Подключение гидроаккумулятора

Зачем нужен гидробак

Гидроаккумулятор всегда ставят в магистраль индивидуального водоснабжения, он работает постоянно и выполняет следующие функции:

• Сглаживает негативные последствия гидравлических ударов. При срабатывании электронасоса водный поток резко останавливается или ускоряется, при этом жидкость воздействует на трубопровод и его узлы с физическим усилием. Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения позволяет плавно накапливать и отдавать воду за счет расположенной внутри пластичной резиновой мембраны.
• Подключение гидробака уменьшает количество циклов включения и отключения скважинного или колодезного электронасоса за счет накопления жидкости, которая отдается в магистраль при использовании и поддерживает в ней давление, не давая электронасосу включаться.
• Гидроаккумуляторы создают аварийный запас воды в моменты отключения электричества или выхода насосного оборудования из строя.
• Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения нормализует давление, позволяя избежать его резких перепадов при нестабильной работе электронасоса.

Рис. 1 Гидроаккумуляторы для водопроводных магистралей

Функции, назначение, виды

Место установки — в приямке или в доме

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары, мы выяснили. Но есть и другие:

• Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включится только тогда, когда ее останется совсем немного.
• Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
• Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

  

  Установка гидроаккумулятора в приямке

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Виды

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.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Принцип работы гироаккумулятора с мембраной в виде груши

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху, и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Строение гидроаккумулятора большого размера

Устройство гидробака

Устройство гидроаккумулятора не отличается сложностью, он состоит из металлического бака со встроенной грушевидной мембраной или плоской диафрагмой из резины. Диафрагма крепится поперек корпуса между его половинками, грушевидный баллон устанавливают на входе около горловины – такой тип используют для подачи воды при индивидуальном водоснабжении. В задней части металлической емкости установлен ниппель, с помощью которого в корпус гидробака закачивают воздух, подстраивая его внутреннее давление к системе.

Гидробаки выпускают для отопительных систем, горячей воды (красного цвета) и холодного водоснабжения (синий цвет). В зависимости от объема гидробака и способа монтажа различают модели с горизонтальным расположением и объемные вертикальные агрегаты, которые устанавливаются на ножках.

Горизонтальные модели небольшой емкости чаще используют в насосных станциях со встроенным центробежным электронасосом поверхностного типа и элементами автоматической системы управления. Гидробаки с вертикальным расположением используют отдельно, их удобнее монтировать при работе с погружными электронасосами. Вертикальные баки конструктивно отличаются от горизонтальных моделей: мембранная оболочка крепится в верхней и нижней части корпуса, помимо ниппеля для накачки воздуха они имеют дополнительный штуцер для его стравливания из резиновой оболочки.

При приобретении гидробака следует знать, что его полезный объем при накоплении жидкости составляет не более 30% от общего.

Рис. 2 Конструкция гидробака

Как выбрать объем бака

Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.

При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти вполовину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.

Объем выбирают исходя из среднего расхода

Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.

Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, унитаз, мойка и небольшой водонагреватель. При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.

Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе

В одной части гидроаккумулятора находится сжатый воздух, во вторую закачивается вода. Воздух в баке находится под давлением — заводские настройки — 1,5 атм. Это давление не зависит от объема — и на баке емкостью 24 литра и в 150 литров оно одинаковое. Больше-меньше может быть предельно допустимое максимальное давление, но оно зависит не от объема, а от мембраны и указывается в технических характеристиках.

Конструкция гидроаккумулятора (изображение фланцев)

Предварительная проверка и коррекция давления

Перед подключением гидроаккумулятора в систему желательно давление в нем проверить. От этого показателя зависят настройки реле давления, а при транспортировке и хранении давление могло упасть, так что контроль очень желателен. Контролировать давление в гидробаке можно при помощи манометра, подключенного к специальному входу в верхней части бака (емкость от 100 литров и больше) или установленного в нижней его части как одну из деталей обвязки. Временно, для контроля, можно подключить автомобильный манометр. Погрешность у него обычно невелика и работать им удобно. Если такого нет, можно использовать штатный для водопроводов, но они обычно точностью не отличаются.

Подключить манометр к ниппелю

При необходимости давление в гидроаккумуляторе можно увеличить или уменьшить. Для этого есть ниппель в верхней части бака. Через ниппель подключается автомобильный или велосипедный насос и при необходимости давление увеличивается. Если же его надо стравить, каким-то тонким предметом отгибают клапан ниппеля, выпуская воздух.

Какое давление воздуха должно быть

Так таким же должно быть давление в гидроаккумуляторе? Для нормальной работы бытовой техники необходимо давление 1,4-2,8 атм. Чтобы мембрана бака не рвалась, давление в системе должно быть чуть больше давления бака — на 0,1-0,2 атм. Если в баке давление 1,5 атм, то давление в системе не должно быть ниже чем 1,6 атм. Это значение и выставляют на реле давления воды, которое работает в паре с гидроаккумулятором. Это оптимальные настройки для небольшого одноэтажного дома.

Если дом двухэтажный, придется давление повышать. Есть формула расчета давления в гидробаке:

                                                               Vатм.=(Hmax+6)/10 

Где Hmax — высота наивысшей точки водоразбора. Чаще всего это душ. Измеряете (высчитываете) на какой высоте относительно гидроаккумулятора находится его лейка, подставляете в формулу, получаете давление, которое должно быть в баке.

Подключение гидроаккумулятора к поверхностному насосу

Если в доме установлена джакузи, все сложнее. Придется подбирать опытным путем — меняя настройки реле и наблюдая за работой точек водоразбора и бытовой техники. Но при этом рабочее давление не должно быть больше максимально допустимого для другой бытовой техники и сантехнических приборов (указывается в технических характеристиках).

Как выбрать

Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из пищевой резины (вулканизированные резиновые пластины). Материал корпуса имеет значение только в баках мембранного типа. В тех, в которых установлена «груша» вода контактирует только с резиной и материал корпуса значения не имеет.

Фланец должен быть из толстой оцинкованной стали, но лучше — из нержавейки

Что действительно важно в баках с «грушами» — это фланец. Обычно его делают из оцинкованного металла. В этом случае важна толщина металла. Если это всего 1 мм, примерно через год-полтора эксплуатации в металле фланца появится дырка, бак потеряет герметичность и система перестает работать. Причем гарантия всего год, хоть заявленный срок эксплуатации — 10-15 лет. Фланец прогнивает обычно после окончания гарантийного срока. Заварить его нет никакой возможности — очень тонкий металл. Приходится искать в сервисных центрах новый фланец или покупать новый бак.

Итак, если хотите чтобы гидроаккумулятор служил долго, ищите фланец из толстой оцинковки или тонкий, но из нержавейки.

Подключение гидроаккумулятора к системе

Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:

• насоса;
• гидроаккумулятора;
• реле давления;
• обратного клапана.

  

  Схема подключения гидроаккумулятора

В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.

С пятивыводным штуцером или без

Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.

Пятивыводной штуцер для обвязки гидроаккумулятора

Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Поэтому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем необязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.

Как подключить гидроаккумулятор к скважине — схема без пятивыводного штуцера

Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.

Наглядная схема подключения насоса и гидроаккумулятора — там где необходимо используйте шланги или трубы

Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.

https://youtube.com/watch?v=gKOnfoGzKVU

Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно так же. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).

Схема подключения гидроаккумулятор к погружному насосу

Как установить два гидробака на один насос

При эксплуатации системы, иногда владельцы приходят к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.

Подключение нескольких гидробаков в одну систему

Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.

Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.

Настройка гидроаккумулятора при подключении

Перед использованием в частном доме водопровода с гидроаккумулятором нужно знать, каким должно быть давление в гидроаккумуляторе для его оптимальной работы, для снятия показаний берут переносной манометр. Типовая водопроводная линия со стандартным реле давления имеет пороги срабатывания от 1,4 до 2,8 бар., заводская установка давления в гидробаке при этом – 1,5 бар. Чтобы работа гидроаккумулятора была эффективной и происходило его полное наполнение, для заданной заводской установки подбирают нижний порог включения электронасоса на 0,2 бар. больше – на реле устанавливают порог 1,7 бар.

Если в гидробаке в процессе эксплуатации или в связи с длительным сроком хранения при измерениях манометром определяют, что давление недостаточно, поступают следующим образом:

1. Отключают электронасос от питания.
2. Снимают защитную крышку и прижимают клапан гидробака в виде головки ниппеля на выходе устройства – если оттуда поступает жидкость, значит произошло повреждение резиновой мембраны и ее необходимо менять. Если из гидробака поступает воздух, с помощью автомобильного манометра измеряют его давление.
3. Сливают воду из магистрали, открывая ближайший к расширительному баку кран.
4. При помощи ручного насоса или компрессора накачивают в аккумуляторный бак воздух до достижения показаний манометра в 1,5 бар. Если после автоматики происходит подъем воды на определенную высоту (дома высокой этажности), общий напор и диапазон работы системы повышают исходя из того, что 1 бар. приравнивают к 10 метрам вертикального водного столба.

При расчете необходимого давления в гидробаке для любых диапазонов выбирают его значение на 10% меньше нижнего порога срабатывания реле. Выбор данного значения гарантирует, что встроенная мембрана будет расширяться и сжиматься в небольшом диапазоне и соответственно увеличится срок ее службы и всего расширительного бака.

Рис.5 Настройка гидроаккумулятора

Определение параметров бака

В большинстве случаев включений, гидробаки для водоснабжения устанавливают по принципу: чем больше объем, тем лучше. Но слишком большой объем не всегда оправдан: гидробак займет много полезного места, вода в нем будет застаиваться, и если перебои с электроэнергией бывают очень редко, в нем просто нет необходимости. Слишком маленький гидробак также неэффективен – если используется мощный насос, то он будет часто включаться и выключаться и быстро выйдет из строя. Если возникает ситуация, когда пространство для монтажа ограничено или финансовые средства не позволяют приобрести накопительный бак большой емкости – можно рассчитать его минимальный объем по приведенной ниже формуле.

Рис. 6 Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака

Еще один метод вычислений – расчет необходимого объема гидробака по мощности используемого электронасоса.

В последнее время на рынке появились современные высокотехнологичные электронасосы с плавным пуском и остановкой, частотным регулированием скорости вращения рабочих колес в зависимости от водопотребления. В этом случае необходимость в гидравлическом баке с большим объемом отпадает – плавный пуск и регулировка не вызывают гидроударов, как в системах с обычными электронасосами. Автоматические блоки управления высокотехнологичных устройств с частотным управлением имеют встроенный гидробак очень маленького объема, рассчитанный на свою насосную группу.

Рис.7 Таблица рассчитанных значений давления и объема гидробака в зависимости от режимов работы поставляющей воду линии

Установка нескольких гидробаков

Некоторые пользователи сталкиваются с проблемой, как подключить дополнительный бак для линии водоснабжения, если произошло увеличение потребления или объем накопительного бака слишком мал для нормальной работы. Установка двух гидроаккумуляторов не представляет особых сложностей, их можно собрать, подключив параллельно, с использованием дополнительного переходного штуцера, гибкого шланга или обрезка водопроводной трубы.

Преимуществом системы с двумя баками является ее высокая надежность в случае, если в одном из них произойдет разрыв резиновой мембраны.

Рис. 8 Гидробак в блоке частотного управления насосами

Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

Установка гидроаккумулятора для систем индивидуального водоснабжения своими руками производится вместе с автоматикой и переходниками, к которым относятся коммутирующий пятивходовой штуцер, манометр для настройки и контроля, коммутирующее гидравлическое реле. При использовании в водозаборе скважинного глубинного электронасоса обвязка для скважины включает в себя реле сухого хода и обратный клапан, если он отсутствует в насосном агрегате.

Если в водопроводной магистрали используется поверхностный центробежный электронасос, то практичнее и дешевле приобрести готовую смонтированную насосную станцию, чем проводить монтаж элементов системы самостоятельно.

Рис. 4 Бачок расширительный в станции

Как выбрать гидроаккумулятор

При выборе гидроаккумулятора лучше отдать предпочтение моделям с резиновой грушей – в мембранных видах жидкость контактирует с металлическим корпусом, что может вызвать его коррозию.

Основной рабочий элемент баллонного гидробака – грушевидная мембрана, от качества которой зависит срок его службы, при этом материал корпуса играет менее важную роль, так как не контактирует с водой. Обычный материал изготовления груши – изобутированная пищевая резина, при выборе модели для наружного монтажа повышенное внимание следует обращать на фланец, к которому крепится резиновая мембрана. Предпочтение следует отдавать моделям, фланец которых сделан из толстой нержавейки или оцинкованной стали – такое изделие прослужит 10-15 лет без потери своей герметичности.

Еще одно преимущество баллонного бака – простота замены резиновой мембраны. Для этого откручивают несколько шестигранных болтов крепления фланца и снимают его вместе с оболочкой.

Рис. 9 Вертикальные гидробаки в водопроводной линии

Установка гидроаккумулятора

После приобретения подходящей модели электронасоса к скважине или колодцу и подключения его к трубопроводу, расчета объема и покупки нужного гидробака, необходимо его правильно установить. Если модель имеет большой объем и устанавливается на вертикальное ножки, стоит воспользоваться следующими рекомендациями:

• Лучше ставить объемный накопительный бак в самой высокой точке дома (чердак, второй этаж) – это позволит создать максимальное давление в водопроводной линии.
• Пол в помещении должен быть ровным, влажность не должна превышать установленные нормы во избежание коррозии оцинкованного фланца и поверхности бака.
• Устройство лучше подключать при помощи гибкого напорного шланга в оплетке из нержавейки и диаметром накидных гаек в один дюйм, выполненных из латуни. Следует избегать шлангов для подачи с алюминиевой оплеткой и монтажными муфтами из дешевого силумина – хрупкого сплава алюминия с кремнием.

Рис. 10 Схема подключения гидроаккумулятора для индивидуальных систем водоснабжения

Обвязка расширительного бака

Перед тем, как подключить гидроаккумулятор для систем индивидуального водоснабжения, готовят комплектующие: автоматические приборы, фильтры и переходные муфты для подсоединения труб ПНД. После подсоединения электронасоса к водопроводу из ПНД при помощи переходных пластиковых муфт и размещения его в скважине, дальнейшие работы по сборке проводят в следующей последовательности:

1. На выходе водопроводной трубы из насоса устанавливают шаровый кран и фильтр грубой очистки для удаления песка из воды.
2. После фильтра устанавливают тройник с диаметром отверстий, подходящих для подключения автоматики. В его верхний отвод вкручивают переходную муфту для подключения реле.
3. Для присоединения к электронасосу реле давления и манометра применяется стандартный пятивходовой штуцер, который подключают к тройнику при помощи переходника.
4. На выходе штуцера с наружной резьбой диаметром 1 дюйм устанавливают шаровый кран с накидной гайкой – это позволит производить ремонт и замену узлов, не сливая воду из всей водопроводной магистрали.
5. К выходному отверстию штуцера с внутренней резьбой 1 дюйм при помощи гибкой подводки присоединяют гидроаккумулятор.
6. Далее в пятивыводной штуцер устанавливают манометр и реле давления, в тройник вкручивают реле сухого хода.
7. В конце подключают электрический кабель питания к реле – монтаж автоматики на этом можно считать законченным.

Многие предпочитают устанавливать всю автоматику с помощью соединительных штуцеров непосредственно на выходе гидроаккумулятора – такая методика не требует подводного шланга.

Рис. 11 Как установить гидроаккумулятор в линию

Гидробак является основным узлом в автоматических системах управления электронасосами, необходимым для снижения нагрузки на водопроводную магистраль и уменьшения циклов срабатывания насосного оборудования. Его соединение с трубопроводом и настройку довольно просто сделать своими руками при использовании простейшего сантехнического инструмента. Для правильного выбора расширительного бака можно использовать не слишком сложную формулу или определить его параметры приблизительно в зависимости от объема подачи или мощности насосного оборудования.