Гидроаккумуляторы для водоснабжения: принцип функционирования, виды и рекомендации по выбору

Современные автономные системы водоснабжения обязательно должны быть оснащены резервуаром для хранения определённого объёма воды. Наиболее простым вариантом является установка пластикового или металлического бака на чердаке.

Тем не менее, гидроаккумуляторы быстро заменяют традиционные ёмкости, так как они более удобные в использовании и обеспечивают оптимальные условия для работы всей системы.

В данной статье мы предлагаем исчерпывающую информацию о различных типах гидроаккумуляторов и правилах их подбора. Мы также подробно описываем процесс установки и настройки оборудования. С помощью наших рекомендаций вы сможете без проблем эксплуатировать устройство и продлить его срок службы.

Основы работы типичного гидробака

Гидроаккумулятор, также известный как гидробак, аккумуляторный или напорный бак — это различные обозначения одного и того же устройства.

Снаружи он представляет собой металлический бак, который внутри разделён на две камеры с помощью специальной резиновой прокладки, больше известной как мембрана.

Гидропневматические сосуды (гидробаки или гидроаккумуляторы) используются для организации автономных систем водоснабжения, они помогают автоматизировать процесс забор воды.

Распространённые модели гидроаккумуляторов часто входят в комплектацию насосных станций, предназначенных для откачки воды из мелких источников.

Глубина, с которой может забирать воду насосная станция, обычно составляет около 10 метров. Для увеличения этого показателя оборудование вместе с гидроаккумулятором устанавливается в кессон.

Гидроаккумуляторы также применяются в системах с погружными насосами для работы с глубиной более 25 метров. В данном случае гидроаккумулятор устанавливают в любом удобном месте над уровнем земли.

Если кессон утеплён, либо расположен ниже уровня промерзания грунта, то гидробак для глубокой скважины может функционировать там целый год.

В случаях, когда нельзя защитить гидроаккумулятор от холода, его лучше разместить в отапливаемом помещении дома.

Гидроаккумуляторы становятся незаменимыми элементами насосных станций, особенно в сложных системах, где необходима работа нескольких насосов для доставки воды к конечному потребителю.

Если система водоснабжения эксплуатируется только в тёплое время года, допустимо устанавливать гидробак на улице под крышей, защищающей его от прямых солнечных лучей.

Прокладка прочно соединена с горловиной бака, где находится входное отверстие для воды. На противоположном конце имеется ещё одно отверстие для воздуха.

Здесь размещён стандартный ниппель. Зачем это нужно? Мембрана разделяет гидробак на две половины: с одной стороны — вода, с другой — воздух под давлением.

Давление в гидроаккумуляторе контролируется с помощью манометра. В некоторых моделях также встроен фильтр для предотвращения попадания загрязнений. Мембрана изготовлена из специальной резины, которая безопасна для здоровья человека и обладает высокой эластичностью.

Гидроаккумулятор делится мембраной на две части: в одном отсеке находится вода, в другом — сжатый воздух, что создаёт напор в системе водоснабжения.

При подключении гидробака к водопроводной системе вода поступает из устройства под стабильным давлением, что значительно улучшает качество водоснабжения и создает условия для нормальной работы бытовых приборов.

Мембрана в гидробаке содержит изменяемое количество воды, что приводит к её постоянному растяжению или сжатию. При увеличении объёма воды воздух сжимается, и давление возрастает. Реле давления контролирует значение давления и подаёт команды на включение или выключение насоса.

Например, для корректного функционирования автоматических стиральных машин и других устройств требуется поддержание определённого давления в системе. Обычно гидроаккумуляторы оборудованы регулирующим прибором — реле давления.

Это устройство можно настроить так, чтобы оно автоматически запускало и останавлило подачу воды в гидробак в зависимости от уровня давления воздуха. Когда из прибора начинает забираться вода, давление в воздушной камере снижается.

При достижении минимального значения реле давления автоматически запускает насос, обеспечивая восстановление объёма воды. Давление в гидробаке снова увеличивается, и как только оно достигает максимального установленного уровня, подача воды прекращается.

Данная схема показывает, какую роль играет гидроаккумулятор в системе автономного водоснабжения частного жилья.

Такая схема работы существенно уменьшает количество включений и выключений насоса, тем самым увеличивая срок его службы. Если бы насос был напрямую подключён к сантехнике, количество циклов работы значительно возросло бы.

Присутствие гидроаккумулятора в системе обеспечивает стабильность её работы и защищает от потенциальных гидроударов.

Кроме того, в гидроаккумуляторе всегда есть запас воды, что может быть полезно, например, в случае поломки насоса. Знание принципов работы гидроаккумулятора поможет более точно выбрать необходимое устройство, а также правильно произвести его монтаж и обслуживание.

Типы гидроаккумуляторов

Существует несколько категорий гидроаккумуляторов, различающихся по способу установки: горизонтальные и вертикальные. Вертикальные модели удобны тем, что для их установки легче найти подходящее место.

Обе разновидности, и горизонтальные, и вертикальные, оборудованы ниппелями. Когда вода попадает в устройство, в него также поступает определённое количество воздуха, которое постепенно накапливается и «занимает» часть объёма бака. Для нормальной работы устройства необходимо периодически сбрасывать этот воздух через ниппель.

По типу установки гидроаккумуляторы бывают вертикальными и горизонтальными, они имеют отличия в обслуживании, но выбор основывается в основном на размерах доступного пространства.

Вертикальные модели оснащены ниппелем, специально предназначенным для сброса воздуха. Просто нажав его, можно сбросить воздух до тех пор, пока он не выйдет полностью. У горизонтальных же баков процесс немного сложнее: кроме ниппеля необходимо установить запорный кран и слив для канализации.

Этот вопрос касается моделей, которые могут накапливать объём жидкости более 50 литров. Если модель имеет меньший объём, то специальных устройств для удаления воздуха из мембраны нет, независимо от установки.

Тем не менее, воздух необходимо сбрасывать. Для этого с гидроаккумулятора периодически сливают воду, а затем снова заполняют баки.

Перед тем как проводить процедуру, следует отключить подачу электроэнергии на реле давления и насос, или на всю насосную станцию, если гидробак является её частью. Затем нужно открыть ближайший кран.

Следует сливать воду до тех пор, пока ёмкость не освободится. После этого закройте кран и подайте электроэнергию на реле давления и насос, в результате чего вода автоматически заполнит гидроаккумулятор.

Гидроаккумуляторы с синей оболочкой предназначены для холодной воды, а с красной — для систем отопления. Их нельзя использовать в иных условиях, так как они отличаются не только цветом, но и материалом мембраны, а также способностью выдерживать различные уровни давления.

Обычно гидроаккумуляторы для автономных систем различаются по цвету: синие для холодного водоснабжения и красные для отопительных систем. Этот простой способ классификации позволяет быстро определить назначение устройства: синий — холодная вода, красный — горячая.

Если производитель не указал цветом назначение своей продукции, стоит уточнить эту информацию в техническом паспорте устройства. Помимо цвета, два типа гидроаккумуляторов различаются в первую очередь по характеристикам материала мембраны.

В обоих случаях используется качественная резина, предназначенная для контакта с пищевыми продуктами. Однако в синих резервуарах стоят мембраны, рассчитанные на контакт с холодной водой, в то время как в красных — с горячей.

Часто гидроаккумулятор является частью насосной станции, которая уже комплектуется реле давления, манометром, поверхностным насосом и другими компонентами.

Синие модели могут выдерживать более высокое давление по сравнению с красными. Использовать акумулятор, предназначенный для горячей воды, в системах холодного водоснабжения не рекомендуется, и наоборот. Неправильное использование может привести к быстрой деградации мембраны, в результате чего гидробак потребуется ремонтировать или заменять.

Как выбрать правильный гидробак?

Одним из ключевых параметров при выборе гидроаккумулятора является вместимость воды. Чтобы рассчитать необходимый объём устройства, можно воспользоваться специальной формулой:

При подборе гидроаккумулятора следует учитывать требуемый объем устройства: слишком маленький бак не сможет удовлетворить потребности системы, а слишком большой приведёт к лишним расходам.

Эту таблицу можно использовать для получения значения поправочного коэффициента в зависимости от мощности насоса:

При расчете необходимого объема гидроаккумулятора для системы водоснабжения необходимо применять специальный поправочный коэффициент, который учитывает мощность насосного оборудования.

Для бытовых нужд обычно достаточно емкости в пределах 25-50 литров. Однако расчетные данные часто не совпадают с фактическими характеристиками стандартных моделей гидроаккумуляторов.

В подобном случае разумно выбирать бак с немного большими объемами. Например, если в расчетах получено значение 32,5 литра, имеет смысл остановиться на модели объемом 35 литров.

Важно понимать, что внешние размеры оборудования и объем, который может быть заполнен водой, — это разные параметры. Как правило, вода занимает приблизительно треть общего объема гидроаккумулятора. Исходя из формулы, можно сделать вывод, что мощные насосы требуют более вместительных гидробаков для автономного водоснабжения.

Частое отключение электроэнергии в районе расположения дома — весомая причина для выбора более объемного бака, который сможет обеспечить небольшой запас воды для семьи.

Тем не менее, излишне выбирать слишком большой гидроаккумулятор также не стоит, поскольку в таком случае замена воды будет происходить медленно, что может негативно повлиять на ее качество.

В таблице приведены данные о том, сколько воды может быть сохранено в гидроаккумуляторе с определенными характеристиками.

Поэтому при расчетах важно учитывать максимальный объем воды, который проходит через трубопроводную систему. Кроме того, следует обратить внимание на импортные модели, так как их соединение с водопроводными системами в России или соседних странах может быть проблематичным.

Галерея изображений

Выбор гидроаккумулятора для независимого водоснабжения осуществляется с расчетом, чтобы запаса воды хватало для использования при последнем включении.

Объем гидроаккумуляторов для поверхностных насосов обычно составляет от 12 до 24 литров, что вполне подходит для одной точки водоразбора в дачном или загородном доме.

Для автоматизированного водоснабжения из глубоких источников требуется более вместительное устройство, поскольку погружные насосы сильно зависят от частоты активации.

Гидроаккумуляторы для систем с несколькими водоразборными точками также должны иметь увеличенный объем, учитывая возможность одновременной работы нескольких кранов.

Монтаж и регулировка

Установка гидроаккумулятора требует более тщательного подхода, чем монтаж обычного накопительного бака. Это обусловлено тем, что накопитель на чердаке статичен, а гидробак функционирует динамично: происходит подача и отбор воды, мембрана сжимается и растягивается и т.д.

Для предотвращения передачи вибраций на водоснабжение и окружающие предметы, гидроаккумулятор следует устанавливать на ровной и прочной поверхности, используя амортизирующие резиновые прокладки.

Место установки гидробака должно быть достаточно просторным и легкодоступным, так как такие устройства требуют периодического обслуживания и проверки.

Перед монтажом стоит уточнить необходимое давление в пустом гидроаккумуляторе, которое обычно устанавливается на уровне 1,5 бар. Это значение задается производителем, но со временем часть воздуха может выйти из системы.

Для измерения давления подойдёт любой рабочий манометр с точностью не менее 0,5 бар.

Необходимо измерить давление, а при необходимости подкачать воздух или, наоборот, стравить его. Полезно также уточнить нормальное значение давления в пустом гидробаке, основываясь на данных технического паспорта. Поскольку золотник имеет стандартные размеры, подойдет практически любой манометр.

Если вдруг гидроаккумулятор не укомплектован манометром, можно воспользоваться автомобильным прибором, главное, чтобы он был исправен и точен. Головное значение шкалы должно начинаться от 0,5 бар или ниже. Также допустимо использование электронных измерительных устройств.

Подключение к водопроводным трубам производится через гибкие переходники, при этом следует убедиться, что диаметр переходников соответствует диаметру труб, исключая сужение. Перед заполнением бака водой необходимо удалить весь воздух из мембраны.

Для снижения вибраций от работы гидроаккумулятора используются специальные гибкие шланги соответствующего диаметра при соединении устройства с водопроводной системой.

Первую закачку воды внутрь следует производить очень медленно и тонкой струйкой, чтобы избежать повреждения мембраны, которая могла деформироваться во время хранения.

Хотя такие детали кажутся незначительными, они могут существенно повлиять на работоспособность гидробака. Важно также корректно настроить давление в емкости.

После заполнения гидроаккумулятора водой необходимо ещё раз проверить давление воздуха. Чем меньше воздуха в баке, тем больший объем воды можно закачать, но это также влияет на понижение выходного давления.

Можно снизить давление воздуха в устройстве до 1 бар, если нужно увеличить запас воды, однако это может привести к снижению напора воды в системе. Владельцу придется делать выбор между хорошим напором и возможностью увеличения объёма воды в баке.

В любом случае минимальный уровень давления воздуха не должен опускаться ниже 1 бара. Недостаток воздуха может привести к тому, что мембранная вставка заполнится водой и коснется металлических стенок гидробака, что недопустимо, так как это может привести к разрушению резины и поломке оборудования.

Галерея изображений

Гидропневматические емкости функционируют только в сочетании с реле давления, без которых их применение теряет смысл.

Реле давления, которое реагирует на колебания мембраны гидроаккумулятора, устанавливают непосредственно за ним. Для контроля давления используется манометр.

Для фиксирования параметров работы системы и их автоматического реагирования в схему включаются дополнительные устройства, такие как реле сухого хода. Для их питания нужно отдельное электрическое подключение с розеткой.

Для слива воды из системы во время длительного простоя после гидроаккумулятора устанавливают кран.

Работа в паре с реле давления

Место установки реле давления

Расположение реле сухого хода

Кран для консервирования оборудования

После завершения заполнения, настройки и подключения гидробака к водопроводной системе можно приступать к регулировке реле давления. Обычно на устройстве имеется инструкция, которая описывает последовательность действий.

Внутри корпуса находятся две пружины для регулировки. Большая пружина, обозначенная Р, отвечает за установку минимального давления, при котором реле активируется и начинают закачку воды в гидроаккумулятор.

С помощью маленькой пружины, обозначенной как Р , определяется разница между нижним и верхним давлением, т.е. давлением отключения и включения. По мере отборов воды из гидробака давление будет изменяться.

Когда давление достигает нижнего предела, контакты реле замыкаются, и насос включается. При настройке реле давления, требуется осуществляется несколько циклов заполнения и опустошения гидроаккумулятора.

Как правило, разница между давлением включения и отключения составляет около двух бар. В паспорте гидробака указано максимальное давление, на которое он рассчитан, но необходимо быть осторожным и не пытаться подкачать его до предела.

Работа на максимальных значениях приводит к более быстрому износу всех элементов. В процессе регулировки реле давления следует помнить, что разница между давлением отключения и давлением воздуха в гидроаккумуляторе должна составлять около 10%.

Рекомендации по эксплуатации

После установки гидроаккумулятора необходимо обеспечить его надлежащее обслуживание. Примерно раз в месяц следует проверять настройки реле давления и при необходимости корректировать их. Также полезным будет проверить состояние корпуса, целостность мембраны и герметичность соединений.

Частей поломки, возникающие в гидробаках, — это разрывы мембраны. Частые циклы растяжения и сжатия будут со временем повреждать этот компонент. Резкие изменения показаний манометра могут указывать на разрыв мембраны, что приводит к попаданию воды в «воздушное» пространство гидроаккумулятора.

Чтобы убедиться в наличии неисправности, достаточно стравить воздух из устройства. Если вместе с воздухом начнёт течь вода, значит, мембрана нуждается в замене.

К счастью, ремонт такой поломки достаточно прост. Для его выполнения необходимо:

1. Отключить гидробак от водопровода и электросети.
2. Снять болты, удерживающие верхнюю часть устройства.
3. Извлечь поврежденную мембрану.
4. Установить новую мембрану.
5. Собрать устройство в обратном порядке.
6. Провести установку и подключение гидробака.

По окончании ремонта необходимо протестировать и отрегулировать давление в баке и реле давления. Соединительные болты следует затягивать равномерно, чтобы избежать опрокидывания новой мембраны и того, чтобы её край не соскользнул внутрь корпуса гидробака.

Процесс замены мембраны гидроаккумулятора достаточно прост, но необходимо убедиться, что новая мембрана идентична старой.

Чтобы установить болты, их помещают в соответствующие отверстия, после чего поочередно выполняют несколько поворотов каждого из них. Так мембрана будет равномерно прижата к корпусу со всех сторон. Одна из наиболее распространенных ошибок, совершаемых начинающими при ремонте гидроаккумуляторов, — это неверное применение герметизирующих составов.

Обрабатываемая поверхность для установки мембраны не требует использования герметика; наоборот, использование таких компонентов может отрицательно сказаться на мембране. Новая мембрана обязана быть точной копией старой как по форме, так и по объему. Рекомендуется сначала разобрать гидроаккумулятор, а затем, используя поврежденную мембрану в качестве образца, отправляться в магазин за новым комплектующим.

Резюме и полезные видеоматериалы

В данном видео вы сможете детально ознакомиться с принципом функционирования гидроаккумулятора:

Для определения объема гидроаккумулятора можно воспользоваться специализированными калькуляторами. Один из таких инструментов представлен в следующем видеоролике:

Замена мембраны в гидробаке — задача не особенно сложная. Все этапы этого процесса изложены в следующем видео:

Гидроаккумулятор занимает важное место в современных автономных системах водоснабжения. Безусловно, это устройство сложнее и дороже, чем традиционный накопительный бак.

Но все вложения полностью оправданы, так как наличие гидробака обеспечивает лучшее качество водопроводной воды и значительно увеличивает срок службы насосного оборудования. Кроме того, это просто удобно, потому что в системе водоснабжения всегда поддерживается стабильный напор воды благодаря надежной автоматизации.

Не стесняйтесь оставлять свои комментарии в специальной форме ниже. Задавайте вопросы по интересующим вас аспектам рассмотренной информации, делитесь полезными знаниями, выкладывайте фотографии и советы. Возможно, ваш опыт окажется полезным для других посетителей сайта.