Баллонные гидроаккумуляторы являются самыми компактными и благодаря этому находят применение в условиях ограниченного пространства. Недостаток – сравнительно небольшой объём запасаемой жидкости. Это не позволяет использовать баллонные аккумуляторы в крупнообъёмных гидравлических системах, либо вынуждает увеличивать число аккумуляторов, что усложняет оборудование в целом.

Поршневые устройства в противоположность баллонным рассчитаны на создание запаса значительных объёмов масла – до 1000 литров на один гидроаккумулятор. Другое достоинство заключается в возможности контроля положения поршня, по которому контролируют запасённое количество жидкости. В качестве недостатка можно указать инерционность, которая выражается в медленной отдаче масла.

Мембранные гидроаккумуляторы применяются как раз там, где из-за инерционности не могут использоваться поршневые. В этих устройствах данный недостаток отсутствует – они высвобождают масло практически мгновенно. Это делает их предпочтительными для применения в быстродействующей гидравлике.

Принцип работы гидроаккумулятора

Электронасос забирает воду из резервуара и закачивает её в мембрану гидроаккумулятора для водоснабжения. На момент достижения заданного порога давления срабатывает реле, насос отключается, подача воды прекращается. Обратный клапан исключает ход воды в обратном направлении, сохраняя давление.

В случае, когда вода тратится и давление понижается, насос вновь запускается, обеспечивая пополнение объёма мембраны. Эффективность узла зависит от объёма гидробака и установленного показателя давления. Показатель, при котором срабатывает реле, можно корректировать.

Важно! В процессе эксплуатации в мембране скапливается растворённый воздух. Это понижает эффективность работы узла

Необходимо производить регулярное стравливание воздуха. Частота обслуживания зависит от объёма самого бака и того, насколько активно эксплуатируется система. В среднем, раз в три месяца.

Виды мембран и их свойства

Основным рабочим элементом гидроаккумуляторов выступают эластичные мембраны, с помощью которых внутренне пространство делится на две части. Для баков разного объема и назначения сегодня выпускается два основных вида мембран – фигурные мембраны и плоские мембраны.

Плоские мембраны устанавливаются в основном в баки небольшого объема. Особенностью установки таких баков является  то, что они в обычных условиях не ремонтируются, это необходимо учитывать при выборе бака.

Фигурная резиновая мембрана может быть установлена в различных видах гидроаккумуляторов. Основное преимущество этой мембраны заключается в том, что ее можно просто заменить самому при ремонте бака.

В зависимости от объема и назначения бака фигурные мембраны могут быть:

• Для установки в баках для холодной воды;
• Для баков горячей воды;
• Мембраны для технической воды;
• Мембраны для питьевой воды.

Назначение и тип гидроаккумулятора требует подбора правильной мембраны для установки. Все мембраны рассчитываются на 100 000 рабочих циклов работы. Но это в классическом варианте, когда вода отвечает большинству стандартов, и не имеет дополнительных механических включений.

На практике, мембрана для питьевой воды при установке в качестве элемента в водопроводе, подающем техническую воду, выдерживает не более чем половину циклов полного наполнения–спуска.

Особенно тяжело мембраны горизонтальных баков и вертикальных баков с верхним расположением водяного резервуара переносят накопление песка и других нерастворимых осадков. Известь, песок и частицы глины, оседая на стенках резинового резервуара постепенно скапливаются и приводят к прорыву мембраны. Именно поэтому обязательно в систему подачи воды перед гидроаккумулятором необходимо устанавливать фильтр для очистки воды от вкраплений.

Узким местом гидроаккумуляторов является также место крепления впускного фланца и корпуса бака. Особенностью этого узла является специфика его установки, ведь впускной фланец не только присоединяется к корпусу, а и зажимает мембрану. Неправильная затяжка болтов, неравномерная затяжка и сдвиг мембраны приводит к потере герметичности и появлению протечек. При замене мембраны рекомендуется проводить поочередную затяжку всех болтов постепенно, контролируя при этом натяжку мембраны.

Схема подключения

После установки резервуара на место надо его правильно присоединить к сети трубопроводов. Наиболее популярна стандартная схема подключения теплового аккумулятора, показанная на рисунке:

Для ее реализации понадобится 2 циркуляционных насоса и столько же трехходовых клапанов. Насосы обеспечивают циркуляцию в раздельных контурах, а клапаны – необходимую температуру. В котловом контуре она не должна опускаться ниже 55 ºС, дабы избежать появления конденсата в твердотопливном котле, этим и занимается клапан в левой части схемы.

Теплоноситель в трубопроводах отопления нагревается в зависимости от потребности в тепле, а потому подключение теплового аккумулятора с другой стороны осуществляется также через смесительный узел. Клапан может управлять температурой воды в автоматическом режиме, ориентируясь на датчик или с помощью терморегулятора. Для подключения емкости к электрокотлу, который не боится появления конденсата, можно воспользоваться более простой схемой, показанной на видео:

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.

Правила эксплуатации

Установив гидроаккумулятор нужно соблюдать в дальнейшем три несложных правила:

• Использовать ба исключительно по назначению, в соответствии со спецификацией производителя. Это касается прежде всего температуры жидкости и диапазона рабочего давления.
• Регулярно производить мониторинг настроек данного устройства. Это делается с помощью манометров обвязки бака и устройств контроля давления на насосе и управляющем реле. При фиксировании аномальных показателей нужно прекратить работу оборудования (прежде всего насоса) и либо самостоятельно найти причину данного сбоя или обратиться к сертифицированному специалисту.
• Ежегодно производить не только визуальный, но и внутренний осмотр устройства. При необходимости (следы износа) заменять его детали на новые. Речь идет о мембране (баллоне), ниппеле, золотнике и манометрах обвязки.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: принцип работы

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения является неотъемлемой частью современных систем автоматической подачи воды для частного дома, коттеджа или дачи. На рынке представлено множество видов и конфигураций расширительных баков для холодной воды.

Сегодня разберем в подробностях устройство и принцип работы гидроаккумулятора, его основное предназначение, правила установки и возможные неисправности в работе. А также постараемся понять принцип действия, и как же правильно подобрать гидроаккумулятор для нашей насосной системы.

Основные виды и особенности

Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения различаются по компоновке:

— горизонтальные — вертикальные

По объему или емкости:

— стандартные бытовые: 24-50 литров — средней емкости: 80-100 литров — большой емкости: 150 литров и больше

По материалу изготовления корпуса:

— стальные эмалированные — из нержавеющей стали

Горизонтальный гидроаккумулятор для насосной станции

Корпус стального гидроаккумулятора, как правило, окрашен эмалью синего или зеленого цвета. Расширительные баки красного цвета чаще предназначены для систем отопления.

Гидроаккумуляторы предназначены для:

— накопления воды и поддержания ее автоматической подачи до точки водоразбора

— увеличения срока службы насоса, снимая на него нагрузку при частном его включении

— предотвращения возможных гидроударов в системе водоснабжения

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Типичный гидроаккумулятор состоит из следующих элементов (см. схему ниже):

1 — штуцера с резьбой для присоединения к системе водоснабжения, его диаметр, как правило, равен 25 мм или 1 дюйм

2 — фланца для герметизации

3 — самой емкости разного объема

4 — каучуковой мембраны для воды

5 — пневматического клапана за закачки и сброса воздуха

6 — монтажной площадки для установки на нем поверхностного насоса (при горизонтальном исполнении)

7 — ножек для устойчивости конструкции

Принцип действия гидроаккумулятора основан в автоматической подаче воды из бака до потребителя без включения насоса. Это происходит благодаря тому, что при открытии водоразборного крана, воздух, накачанный в емкости, начинает выдавливать воду из мембраны под давлением.

Необходимое давление в баке должно составлять 1,5-2 атмосферы. По мере расходования воды потребителем, после закрытия крана, гидроаккумулятор в автоматическом режиме снова заполняется водой по всему объему.

Как подобрать гидроаккумулятор для насоса

Если планируете купить насосную станцию и не знаете с каким объемом бака ее выбрать, или уже есть поверхностный насос, но планируете приобрести для него гидроаккумулятор, то рекомендуется следующее:

— для насоса мощностью до 1000 Вт подойдет бак емкостью 24 литра — для насоса мощностью более 1000 Вт лучше купить бак объемом 50 литров

Если приобретаете гидроаккумулятор для погружного насоса. то рекомендуется для насосов мощностью:

— до 500 Вт устанавливать бак объемом 24 литра — до 1000 Вт подойдет 50 литров — до 1500 Вт — 80 или 100 литров

Из-за особенностей своей конструкции, погружные насосы включаются и выключаются реже, чем поверхностные. Поэтому для них необходимо устанавливать несколько большие по объему гидроаккумуляторы.

На практике, расширительные баки объемом 24-50 литров способны полностью обеспечить потребность в хозяйственной воде небольшой семьи, на одну-две точки водоразбора. Если семья большая, можно купить гидробак большей емкости. Например, бака объемом 80-100 литров должно хватить на три-четыре точки водоразбора: кухня, ванная, душевая кабина и туалет.

Гидроаккумуляторы вертикального типа

Рекомендации по установке гидробака

1. Устанавливайте гидроаккумулятор только в отапливаемом помещении.

2. Перед запуском не забудьте сначала промыть систему водоснабжения.

3. Проверьте, закачан ли в бак воздух под достаточным давлением.

Если — нет, тогда закачайте до 2 атм. самостоятельно через воздушный пневмоклапан. Эту процедуру можно проделать, например, обычным велосипедным или автомобильным насосом.

Проблемы в работе и методы их устранения

1. Недостаточное давление воздуха. Продуйте пневматический клапан и закачайте воздух насосом.

2. Отсутствие воздуха под давление в емкости гидроаккумулятора. Потребуется замена либо клапана, либо мембраны.

3. Из клапана течет вода. Необходима замена мембраны. Смотрим видео.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения — это незаменимый атрибут современного загородного частного дома или дачи. Надеюсь, теперь вам понятен его принцип действия и особенности конструкции. И теперь вы сможете без труда подобрать гидроаккумулятор для своих условий, а также правильно его установить, и не допустить ошибок при запуске системы водоснабжения.

Критерии выбора

Гидробак является ответственным элементом системы водоснабжения, к которому предъявляются высокие требования по следующим критериям:

• максимальное давление;
• надежность конструкции;
• экологичность;
• простота обслуживания.

Оптимальные значения этих критериев подбираются в зависимости от назначения и условий эксплуатации данного оборудования. Перед началом расчета необходимого давления, которое должно создавать устройство, следует определиться с его условиями эксплуатации:

• сокращение периодичности включения насоса;
• обеспечение необходимого давления при неработающем насосе;
• необходимость в определенном запасе воды;
• устранение пикового водопотребления.

Современные насосы для бытовых нужд имеют производительность 30 л/мин, и их не рекомендуется включать несколько раз в течение одной минуты. Если учесть, что в гидроаккумуляторе воздух и вода делят внутреннее пространство пополам, то для уменьшения циклов работы насоса понадобится резервуар с объемом 80 – 90 л.

Необходимый запас воды определяется в индивидуальном порядке, в зависимости от ее потребления. Для компенсации пикового водопотребления необходимо суммировать объем жидкости всеми точками забора во время эксплуатации в один момент времени. Данный расчет можно выполнить из условия потребления каждой точкой:

• санузел – 1,5 л/мин;
• душ – до 12 л/мин;
• мойка посуды – до 9 л/мин;
• кран в ванной – до 2 л/мин.

Расход воды бытовой техники: стиральная, посудомоечная машина и т. д. указывается в паспорте к оборудованию. Его также необходимо учитывать в вычислении объема.

Давление

Расчет требуемого давления в системе водоснабжения дома определяется в зависимости от количества этажей здания и месторасположения оборудования. При установке гидробака в подвальном или цокольном помещении минимальное значение давления вычисляется следующим образом. К высоте от подвала до последнего этажа приплюсовываем 6, для получения значения в атмосферах полученный результат следует разделить на 10. Для получения оптимального значения к полеченному результату следует добавить 5 %.

Облегчить жизнь на даче и автоматизировать процесс подачи воды поможет гидроаккумулятор

Надежность

Металлический корпус должен изготавливаться из высокопрочной стали. Сварные швы не должны иметь раковин, сколов или выщерблин. Толщина стенок определяется в зависимости от максимального давления, минимальное значение 5 мм. Рекомендуется приобретать модель оборудования с фланцем, изготовленным из нержавеющей стали. Он устойчив к воздействию коррозии и имеет продолжительный срок службы.

Экологичность

При эксплуатации устройства его резиновые компоненты должны быть изготовлены из материалов, предназначенных для пищевых продуктов. Из них не должны выделяться вредные и ядовитые вещества. Поэтому рекомендуется приобретать оборудование с «грушей» изготовленной из натурального каучука.

Правильно подобранная модель гидроаккумулятора обеспечит жилой дом и любое другое здания необходимым запасом воды и создаст в системе водоснабжение необходимое давление. Это позволит сэкономить денежные средства, и оборудование будет отвечать всем предъявляемым требованиям.

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.

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.

Виды гидроаккумуляторных баков

Гидроаккумуляторы различаются по типу установки: они бывают горизонтальными и вертикальными. Вертикальные гидроаккумуляторы хороши тем, что под их установку проще найти подходящее место.

Как вертикальная, так и горизонтальная разновидность снабжены ниппелем. Вместе с водой внутрь устройства поступает и некоторое количество воздуха. Он постепенно накапливается внутри и “съедает” часть объема гидробака. Чтобы устройство работало исправно, необходимо этот воздух время от времени стравливать через этот самый ниппель.

В гидроаккумуляторах, которые устанавливают вертикально, предусмотрен ниппель, который предназначен именно для этих целей. Достаточно нажать на него и подождать, пока воздух покинет устройство. С горизонтальными баками все немного сложнее. Помимо ниппеля для стравливания воздуха из емкости устанавливают запорный кран, а также отвод в канализацию.

Все это относится к моделям, способным накапливать объем жидкости более 50 литров. Если емкость модели меньше, то никаких специальных приспособлений для удаления воздуха из полости мембраны в них не имеется, независимо от типа установки. Но воздух из них все же необходимо удалять. Для этого из гидроаккумулятора периодически сливают воду, а затем вновь заполняют емкость водой.

Перед началом процедуры следует отключить электропитание реле давления и насоса, или же всей насосной станции, если гидробак находится в составе такого устройства. После этого нужно просто открыть ближайший смеситель. Воду сливают до тех пор, пока емкость не опустеет. Далее кран закрывают, на реле давления и насос подают электропитание, вода заполнит емкость гидроаккумулятора в автоматическом режиме.

Обычно предназначенные для автономных инженерных систем баки различаются по цвету: синие и красные. Это предельно простая классификация: если гидробак синий, значит, он предназначен для систем холодного водоснабжения, а если красный — для установки в отопительный контур. Если же производитель не обозначил свою продукцию одним из этих цветов, то назначение устройства следует уточнить в техническом паспорте изделия.

Помимо цвета эти два типа гидроаккумулятора различаются, главным образом, по характеристикам материала, использованного при изготовлении мембраны. В обоих случаях это резина высокого качества, предназначенная для контакта с пищевыми продуктами. Но в синих емкостях стоят мембраны, рассчитанные на контакт с холодной водой, а в красных — с горячей.

Синие устройства способны переносить более высокое давление, чем емкости красного цвета. Не рекомендуется использовать для холодной воды гидроаккумуляторы, предназначенные для систем ГВС и наоборот. Неправильные условия эксплуатации приведут к скорому износу мембраны, гидробак придется ремонтировать или даже полностью заменить.