Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

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)

Виды гидроаккумуляторов

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.

Самостоятельное изготовление гидравлического аккумулятора

Чтобы сэкономить средства, можно сделать гидроаккумулятор своими силами. В целом, все материалы доступны, а процесс изготовления не слишком сложен. Однако в самом начале, нужно определиться с будущей конструкцией устройства. И проще всего будет сделать гидроаккумулятор без мембраны – эта простейшая конструкция достаточно функциональна.

Подготовка

Прежде всего, потребуется подготовить все необходимые материалы:

• самая главная часть – это емкость. Можно взять стальной, алюминиевый или пластиковый бак. Объем должен быть в пределах 100 литров. Однако, не стоит брать слишком маленький бак, если его объем будет меньше 30 литров, он будет неэффективным в работе;

  Пластиковый бак

  Баллон

• прокладки, можно просто приготовить кусок резины и вырезать их уже по месту;
• манометр;
• герметик;
• тройник и пятерник для подключения бака к системе водопровода;
• краны;
• реле давления;
• ниппель для закачки воздуха.

Кроме этого, понадобятся гайки, шайбы, набор ручного инструмента и дрель для проделывания отверстий в баке.

Изготовление устройства

Поскольку гидравлический аккумулятор не включает в себя мембрану, сделать его очень просто. Главное, все делать аккуратно. При этом, нужно учесть тот факт, что система будет работать под давлением, поэтому сам бак, должен быть прочным.

Инструкция, как сделать гидроаккумулятор своими руками:

• в первую очередь, нужно просверлить три отверстия в основной емкости. Они делаются на верхней и нижней части, а также в боку;
• в боковое отверстие вставляется кран для сброса воды;
• в верхнее отверстие также монтируется кран, а на него накручивается четверник;
• в нижнее отверстие вставляется еще один кран с тройником.

Очень важно, чтобы все соединения были надежно герметизированы. Для этого, под краны ложатся прокладки, которые садятся на герметик

А резьбовые соединения заделываются при помощи специальной ленты.

В целом, сама конструкция готова, теперь нужно подсоединять все необходимые элементы.

К верхней части, подсоединяется:

• реле давления;
• ниппель для закачки воздуха;
• манометр.

Подключение манометра к тройнику

Если использовался пятерник, то можно подсоединить к нему и трубопровод для набора воды, однако, лучше подсоединять его к низу бака.

К нижней части подключается водопровод – на одном тройнике делается ввод и вывод. На этом, основные работы закончены.

Таким образом, самодельное устройство, делается легко и быстро. Теперь, нужно подготовить его к работе.

Подготовка к работе

Делается это очень просто. Для этого в емкость набирается вода и закачивается воздух. Для этого нужно:

• открыть боковой кран на аккумуляторе;
• включить насос и набирать воду до тех пор, пока она не потечет из крана;
• после этого, насос выключается и кран закрывается;
• теперь нужно подключить к баку насос и накачать в него воздух.

Насос, для этих целей подойдет любой. Давление определяется по установленному манометру и должно составлять 1,5-2 атмосферы.

Вообще, оптимальное давление можно подобрать уже в процессе эксплуатации системы

Здесь важно понимать такую зависимость:

• чем больше давление воздуха, тем меньше будет объем воды, который вмещает в себя бак. С другой стороны, так в системе будет больший напор воды;
• чем меньше, давление воздуха, тем больше жидкости поместится в емкость, а следовательно, насос будет включаться реже.

Режим работы должен подбираться из конкретных параметров системы водоснабжения.

Подключение реле давления

Это очень важный момент, поскольку от правильности подключения реле, напрямую зависит работоспособность всей системы. Вообще, нужно внимательно ознакомиться с инструкцией и делать подключение электрики согласно указаниям, ведь иначе, можно спалить и реле и насос.

В целом, принципиальная схема выглядит таким образом:

• понадобится два электрических кабеля, лучше всего использовать медный трехжильный провод с возможностью заземления. Сечение подбирается исходя из мощности подключаемого насоса;
• один подключается к реле и к бытовой электросети;
• второй подключается от реле к погружному насосу.

Подключение к реле давления

При этом, важно не перепутать клеммы. После этого, нужно настроить реле давления

Обычно, за это отвечают две гайки с пружинами – первая за минимальный порог, а вторая за максимальный.

После того, как подключение и настройка будут завершены, необходимо сделать пробный пуск. При этом, желательно открывать кран, через который в гидроаккумулятор поступает вода не полностью.

Если реле не срабатывает при достижении необходимого давления воды в баке, его нужно подкорректировать. Точно так же проверяется и минимальный порог.

На этом, работы по изготовлению и настройке гидравлического аккумулятора можно считать завершенными – устройство полностью готово к работе.

Роль гидроаккумулятора в водопроводной сети

Казалось бы, устройство просто пропускает через себя воду. Можно было бы обойтись и без него? На самом деле именно с помощью гидробака в системе водопровода сохраняется стабильное давление.

Если по какой-либо причине напряжение в электросети пропадёт, небольшой «аварийный» запас воды в баке поможет решить первоочередные хозяйственные задачи.

Уточним перечень преимуществ, которые обеспечивает это довольно простое устройство:

• Преждевременный износ насоса. В мембранном баке имеется некоторый запас воды. Она удовлетворяет первоочередные потребности владельцев коттеджа. И только тогда, когда запас иссякнет, включится насос. Следует отметить, что все насосы имеют норму включений на протяжении часа. При наличии гидроаккумулятора этот показатель не будет превышен, и агрегат прослужит дольше.
• Стабилизация давления в системе. Если одновременно включить два крана, например, в ванной комнате и на кухне, перепады напора могут повлиять на температуру воды. Это очень неприятно, особенно для тех домочадцев, которые в этот момент принимают душ. Благодаря гидроаккумулятору таких недоразумений можно избежать.
• Гидроудары. Эти явления, которые способны навредить трубопроводу, могут возникать в момент включения насоса. С гидробаком риск возникновения гидроудара практически исключен.
• Запас воды. В загородном доме проблема водоснабжения стоит особенно остро. Если произошло внезапное отключение электричества, и насос не может выполнять свои функции, то для решения неотложных проблем больше не надо хранить запас воды в ведре или другом резервуаре. В ёмкости гидроаккумулятора она имеется и регулярно обновляется.

Очевидно, что наличие этого устройства в независимой от централизованных сетей системе водоснабжения не случайно. Оно необходимо и полезно.

Гидроаккумулятор в контуре водоснабжения выполняет ряд значимых функций: защищает технику от гидроударов, обеспечивает запас воды, формирует условия для автоматизации ее забора

Когда гидробак не нужен

В системах полива гидроаккумулятор не нужен, так как при постоянном открытом кране насос будет работать без выключения. Если в данной схеме присутствует накопительная емкость, оборудование будет часто включаться, что приведет к преждевременной выработке ресурса.

При покупке насоса с автоматической системой, предполагающей плавный запуск двигателя, ГА также не нужен. Гидроудар трубам не грозит, так как поток жидкости движется медленно.

Гидробаки компании Reflex

Попытка сэкономить, отдав предпочтение малоизвестному производителю, может сыграть с домовладельцем злую шутку.

Наиболее ощутимые «поражающие факторы» — скоропостижная поломка насоса и отравление воды, обусловленное низким качеством резины, из которой сделана мембрана или груша. Поэтому лучше не скупиться и приобрести устройство от производителя с хорошей репутацией.

Таковым является немецкая компания Reflex. Она представляет популярную у нас серию Reflex DE, состоящую из 11-ти мембранных гидроаккумуляторов объемом 8 – 500 л. Каждая модель снабжена прочным корпусом, выдерживающим давление до 10 атм. Баки могут устанавливаться не только на холодном, но и на горячем водоснабжении: максимальная температура воды для них составляет 70 градусов.

Назначение и принцип работы гидроаккумулятора для водоснабжения

Основная задача, которая ложится на гидробаки для систем водоснабжения – накапливать некоторый объем жидкости и отдавать ее в водопроводную систему при падении давления в трубах. Таким образом, в системе есть запас воды и при кратковременных открытиях кранов (набрать воды в чайник или сполоснуть руки) насос не срабатывает, так как вода поступает из гидробака.

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла. Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука. Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

Аппарат состоит из полого цилиндра и гибкой мембраны внутри

Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

Начало и конец рабочего цикла гидроаккумулятора

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

Устройство типового гидроаккумулятора

Конструкционно гидробак состоит из нескольких технических элементов. В него входят:

1. Накопительная ёмкость.
2. Резиновая мембрана, разделяющая накопитель на две камеры – водяную и воздушную.
3. Штуцеры для подключения к трубопроводу.
4. Ниппель для закачки воздуха.
5. Манометр с реле давления.
6. Фильтровальные устройства (на некоторых моделях могут отсутствовать).

Основным элементом конструкции является собственно бак-накопитель, в который закачивается вода из источника водоснабжения. Снаружи он выполняется из металла, и может иметь различный объём. В продаже есть модели, вмещающие в себя от 15 до 150 и более литров. Выбор конкретной модификации зависит от количества жильцов и точек водоразбора в доме.

Внутри накопительный бак разделён на две камеры водонепроницаемой мембранной перегородкой, выполненной из прочной, но эластичной резины. Одна из камер предназначается для заполнения водой, а во второй содержится воздух. При заполнении бака, водяная камера увеличивается в объёме, и резиновая мембрана выгибается. В результате воздух сжимается, создавая внутреннее давление. Как только оно достигает определённого уровня, сетевой насос отключается, и поступление воды в гидробак прекращается.

В металлическом баке имеется три отверстия:

• Для закачки воды в ёмкость из скважины.
• Для подачи её из гидроаккумулятора в домовой водопровод.
• Ниппель для закачки воздуха в воздушную камеру.

Ниппель находится в корпусе устройства со стороны воздушной камеры. Он необходим для регулирования давления внутри гидробака. Если уровень его недостаточен, через ниппель закачивается дополнительная порция воздуха, позволяющая увеличить объём камеры и напор в ней. На моделях, имеющих большой объём накопителя, устанавливается ниппель для стравливания воздуха из водяной полости. Он попадает туда вместе с закачиваемой водой, и накапливается внутри. В результате полезный объём ёмкости уменьшается, а при попадании воздуха в трубопровод, он может создавать пробки.

В металлическом баке имеются ещё два технологических отверстия. Одно предназначается для заполнения его полости водой, а второе – для подачи её во внутридомовую систему. Оба отверстия снабжены резьбовыми штуцерами для подсоединения к ним водопроводных труб. Кроме того, многие модификации оснащаются кранами для аварийного сброса воды в канализацию. Такая необходимость может возникнуть, например, при проведении ремонтных работ трубопровода или сетевой аппаратуры.

Стабильность и автономность работы гидроаккумуляторов обеспечивается манометром, связанный с реле. С помощью данного устройства запускается в действие сетевой насос, наполняющий ёмкость гидробака. В процессе водоразбора, убывающее количество воды в системе компенсируется поступлением её из гидроаккумулятора. Как только давление в баке падает ниже определённого уровня, реле включает в работу сетевой насос, и ёмкость вновь наполняется.

У некоторых моделей, комплектация включает в себя водяные фильтры. Они бывают грубой или тонкой очистки. Первые задерживают крупные частицы, содержащиеся в подаваемой из скважины или из колодца воде – глину, песок, мелкий мусор. Фильтр тонкой очистки позволяет задерживать невидимые глазу элементы: окислы металлов, мелкодисперсные взвеси, а иногда даже патогенные микроорганизмы. Использование фильтров позволяет не только улучшить качество воды, но и продлить срок эксплуатации бытовых приборов и сантехники, подключённой к водопроводу.

Выводы и полезное видео по теме

В этом видеоролике подробно рассмотрен принцип работы гидроаккумулятора:

Для расчета объема гидроаккумулятора можно использовать специальные программы-калькуляторы. Один из таких вариантов представлен в следующем видеоматериале:

Замена мембраны гидробака – процесс не слишком сложный. Он подробно рассмотрен в этом видеоролике:

Гидроаккумулятор – важная часть современной автономной системы водоснабжения. Конечно, это устройство сложнее и дороже, чем обычный накопительный бак.

Но все затраты полностью окупаются, поскольку при наличии гидробака и качество водопроводной воды лучше, и ресурс работы насосного оборудования значительно возрастает. Наконец, это просто удобно, потому что в водопроводе всегда есть стабильный напор воды, о котором заботится надежная автоматика.

Пишите, пожалуйста, , в расположенной ниже блок-форме. Задавайте вопросы по заинтересовавшим моментам в представленной информации, делитесь полезными сведениями, размещайте фотоснимки и советы. Возможно, ваши рекомендации будут полезны посетителям сайта.