Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: устройство, установка, настройка

В загородных домах и на дачах используются автономные системы водоснабжения. Чтобы такая система работала безотказно, необходимо грамотно спроектировать схему водопровода. Ведь даже незначительный перепад давления может привести к поломке стиральной/посудомоечной машины или другого оборудования, подключенного к водопроводу.

Для решения этой проблемы необходимо подключить гидроаккумулятор. Оборудование позволяет минимизировать воздействие перепадов давления в автономной системе подачи воды. Аккумулятор поддерживает нормальное давление, даже когда насос отключен.

Гидробак не нужно включать каждый раз, когда вы открываете кран. Оборудование способно накапливать нужное количество воды и расходовать ее после того, как кран был отключен.

Но чтобы система работала бесперебойно, необходимо правильно выбрать гидроаккумулятор. В статье расскажем об особенностях работы агрегатов, их конструкции, подключении и критериях выбора.

Принцип работы

Гидроаккумулятор (гидравлический бак) — это стальной резервуар, который интегрируется в автономную систему подачи воды. Конструкция определяет принцип его работы. Производители выпускают агрегаты двух видов:

1. Баллонный аккумулятор

   Внутри бака находится эластичный баллон, который заполняется водой. В металлический резервуар закачивается воздух. Когда баллон наполняется, происходит его расширение, поэтому воздух начинает сжиматься. Давление растет, и вода выталкивается. Когда давление снижается, баллон выгибается в обратную сторону. В этот момент включается насос.

   Баллонные баки считаются надежными в эксплуатации и простыми в техобслуживании. Жидкость контактирует только с эластичным баллоном. При необходимости такой баллон можно заменить.

2. Мембранный аккумулятор

   Металлический резервуар оснащен специальной прорезиненной перегородкой. Мембрана находится внутри бака и делит его на две части. В одной части находится вода, а в другой — воздух.

   Когда воздух сжимается, возрастает давление. Воздушная масса начинает давить на мембрану и выталкивает воду из гидробака.

   В мембранных моделях аккумулятора жидкость напрямую контактирует с металлическим резервуаром, что приводит к появлению ржавчины. При этом прорезиненная перегородка остается несъемной.

Однако можно найти гидроаккумуляторы со съемными мембранами и качественной антикоррозийной обработкой резервуара.

Необходимо отметить, что принцип работы оборудования цикличен. Можно выделить несколько этапов:

1. Когда внутри аккумулятора находится только воздух, выставляется штатное давление — 1,5 атмосферы. Этот параметр или установлен по умолчанию, или его необходимо установить самому. Количество атмосфер будет зависеть от давления в системе водоснабжения.
2. При включении насосного оборудования начинает набираться жидкость. Вода попадает в резиновую грушу или в один из отсеков, разделенных мембраной. Когда резервуар заполняется, воздух сжимается.
3. Давление воздуха достигает указанного ранее значения, и насос выключается. Так происходит стабилизация системы.
4. Когда кран открыт, давление начнет падать, а воздух вытолкнет воду из гидробака. Жидкость вытекает до того момента, пока давление не упадет до установленного значения. После этого насосное оборудование включится снова.

Гидроаккумулятор работает так, что если расход жидкости большой, вода будет прокачиваться транзитом. То есть жидкость не будет накапливаться в резервуаре. Накопление произойдет только после перекрытия крана.

За отключение и включение насосного оборудования отвечает специальное реле.

Для чего нужен гидробак

Гидроаккумулятор устанавливают, чтобы насос подачи воды не активировался каждый раз при открытии крана. Частые включения насоса приведут к его преждевременному износу, и вся система водоснабжения может выйти из строя. Кроме того, каждое включение приводит к повышению давления. Из-за постоянных скачков может случиться гидроудар, который приведет к поломке бытовой техники.

Гидроаккумулятор выполняет сразу несколько функций:

• Препятствует возникновению гидроударов.
• Продлевает срок эксплуатации системы водоснабжения и бытовой техники.
• Запасает воду. Даже при отключенном электричестве в доме будет необходимый запас жидкости.
• Сокращает количество запусков насосного оборудования. Например, при небольшом расходе, когда необходимо умыться или помыть пару тарелок, в работу подключается бак, а не насос. То есть жидкость подается из резервуара, насосный агрегат не включается. Насос заработает, когда расходуется большая часть жидкости.
• Стабилизирует давление за счет специального реле, которое строго держит установленные параметры.

Критерии выбора

Прежде чем купить оборудование, необходимо разобраться с устройством гидроаккумулятора, принципом его работы, разновидностями конструкции.

Для начала определите, для какого водоснабжения будет использоваться бак: горячего или холодного.

Гидробаки для отопления окрашены в красный цвет. Они компактные, оснащены недорогими мембранами. Водопроводные баки синие, объемные, с качественными мембранными перегородками или резиновыми грушами (эластичными резервуарами) в зависимости от внутреннего устройства.

Тип конструкции гидроаккумулятора

Если бак устанавливается в ограниченном пространстве, следует отдать предпочтение вертикальным моделям.

Вертикальные резервуары работают как с поверхностным, так и с погружным насосным оборудованием. Такая конструкция устанавливается вертикально на специальных прочных ножках. Кроме того, гидробаки способны вмещать до 1000 л. В моделях объемом от 100 л предусмотрены клапаны-воздухоотводчики.

Вертикальные агрегаты накапливают жидкость и отдают ее после отключения насоса.

Еще один вариант конструкции — горизонтальная. Для установки агрегата требуется просторное помещение. Но такой гидробак отличается простым монтажом. Используется вместе с поверхностным насосом, который ставят на площадку, предусмотренную в конструкции бака.

Из минусов горизонтальных баков: требуется отдельная установка клапана-воздухоотводчика, небольшой объем резервуара.

Расчет объема гидроаккумулятора

Еще один важный критерий выбора — объем резервуара. Параметр зависит от количества точек водопотребления, производительности насоса.

• До 50 л. Вариант для насосных станций производительностью до 2 м³/ч. Оборудование рассчитано на обслуживание 1–2 точек водопотребления. Небольшой по объему гидробак подойдет для садового домика с количеством потребителей не более двух человек.
• 80–100 л. Гидроаккумуляторы этой категории подходят для работы с насосными станциями производительностью до 5 м³/ч. В этом случае оборудование позволяет обслуживать до 3–4 точек водопотребления. Агрегаты подойдут для дачных домов, которые активно эксплуатируются в течение всего сезона.
• 150–200 л. Вместительные гидробаки, рассчитанные на работу с насосами, производительность которых превышает 5 м³/ч. Обслуживают до 5 точек водопотребления. Используются в домах для постоянного проживания.

Если требуется дополнительный запас жидкости, лучше отдать предпочтение более емким резервуарам. Но необходимо соблюдать баланс, чтобы вода не застаивалась. Хватит двойного запаса от необходимого потребления.

Что еще нужно знать об объеме гидроаккумулятора:

1. Объем напрямую влияет на эффективность работы водопровода.
2. Чем вместительнее бак, тем ему требуется больше места для установки. С размерами растет и цена оборудования.
3. При выборе гидробака следует учитывать его основную функцию — компенсацию и выравнивание давления, сокращение включений насосного оборудования. Поэтому пункт с запасом воды должен стоять на втором месте. Для накопления жидкости используют накопительные баки.

Чтобы правильно рассчитать объем, необходимо придерживаться формулы. Для начала рассчитывают суммарный коэффициент потребления. Вы должны учитывать все точки водопотребления (Cy). Например, в доме два смесителя, душ, унитаз и стиральная машинка. Итого — 5 водоразборных точек.

Для каждой точки имеется свой коэффициент (Cx):

• смеситель умывальника — 6;
• душ — 2;
• смеситель на кухне — 2;
• унитаз — 3;
• стиральная машина — 2.

Для расчета Cy складываем все коэффициенты: 6 + 2 + 2 + 3 + 2 = 15.

Для определения суммарного расхода (воды) Amax следует придерживаться общепринятых значений. Для коэффициента 15 — это 46,8 л/мин.

Следующий этап — подсчет объема бака. Необходимо воспользоваться формулой: Vt=K*Amax*(((Pmax?+1)*(Pmin+1))/((Pmax–Pmin)*(Pprec+1))).

Здесь учитывают мощность насосного оборудования, которому будет соответствовать коэффициент K. Например, если мощность 1,5 кВт, то значение K = 0,375.

Также берут показатели давления для автоматического включения/отключения насоса. Например, Pmin = 1,8 бар, Pmax = 2,9 бар. Начальное давление в гидробаке Pprec = 1,7 бар.

Рассчитываем по формуле:

• Vt=0,375*46,8*(((2,9?+1)*(1,8+1))/((2,9–1,8)*(1,7+1)))=17,55*((3,9*2,8)/(1,1*2,7))=17,55*(10,92/2,97)=17,55*3,68=64,5 л.

Итак, для обслуживания пяти точек водопотребления понадобится гидробак объемом не менее 64,5 л. Вы можете брать бак с запасом на 80 и 100 л.

Учет давления

Для расчета давления придерживайтесь следующего правила:

• Чтобы вода смогла подняться на высоту 10 м, потребуется 1 атм.
• Для поддержания оптимального давления на выходе к 1 атм прибавляют еще единицу. Получается, что рабочее давление составит 2 атмосферы.

Если точка водозабора расположена на высоте 5 м, для подъема жидкости нужно 0,5 атм, а для поддержания рабочего давления потребуется еще 1 атм. Итого: 1,5 атм нужно для нормального водоснабжения.

Большинство моделей гидробаков поддерживают давление до 2 атмосфер. Этого хватает для обеспечения бесперебойной работы водопровода двухэтажного дома.

На заметку. Перед покупкой проверьте давление бака. Потребуется обычный манометр, который легко подсоединяется к ниппелю гидроаккумулятора. Ниппель находится на корпусе. Измеряемое значение должно соответствовать показателям при включенной насосной станции.

При выборе мембранных агрегатов следует помнить, что жидкость непосредственно попадает в мембрану. И при меньшем давлении мембране придется забирать больше жидкости, чем положено. Насосная станция при таком раскладе будет включаться редко, но мембранную перегородку может разорвать. Чтобы избежать поломки оборудования, необходимо каждые шесть месяцев проверять гидробак, проводить техническое обслуживание.

Если значение давления низкое, необходимо закачать воздух внутрь резервуара, но не превышать предельных значений. Так как если допустимое значение будет выше, уменьшится количество жидкости, и насосу придется включаться чаще.

Установка, тестирование, подключение

Для аккумуляторов используют погружные и поверхностные насосные станции. В зависимости от того, какой насос используется, будет зависеть схема подключения.

Использование поверхностного насоса

Закачка воды может происходить непосредственно через водопроводную систему. В этом случае не нужно использовать погружное оборудование. Поэтому подойдет поверхностный насос, который устанавливается на специальную площадку гидроаккумулятора. Но перед установкой рассчитывают давление. Этот показатель будет зависеть от системы. Стандартное значение равно 1,5 атмосферы.

В некоторых случаях значение увеличивают до 6 атмосфер, если это предусмотрено производителем оборудования. Необходимо понимать, что незапланированное увеличение нагрузки приведет к разрыву труб. Здесь важно придерживаться строгих технических рекомендаций.

Использование погружного насоса

Оборудование погружного типа используется в системах, где вода закачивается не из самого водопровода, а из скважины. Кроме того, конструкция водопровода может подразумевать установку насоса ниже уровня самой системы.

При использовании погружных агрегатов устанавливают обратные клапаны. Такие агрегаты не дают утечь закаченной жидкости.

Правила монтажа обратного клапана:

• Агрегат устанавливают, прежде чем подключить гидроаккумулятор и другие части системы.
• Ввод агрегата подключают к насосной станции, а вывод — к трубам, который ведут к аккумулятору.

На заметку. Рекомендуется подсоединять клапан не напрямую к насосному оборудованию, а через промежуток. То есть между клапаном и насосом нужно добавить трубу длиной около 1000 мм.

Какую схему использовать для подключения аккумулятора к насосной станции? Алгоритм следующий:

1. Погружной насос опускается на глубину. Поэтому сначала замеряют глубину погружения оборудования. Агрегат располагают над дном колодца/скважины на высоте до 300 мм.
2. К агрегату подключают обратный клапан. Систему погружают на дно с помощью прочного троса.
3. От погружного оборудования отходит труба, через которую будет подаваться вода. Эту трубу подключают к гидробаку и другим элементам системы. Для разведения трубопровода используют пяти-разъемный штуцер, к которому подводят реле давления, аккумулятор, водопровод.
4. Проверяют герметичность всех соединений. Для герметизации можно использовать специальные герметики, ленты.

Прежде чем настроить гидроаккумулятор, определяют минимальное давление — момент, когда включается насосный агрегат. Когда значение определено, необходимо под него установить реле. После этого измеряют давление, когда гидробак находится без воды. Значение должно быть меньше на 0,5–1 атмосферу, чем критические показатели.

Когда давление определено, собирают систему: подключают штуцер, гидроаккумулятор, трубопровод и так далее.

Настройка системы

Если у вас нет опыта в установке автономного водоснабжения, обратитесь за помощью к специалистам. Мастер не только быстро справится с поставленной задачей, но и предоставит гарантию на выполненную работу.

Как проходит наладка реле давления:

• С оборудования обязательно снимают крышку, под которой находятся болты с пружинами, зафиксированными гайками. Именно пружины отвечают за регулировку давления.
• Натяжение большой пружины позволяет отрегулировать давление, при котором насосная станция будет подключаться и отключаться. При снятии пружины показатели будут на уровне от 1 до 2 атмосфер. При натяжении — от 2 до 3 атмосфер.
• Натяжение малой пружины отвечает за контроль верхнего максимального давления, при котором насос отключается. Если пружина ослаблена, показатели находятся на уровне от 1 до 2 атмосфер. При натяжении показатели возрастают.

Обратите внимание, что необходимые нормы указаны в технической документации агрегата.

Чтобы наладить пружины, придерживаются следующего алгоритма:

• Малую и большую пружины ослабляют.
• Включают насосную станцию, следят за показателями манометра, когда оборудование включается и отключается.
• При недостаточном нижнем пороге закручивают большую пружину. Затягивать нужно до момента, когда манометр покажет нужное давление.
• Для проверки верхнего порога затягивают малую пружину. При этом большую пружину слегка раскручивают.

Заключение

Срок эксплуатации системы напрямую зависит от того, как правильно подобрано оборудование: рассчитаны пределы давления, объем бака, выбрана схема подключения.

Однако при покупке гидробаков следует обращать внимание и на качество комплектующих, а также производителя. Лучше отдать предпочтение проверенным брендам, которые уже давно на рынке.

Если вы не знаете, как правильно накачать гидроаккумулятор, как его обслуживать, менять запчасти, подключать, настраивать, обратитесь к профессионалам. Самостоятельное подключение может привести к негативным последствиям для вашего водопровода.