Как подключить гидроаккумулятор в систему водоснабжения

Разновидности гидроаккумуляторов

В зависимости от способа установки оборудование делится на два типа:

• вертикальные;
• горизонтальные.

При достаточной площади для установки этих двух разновидностей оборудования в выборе между ними следует руководствоваться методом стравливания лишнего воздуха. В вертикальной конструкции клапан избыточного давления расположен вверху, согласно месту нахождения газа. В горизонтальном исполнении удаление воздуха осуществляется с помощью вспомогательного трубопровода, который оборудуется шаровым краном, воздушным ниппелем или сливом в канализационную систему. Если в первом случае воздухоотделение происходит в автоматическом режиме, то во втором эту процедуру необходимо производить вручную с периодичностью несколько раз в месяц.

Внимание! Средствами удаления излишнего воздуха оснащаются гидроаккумуляторы объемом 100 л и более. Стравливание избыточного давления в моделях до 100 л осуществляется путем полного опорожнения резервуара через дополнительный трубопровод или ближайшую точку забора воды.

Виды гидроаккумуляторных баков

В настоящее время в продаже имеется большое количество гидроаккумуляторов, различающихся между собой рабочими параметрами. Среди критериев их классификации следует назвать:

• Способ установки.
• Объём накопительной ёмкости.
• Наличие дополнительного оборудования.
• Предназначение.

Устройства могут монтироваться двумя способами: горизонтальным и вертикальным. Горизонтально устанавливаются гидробаки относительно небольшого размера – ёмкостью до 50 литров. Они ставятся на прочную поверхность, при этом бак находится в горизонтальном положении. Более объёмные гидроаккумуляторы обычно подвешиваются на стену на специальных кронштейнах.

Как правило, для горячей воды красный гидробак, для холодной синий.

По предназначению гидробаки бывают для холодного и горячего водоснабжения. Модели, предназначенные для перекачки горячей воды, работают в комплексе с большими бойлерными станциями и водогрейными котлами. Своей работой они обеспечивают необходимый напор в системе подачи горячей воды. Использовать для этих целей можно только устройства, способные выдерживать постоянную работу при повышенных температурах.

Схема подключения гидроаккумулятора

В зависимости от возложенных функций, схема подключения гидроаккумулятора к водопроводной системе может быть разной. Самые популярные схемы подключения гидроаккумуляторов приведены ниже.

Схема обвязки повысительной насосной станции

Такие насосные станции устанавливаются там, где присутствует большое водопотребление. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно.

На повысительной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления во время включения дополнительных насосов и для возмещения небольших водоразборов.

Еще такая схема широко применяется, когда в системе водоснабжения происходит частое прерывание подачи электроэнергии на повысительные насосы, а присутствие воды жизненно необходимо. Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.

Чем больше и мощнее насосная станция, и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидрроаккумулятора, исполняющего роль демпфера.

Буферная емкость гидробака тоже зависит от объема необходимого запаса воды, и от разницы в давлении при включении и отключении насоса.

Схема для погружного насоса

Для длительной и бесперебойной работы погружной насос должен совершать от 5 до 20 включений в час, что указывается в его технических характеристиках.

При падении давления в водопроводной системе до минимального значения автоматически включается реле давления, а при максимальном значении – отключается. Даже самый минимальный расход воды, особенно в малых системах водоснабжения, может понизить давление до минимума, что моментально даст команду для включения насоса, ведь утечка воды компенсируется насосом моментально, а через несколько секунд, при пополнении запаса воды, реле отключит насос. Таким образом, при минимальном водопотреблении, насос будет работать почти вхолостую. Такой режим работы неблагоприятно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Положение может исправить гидроаккумулятор, который всегда имеет нужный запас воды и успешно компенсирует незначительный ее расход, а также защитит насос от частого включения.

Кроме этого, гидроаккумулятор, подключенный к схеме, сглаживает резкое повышение давления в системе при включении погружного насоса.

Объем гидробака выбирается в зависимости от частоты включений и мощности насоса, расхода воды в час и высоты его установки.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю

Для накопительного водонагревателя в схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Нагреваясь, вода расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, а так как она не имеет свойства сжиматься, то самый минимальный рост объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов водонагревателя. Здесь тоже придет на помощь гидробак. Его объем напрямую будет зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагреваемой воды и роста максимально допустимого давления в системе водопровода.

Подключение гидроаккумулятора к насосной станции

Гидроаккумулятор подключается перед повысительным насосом по ходу воды. Он нужен для предохранения от резкого снижения давления в сети водоснабжения в момент включения насоса.

Вместимость гидроаккумулятора для насосной станции будет тем больше, чем больше используется воды в системе водоснабжения и чем меньше разница между верхней и нижней шкалой давления в водопроводе перед насосом.

Объем бака основной критерий выбора

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

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

Внутренние баллоны разного объема

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

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

По характеристикам насоса

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

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

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

Таблица определения максимального расхода воды

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

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

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

По формуле минимального рекомендуемого объема

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

Изменения давления в гидроаккумуляторе при включении и отключении насоса

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

Формула же выглядит так:

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

Таблица для определения поправочного коэффициента

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

Примерные соотношения установок реле давления

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

Теперь можно вычислить объем. Для примера возьмем:

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

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

Это интересно: Как выбрать дровокол (видео)

2 Схемы подключения и особенности монтажа

Выбор схемы подключения гидробака нужно осуществлять исходя из возложенных на него функций. Всего существует 3 схемы подключения:

1. Схема гидробак + повысительная станция. В данном случае гидроаккумулятор используется для стабилизации давления в системах с большим уровнем водопотребления.
2. Схема гидробак + погружной насос. Наиболее распространенный способ подключения в системах, основанных на подачи воды насосом из внешнего источника.
3. Обратная схема гидробак + повысительный насос. Гидроиккумулятор монтируется перед повысительным насосом, а не после него, и предотвращает скачки давления в трубопроводе в момент включения насоса.

Для подключения гидробака и его ввода в эксплуатацию вызывать специалистов не нужно, все можно сделать своими руками.  На пол либо стену бак крепится с помощью анкеров, при этом обязательно нужно подкладывать под монтажную пластину прокладку из виброизоляционного материала. Подключение труб к патрубка накопительной емкости осуществляется через специальные гибкие переходники, которые идут с ним в комплекте.

После того, как монтаж бака закончен, выполняется его регулировка — первоначально нужно определить давление в гидроаккумуляторе, что можно сделать посредством обычного манометра. На корпусе бака вы найдете золотник, к которому присоединяется измерительный прибор. Нормальным уровнем давления считается 1.5 Бар, если его фактическая величина отличается, то необходимо подкачать воздух с помощью насоса.

Как уже было сказано, вода внутри емкости находится в резиновой «груше», окруженной воздухом. Чем больше в баке воздуха, тем сильнее груша сжимается и теряет свой максимальный размер. И наоборот — чем меньше воздуха, тем больше  и вместительнее груша, но меньше давление подачи воды.  Вы можете регулировать давление в пределах 1-2 Бар на свое усмотрение, добиваясь желаемого режима работы гидробака.

Подключение гидроаккумулятора

Также необходимо настроить реле давление. Под крышкой корпуса реле находится пара пружин (большая и малая). Изменение их положения позволяет задать минимальный и максимальный уровень давления, при котором станция будет включать насос.  За минимальный уровень, при котором начинается подача воды, отвечает большая пружина. Малой пружиной задается требуемая разница давлений.

2.1 Неисправности и рекомендации по ремонту

Наиболее частой поломкой гидроаккумулятора является потеря герметичности между рабочими средами — водой и воздухом, что происходит вследствие износа либо повреждения резиновой мембраны (груши).

Причиной разгерметизации мембраны является износ резины, что происходит вследствие ее растягивания водой при недостаточном уровне давления воздуха резервуаре. Также ускоренный износ провоцирует ускоренная выкачка воды из бака — после полного опустошения мембрана сворачивается в плоский лист с сильно загнутыми краями.

Замена мембраны гидроаккумулятора

Пытаться восстановить износившуюся мембрану своими руками бессмысленно, поскольку никакие латки не вернут ей полную герметичность. Потребуется купить новую мембрану, соответствующую размерами вашему баку, и заменить поврежденную деталь.

Алгоритм действий следующий:

1. Выполняется полный слив воды из бака и резервуар отсоединяется от трубопровода.
2. Выкручиваются болты, фиксирующие фланец на тыльной стороне емкости, также демонтируется гайка золотника подкачки воздуха.
3. Золотник проталкивается через отверстие внутрь бака, после чего мембрана изымается из корпуса.
4. Внутренняя полость бака, при необходимости, очищается от коррозии и отложений с помощью наждачки либо щетки по металлу.
5. Выполняется установка новой мембраны, продевается и фиксируется гайкой золотник.
6. Края мембраны разравниваются на горловине емкости, после чего монтируется фланец с равномерной затяжкой болтов.
7. После сборки в гидроаккумулятор закачивается расчетное количество воздуха и выжидается 12 часов, по истечению которых проверяется герметичность бака. Если потерь давления нет, устройство подключается к подающему трубопроводу.

Золотник гидроаккумулятора

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

Насосная станция с гидроаккумулятором

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.

Принцип работы гидробака достаточно прост. Первоначально насос закачивает в бак воду, и когда накопительная емкость заполняется, реле давления фиксирует это и отключает насос, прекращая подачу. Далее по мере использования резерва воды реле определяет понижение давления, включает насос и цикл повторяется.

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.

Разновидности гидроаккумуляторов

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.

Брать гидроаккумулятор большего объема (75 и 100 л) имеет смысл при частом и длительном отключении энергоснабжения дома, когда нужен серьезный запас питьевой воды. В обычных условиях покупать бак «с запасом» бессмысленно, так как неиспользуемая вода в нем будет застаиваться и терять свои вкусовые качества.

Принцип действия гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор состоит из корпуса с резиновой мембраной, фланца, ниппеля для закачивания воздуха в полость, воздухоудалительного клапана, фитинга для крепления мембраны и пр.

В чем же заключается принцип работы гидроаккумулятора?

При попадании воды под давлением из колодца или скважины, присоединённая к водопроводу мембрана увеличивается в объёме. Соответственно, объём воздуха, находящегося между металлическими стенками гидробака и мембраной, начинает уменьшаться, тем самым создавая еще большее давление. Как только достигается установленный уровень давления, реле давления размыкает контакты подачи на насос электроэнергии и он отключается. Что же получается? Находящийся между мембраной и корпусом гидроаккумулятора воздух давит под давлением на находящуюся внутри “грушу” с водой. При открытии крана на подачу воды, давящий на мембрану воздух под давлением будет выталкивать из гидробака воду к вам в кран. При этом в мембране по мере расхода воды давление, накаченное насосом, будет падать. И как только оно упадёт до установленного уровня, контакты на реле давления снова сомкнутся и насос вновь заработает. Таким образом, в гидроаккумуляторе в рабочем состоянии всегда находится и вода и воздух, отделенные друг от друга резиновой мембраной. Стоит отметить, что давление воздуха, находящегося в полости гидроаккумулятора, в процессе эксплуатации может уменьшаться. Рекомендуется один раз в год проверять давление воздуха в гидробаке при отсутствии в нем воды. Если оно меньше нормы, можно его подкачать через ниппель с применением простого автомобильного насоса. Стоит также иметь ввиду, что вода никогда не заполняет полностью весь объем гидроаккумулятора. Реальный объем находящейся в нем воды зависит от целого ряда параметров: от формы гидроаккумулятора, изначального давления воздуха в нем, геометрической формы и эластичности диафрагмы, заданных верхнего и нижнего пределов реле давления и др.

Гидроаккумуляторы в зависимости от способа их установки бывают горизонтальные и вертикальные

Какой гидроаккумулятор лучше  выбрать? Если позволяют габариты помещения, то следует обратить внимание на то, как осуществляется удаление скапливающегося внутри резиновой мембраны воздуха. Все дело в том, что в находящейся в системе водоснабжения воде всегда присутствует растворенный воздух

И со временем этот воздух из воды выделяется и скапливается, образуя воздушные пробки в различных местах системы. Для удаления воздушных пробок в конструкции гидроаккумуляторов больших объемов (100 литров и более) дополнительно предусмотрен фитинг, на котором устанавливается клапан, через который скапливающийся в системе воздух периодически стравливается. У гидроаккумуляторов вертикального типа емкостью от 100 литров весь воздух скапливается в верхней их части и удаляется при помощи данного воздухоудалительного клапана. В горизонтальных гидроаккумуляторах воздух можно удалить при помощи дополнительного участка трубопровода, который состоит из шарового крана, выводного воздушного ниппеля и слива в канализацию. Гидроаккумуляторы, имеющие небольшой объем, такого фитинга не имеют. Их выбор оправдан разве что удобностью компоновки в небольшом помещении. Удаление скапливающегося в них воздуха возможно только при периодическом полном опорожнении.

Этапы установки гидроаккумулятора для систем водоснабжения своими руками

Работы по установке приобретенного гидроаккумулятора производятся в несколько этапов. Первое, что необходимо сделать, это проверить давление в воздушной камере. Делается это просто, при помощи автомобильного насоса или компрессора, оборудованного манометром. Давление делается немного большим, чем показатель, при котором включается насос. Верхний уровень задается с реле и выставляется на одну атмосферу выше первичного уровня.

Далее стоит определиться со схемой монтажа.

Простая схема подключения гидробака для системы водоснабжения

Выбор схемы подключения гидробака

Наиболее удобным считается схема подключения гидроаккумулятора с пятивыводным коллектором. Монтаж производится согласно схеме, которая есть в технической документации. К штуцеру гидроаккумулятора прикручивается коллектор с пятью выходами. Остальные 4 вывода с коллектора занимают труба от насоса, водопровод на жилище, реле управления и манометр. Если не планируется установка измерительного прибора, то пятый вывод глушится.

Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения

После сборки всех узлов сначала опускается в скважину или колодец насос (если система оборудована погружным насосом), или шланг (если помпа поверхностная). На насос подается питание. Вот, собственно, и все.

ФУМ-лента обязательна к применению при монтаже соединений
Важно! Все соединения выполняются с подмоткой ФУМ-ленты или льна. Следует понимать, что давление в системе будет достаточно высоким

Однако слишком усердствовать тоже не стоит, всего хорошо в меру. В противном случае возникает риск разрыва гаек на штуцерах.

Разобравшись с монтажом можно перейти к вопросу замены мембраны, которая чаще выходит из строя в моделях с вертикальным расположением. Здесь составим пошаговую инструкцию с фото примерами.

Теперь стоит подробнее разобраться с необходимым давлением.

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе: проверяем систему на работоспособность

Заводские настройки гидробаков подразумевают установленное давление в 1.5 атм. Оно не зависит от объема резервуара. Иными словами, давление воздуха в гидроаккумуляторе 50 литров будет таким же, как и 150-литровой емкости. Если же заводские настройки не подходят, можно переустановить показатели под удобные для домашнего мастера значения.

Очень важно! Не стоит слишком завышать показатели давления в гидроаккумуляторах (24 литра, 50 или 100 – не важно). Это чревато выходом из строя смесителей, бытовой техники, насоса

1.5 атм., установленные с завода взяты не с потолка. Этот параметр высчитан на основании многочисленных испытаний и опытов.
Таким манометром довольно просто измерить давление воздуха в емкости