Подключение гидроаккумулятора своими руками

Схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Способ подключения ГА будет зависеть от особенностей и назначения насосной станции. Рассмотрим три варианта.

Вариант 1

Насос подает воду из колодца, скважины или накопительной емкости, при этом организовано только холодное водоснабжение.

В этом случае ГА устанавливается внутри дома в любом удобном месте.

Обычно его, реле давления и манометр подключают с помощью пятивыводного штуцера — отрезка трубы с тремя отводами, который врезается в водопровод.

Чтобы обезопасить ГА от вибраций, к штуцеру его присоединяют гибким переходником. Для проверки давления в воздушной камере, а также для удаления воздуха, скопившегося в камере для воды, ГА необходимо периодически опорожнять. Воду можно сливать через любой водопроводный кран, но для удобства сливной вентиль можно через тройник врезать в подводящий трубопровод где-нибудь поблизости от резервуара.

Вариант 2

Дом подключен к централизованному водопроводу, а насосная станция используется для повышения давления. При таком способе применения станции ГА подключают перед насосом.

В данном случае он призван компенсировать снижение давления во внешней магистрали в момент запуска электродвигателя. При такой схеме подключения объем ГА определяется мощностью насоса и величины скачков давления во внешней сети.

Монтаж гидроаккумулятора — схема

Вариант 3

К водопроводу подключен накопительный водонагреватель. ГА следует подключать до бойлера. В этом варианте он может использоваться для компенсации увеличения объема воды в нагревателе, обусловленного температурным расширением.

Гидроаккумулятор: работа и причины его отказа

Одним из важнейших «игроков команды» становится гидроаккумулятор, позволяющий создавать и хранить запас воды, защищать систему и оборудование от форс-мажорных ситуаций.  Это устройство называют по-разному, иногда не совсем правильно: расширительный либо накопительный бак, гидробак, экспанзомат, мембранный бак, или просто — ГА. Это закрытая емкость, которая имеет гидравлическую камеру, изменяющую свой объем. Для того чтобы представить, как работает гидроаккумулятор, необходимо рассмотреть его конструкцию.

Устройство мембранного бака

Любой гидробак имеет определенное число элементов. В его состав входит:

• корпус, изготавливаемый из нержавеющей стали;
• мембрана (груша), которую делают из специальной, эластичной и прочной резины (EPDM, BUTYL);
• ниппель для подачи воздуха;
• фланец, оборудованный клапаном, он предназначен для закачки воды;
• специальные приборы — манометр, реле давления;
• платформа (опоры).

Как видно, устройство достаточно простое, однако непрерывная, интенсивная работа способна «сгубить» даже самые надежные конструкции. Современные качественные модели накопительных емкостей имеют большой эксплуатационный ресурс, работают долго, и без «капризов». Однако возможные неисправности гидроаккумулятора надо знать, так как исключить некоторые поломки все-таки нельзя.

Задачи сосуда и их выполнение

Накопительный бак состоит из двух камер: в одной из них находится воздух, в другой вода. Последний отсек заслуживает особого внимания. Это резиновый мешок, или мембрана. Принцип работы хранилища основан на сдавливании жидкости сжатым воздухом. Когда в системе расходуется вода, давление падает.

Гидробак незамедлительно реагирует на произошедшие изменения: он быстро восстанавливает параметры благодаря подаче новой порции жидкости, но без малейшего участия насоса. Естественно, редкое включение в работу этого главного прибора насосной станции гарантирует его более длительную эксплуатацию.

С помощью реле для гидробака задают два важнейших параметра давления воды: его верхний и нижний пределы. Когда значение становится минимальным, гидроаккумулятору «помогает» насос: он включается и работает до тех пор, пока давление снова не достигнет максимальной (заранее установленной) отметки.

Мембранный бак устраняет наиболее частые проблемы, возникающие при работе автономного водоснабжения, систем отопления либо экономичных гелиосистем. Аккумуляторы воды помогают:

• стабилизировать давление;
• быстро выровнять напор воды при интенсивном ее использовании;
• предотвратить возникновение гидроударов, крайне опасных для системы;
• гарантировать подачу воды при выходе из строя насоса, из-за перебоев с электроэнергией, но в этом случае гидробак должен иметь большой объем;
• значительно продлить жизнь главного элемента насосной станции, так как редкие периоды работы гидравлической машины исключают быстрый износ оборудования.

Особенность мембранного бака в том, что КПД этого прибора-сосуда не определяется. Устройство или работает, или нет.

Симптомы неисправности гидроаккумулятора

Мембранный бак — относительно простая конструкция. Поэтому часто возможные неисправности гидроаккумулятора можно обнаружить визуально.

Одним из признаков его «бездействия» становится участившееся срабатывание предохранительного клапана. Когда давление в системе повышается до предельных значений, он сбрасывает воду, защищая приборы и трубы. Другие симптомы неисправности:

• неоправданное включение насоса в работу при каждом водозаборе;
• неравномерный поток жидкости из крана — рывками, маленькими порциями;
• манометр, показывающий, что изменение давления идет скачкообразно: в этом случае стрелка прибора сначала резко идет вверх, потом падает до нуля.

При обнаружении этих признаков можно быть практически уверенными в том, что гидроаккумулятор либо некорректно работает, либо неисправен. Поиск источника проблемы и ее устранение — следующая операция, которая предстоит владельцам гидробака и насоса (насосной станции).

С ремонтом неисправного гидробака медлить нельзя. Игнорирование некорректной работы накопительного оборудования приведет к тому, что вскоре проблема коснется не только емкости, но и других элементов системы водоснабжения или отопления. Такой сценарий вряд ли кого-то воодушевит, так как в этом случае расходы на исправление серьезно возрастут.

Назначение и принцип работы насосной станции

Домашняя насосная система предназначена для подъема воды с глубины от 8 метров и её подачи ко всем сантехническим точкам в коттедже. Работает система по такому принципу:

1. Установленный между двумя отрезками трубопровода и подключенный к розетке с электропитанием водяной агрегат качает жидкость из источника в специальный накопитель — гидроаккумулятор.
2. По достижении в резервуаре определенного давления насос выключается. Запас воды сделан.
3. Как только пользователь открывает кран в доме, жидкость поступает в нужную сантехническую точку.
4. В это же время в гидроаккумуляторе падает давление и срабатывает реле включения. Насос снова восполняет запасы воды в резервуаре, после чего выключается.

Расчет гидроаккумулятора

Чтобы определить, какой запас воды можно использовать из гидроаккумулятора при выключении электричества, когда насос прекратит качать воду из системы водоснабжения, можно использовать таблицу заполняемости мембранного бака. Запас воды будет зависеть от настройки реле давления. Чем выше разница давлений при включении и выключении насоса, тем больший запас воды будет в гидроаккумуляторе. Но эта разница лимитируется по изложенным выше причинам. Рассмотрим таблицу.

Здесь мы видим, что в мембранный бак объемом 200 л при настройках реле давления, когда показатель включение насоса составляет 1.5 бар, выключение насоса – 3.0 бар, давление воздуха составляет 1.3 бар, запас воды будет всего 69 л, что равно примерно трети общего объема бака.

Расчет необходимого объема гидроаккумулятора

Чтобы выполнить расчет гидроаккумулятора, используют следующую формулу:

Vt = K * A max * ((Pmax+1) * (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) * (Pвозд. + 1),

где

• Amax – максимальный расход литров воды в минуту;
• К – коэффициент, который зависит от мощности двигателя насоса;
• Pmax – давление при выключении насоса, бар;
• Pmin – давление при включении насоса, бар;
• Pвозд. – давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

В качестве примера подберем необходимый минимальный объем гидроаккумулятора для водопроводной системы, взяв, например, насос Водолей БЦПЭ 0,5-40 У с такими параметрами:

Используя формулу, вычисляем минимальный объем ГА, который равен 31.41 литра.

Поэтому выбираем следующий ближайший размер ГА, который равен 35 л.

Объем бака в диапазоне 25-50 литров идеально согласуется со всеми методиками расчета объема ГА для бытовых водопроводных систем, а также с эмпирическими назначениями разных производителей насосного оборудования.

При частом выключении электроэнергии целесообразно выбирать бак большего объема, но в это же время следует помнить, что вода сможет заполнить бак лишь на 1/3 общего объема. Чем мощнее установлен насос в системе, тем больший должен быть объем гидроаккумулятора. Это соответствие размеров сократит количество коротких включений насоса и продлит срок эксплуатации его электродвигателя.

Если вы купили гидроаккумулятор большого объема, нужно знать, что если водой не пользоваться регулярно, она застаивается в баке ГА и ее качество ухудшается. Поэтому, выбирая в магазине гидробак, нужно учитывать, максимальный объем используемой воды в системе водопровода дома. Ведь при небольшом расходе воды использовать бак объемом 25-50 л намного целесообразнее, чем 100-200 л., вода в котором будет пропадать зря.

Виды мембранных баков и их особенности

Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент. В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки. В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель.

С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.

Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует:

1. Отключить электропитание.
2. Открыть кран смесителя.
3. Дождаться, пока бак опустеет.
4. Закрыть кран.
5. Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился.

Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.

Гидробаки красного цвета предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя мембрана в них выполнена из довольно прочной резины, их не следует использовать для подачи холодной воды

Производители предлагают гидробаки красного и синего цвета, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембраны в таких баках используют пищевую резину, безопасную для здоровья людей. Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их для холодной воды использовать не рекомендуется, поскольку мембрана в таких баках изготовлена из другой резины. Кроме того, рабочий порог давления у синих гидробаков выше и достигает 8 Bar.

Обычно вода поступает в накопитель снизу, а сверху, как уже отмечалось, находится ниппель, через который отводят воздух. Поэтому в каждом устройстве имеется два резьбовых соединения (обычно дюймовые или в полдюйма), которые не следует путать. На верхний ниппель нередко устанавливают автоматическое устройство для отведения воздуха.

Иногда бывают ситуации, когда вода подается в гидробак сверху. Считается, что в этом случае автоматическое отведение воздуха не понадобится. Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попадали частички песка или другие загрязнения.

Устройство и принцип работы

Прибор имеет вид коробки различной формы с элементами управления под крышкой. Она крепится к одному из выходов штуцера (тройника) емкости. Механизм оснащен небольшими пружинами, которые регулируют, поворачивая гайки.

Принцип работы по порядку:

1. Пружины соединены с мембраной, реагирующей на скачки нажима. Увеличение показателей сжимает спираль, уменьшение приводит к растяжению.
2. Контактная группа реагирует на указанные действия, смыкая или размыкая контакты, тем самым передавая сигнал насосу. Схема подключения обязательно учитывает подсоединения его электрокабеля к устройству.
3. Накопитель заполняется – нажим растет. Пружина передает силу напора, устройство срабатывает согласно выставленным значениям и выключает помпу, передавая ей команду об этом.
4. Жидкость расходуется – натиск слабеет. Это фиксируется, двигатель включается.

Узел состоит из таких деталей: корпус (пластик или металл), мембрана с крышкой, латунный поршень, шпильки с резьбой, пластины из металла, муфты под кабели, колодки для клемм, платформа на шарнирах, чувствительные пружины, контактный узел.

Взаимодействие насоса с гидроаккумулятором

Емкость мембранного бака подбирается с учетом объема водопотребления. Семейной паре вполне хватит варианта в 25–40 литров, а для семейства в несколько человек придется подбирать устройство от 100 литров.

Баки менее 15 л и вовсе покупать рекомендуется только для сезонного использования на даче. Из-за постоянной подкачки воды мембрана в них быстро изнашивается.

В гидробак в исходном состоянии через ниппель (воздушный клапан) закачан воздух, создающий давление в 1,5 атм. Во время работы в мембрану под давлением закачивается вода, сжимающая воздушный “запас”. При открытом кране сжатый воздух выталкивает воду.

По правилам, гидробак подбирают на основании расчетов, исходя из указанных производителем значений давления включения и выключения, реального расхода воды при включенных одновременно водозаборных точках.

Резерв жидкости в гидравлическом баке обычно составляет около трети от общего объема емкости. Все оставшееся пространство отдано под сжатый воздух, который нужен для поддержания постоянного напора воды в трубах.

Если гидроаккумулятор в систему водоснабжения встраивается для минимизации связанных с гидроуарами рисков, то бак можно подбирать небольшого размера. В этом случае важен не объем емкости, а наличие мембраны и воздуха за ней. Именно они в случае чего примут на себя удар, сгладив его последствия.

Производительность насоса должна соответствовать объему мембранного бака (для емкости 20–25 л рекомендуется брать гидронасос на 1,5 м3/ч, для 50-ти литров – 2,5 м3/ч, а для резервуара на 100 л – не менее 5 м3/ч).

Работает автоматическая насосная станция в два цикла:

1. Сначала в гидроаккумулятор закачивается вода насосом из водозабора, создавая в нем избыточное давление воздуха.
2. При открытии крана в доме мембранный бак опустошается, после чего автоматика вновь запускает насосное оборудование.

Устройство гидроаккумлятора для насосной станции водоснабжения предельно просто. Он состоит из металлической корпуса и герметичной мембраны, которая разделяет все пространство внутри на две части. В первой из них находится воздух, а во вторую подкачивается вода.

Насос закачивает жидкость в мембранный бак только тогда, когда давление в системе падает до показателей в районе 1,5 атм, при достижении заданного предельно высокого значения давления, станция отключается (+)

После заполнения гидроаккумулятора реле отключает насос. Открытие крана в умывальнике приводит к тому, что выдавливаемая нажимом воздуха на мембрану вода начинает постепенно перетекает в систему водоснабжения. В какой-то момент бак опустошается до такой степени, что напор ослабевает. После этого опять включается насос, запуская цикл работы насосной станции по новой.

При пустом баке мембранная перегородка сминается и прижимается к фланцу входного патрубка. После включения гидронасоса мембрана расправляется водным давлением, сжимая воздушную часть и повышая в ней давление уже воздуха. Именно это взаимодействие газ-жидкость через изменяющийся барьер и лежит в принципе работы мембранного бака насосной станции.