Гидроаккумулятор своими руками — как работает, установка, как подключить

 

Гидроаккумулятор является специальной металлической герметичной емкостью, содержащей внутри эластичную мембрану и определенный объем воды под определенным давлением.

Как работает гидроаккумулятор

Конструкция гидроаккумулятора проста, как и все гениальное. В корпус металлического бака вставлена резиновая прокладка конической, грушевидной или другой формы. Прокладку или мембрану чаще всего изготавливают из бутила, который обладает значительным запасом прочности и устойчив к постоянному растяжению и воздействию воды.

Этот материал также характеризуется высокими антибактериальными свойствами и соответствует всем гигиеническим нормам. Вода, поступающая в емкость, удерживается этой прокладкой, со стенками металлического корпуса она не контактирует. С оборотной стороны корпуса установлен ниппель, который позволяет закачивать внутрь емкости воздух.

 

Гидроаккумуляторами называют гидропневматические емкости, предназначенные для организации автоматизированных независимых водопроводных систем

Гидроаккумуляторы работают в тандеме как с поверхностным насосным оборудованием, так и с погружными насосами

Установка гидробака позволяет создать резервный запас воды на случай перебоев с поставкой электроэнергии, предохраняет насос от преждевременного износа, защищает систему от гидроударов

Использование гидроаккумулятора не по назначению чревато выходом из строя оборудования из-за разрыва важного элемента — эластичной мембраны

 

Вода и воздух разделены прокладкой. Подкачивая или стравливая воздух, можно регулировать давление, которое он оказывает на воду. В результате вода поступает в систему под давлением, а это обеспечивает необходимый напор.

Обязательный для гидроаккумулятора элемент — манометр, с помощью которого контролируют текущее давление в емкости. Оптимальными показателями давления в воздушном отсеке гидроаккумулятора считаются 1,5-2,0 атмосферы.

На схеме наглядно показано устройство гидроаккумулятора. В верхнюю часть поступает вода, которая удерживается резиновой мембраной, а в нижнюю часть подкачивается воздух, который обеспечивает необходимый напор воды

Везде, где нужен хороший напор, установка гидроаккумулятора будет более чем актуальна. А требования к хорошему напору постоянно возрастают. Например, для нормальной работы автоматической стиральной машины или посудомоечного агрегата может понадобиться не менее 0,7-2 атмосфер. А душевая кабинка с гидромассажем или знаменитая ванна с джакузи будет нормально работать только при четырех атмосферах.

Сразу же стоит отметить, что избыточное давление в водопроводной системе — не самое полезное явление, поскольку таким образом создается дополнительная и совершенно ненужная нагрузка на конструкции.

Это уменьшает срок их эксплуатации и приводит к возникновению протечек, поломок и других проблем. Хотя во время опрессовки системы давление может достигать даже 10 атмосфер, рабочие показатели лучше всего оставить на уровне в 4-5 атмосфер.

Гидроаккумуляторы различаются по объему, а также они могут быть ориентированы горизонтально или вертикально. Для систем отопления предназначены гидробаки, рассчитанные на работу при высоких температурах

Даже если в доме не имеется современной бытовой техники, чувствительной к напору воды в водопроводе, гидроаккумулятор все же может пригодиться. На верхних этажах высотных зданий напор воды в водопроводе бывает очень и очень слабым. Гидроаккумулятор позволяет эффективно решить проблему такого рода.

Вместительность гидроаккумулятора может варьироваться в пределах 5-100 л. Конечно, чтобы запасать воду, это очень скромные цифры. Если есть необходимость всегда иметь солидный запас воды, лучше использовать накопительный бак достаточного объема.

При организации автономного водоснабжения гидроаккумулятор используют в сочетании с погружным или поверхностным насосом. Насосом закачивает воду в бак до тех пор, пока давление не достигнет определенного, заранее установленного уровня. После этого оборудование отключается в автоматическом режиме.

Вода убывает, давление снижается, достигает минимального уровня. В этот момент насос снова включается и работает до тех пор, пока опорожненная прежде емкость не заполнится водой. Чтобы регулировать работу такой системы, используют реле давления. Это позволяет сократить число включений/выключений насосного оборудования до минимума, что значительно увеличивает его служебный ресурс.

 

Корпус гидробаков представляет собой сварную емкость, окрашенную порошковым составом. При изготовлении сосуд оснащается контрфланцем

К контрфланцу герметично подсоединен пластиковый или металлический фланец, в центре которого расположен штуцер с резьбой

С противоположной стороны гидроаккумулятора расположен ниппель — воздушный клапан, через который производится подкачка воздуха при потребности в повышении давления

Гидроаккумуляторы, вместимостью от 14 до 50 л выпускаются в горизонтальном исполнении с площадкой для крепления поверхностного насоса. Гидробаки емкостью свыше 50 л вертикального исполнения, работают преимущественно с погружными насосами

 

Вход для подачи воды в гидроаккумулятор оборудован специальным патрубком, который установлен на резьбовом соединении. Современные модели таких устройств относительно не сложно разобрать и затем собрать, выполнив необходимое обслуживание, замену элементов или другие виды ремонта. Если гидроаккумулятор установлен правильно, то для его техобслуживания сливать воду из водопроводной системы не придется.

Этой таблицей можно воспользоваться, чтобы рассчитать объем гидробака для конкретной ситуации, исходя из прогнозируемых условий его работы (+)

Выбирая гидроаккумулятор, следует обратить внимание на диаметр патрубка и сравнить его с размерами водопроводной трубы. Специалисты уверяют, что чем точнее эти показатели, тем меньше гидропотерь будет в системе. Если же диаметры конструкций не совпадают, придется использовать переходник.

Вода имеет свойство испаряться, что может повлиять на показатели давления в устройстве. Чтобы стравить такой избыточный воздух на гидроаккумуляторах большой емкости — около 100 л — устанавливают клапан. Модели небольшого объема такого устройства не имеют. Рекомендуется установить в системе клапан или тройник, который перекроет подачу воды к водопроводу и позволит удалить избыток воздуха.

Зачем нужен гидроаккумулятор?

Гидроаккумулятор (другими словами – мембранный бак, гидробак) используется для поддержки стабильного давления в водопроводе, предохраняет водяной насос от преждевременного износа из-за частого включения, предохраняет систему водоснабжения от возможных гидроударов. При отключении напряжения, благодаря гидроаккумулятору, вы всегда будете с небольшим запасом воды.

Вот основные функции, которые выполняет гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

1. Предохранение насоса от преждевременного износа. Благодаря запасу воды в мембранном баке, при открытии водопроводного крана насос будет включаться только в том случае, если запас воды в баке иссякнет. Любой насос имеет определенную норму включений в час, поэтому, благодаря гидроаккумулятору, у насоса появиться запас неиспользованных включений, что повысит срок его эксплуатации.
2. Поддержка постоянного давления в водопроводной системе, предохранение от перепадов напора воды. Из-за перепадов напора при одновременном включении нескольких кранов происходят резкие колебания температуры воды, например в душе и на кухне. Гидроаккумулятор успешно справляется с такими неприятными ситуациями.
3. Предохранение от гидроударов, которые могут возникать при включении насоса, и способны порядком подпортить трубопровод.
4. Поддержание запаса воды в системе, что позволяет пользоваться водой даже во время отключения электричества, что в наше время происходит довольно часто. Особенно ценна эта функция в загородных домах.

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 в половину 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.

Устройство гидроаккумулятора

Герметичный корпус этого устройства разделяется специальной мембраной на две камеры, одна из которых предназначена для воды, а другая – для воздуха.

Вода не соприкасается с металлическими поверхностями корпуса, так как она находится в водяной камере-мембране, изготовленной из крепкого резинового материала бутила, устойчивого к воздействию бактерий соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам, предъявляемым к питьевой воде.

В воздушной камере находится пневмоклапан, предназначением которого является регулирование давления. Вода попадает в гидроаккумулятор через специальный присоединительный патрубок на резьбе.

Устройство гидроаккумулятора должно быть смонтировано таким образом, чтобы его можно было беспрепятственно разобрать в случае ремонта или профилактики, не сливая при этом всю воду из системы.

Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.

В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 л находится особый клапан для стравливания воздуха, выделяющегося из воды. Для малолитражных гидроаккумуляторов, в которых нет такого клапана, в системе водопровода должно быть предусмотрено устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, который перекрывает основную магистраль системы водоснабжения.

В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно составлять 1.5-2 атм.

Принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор работает так. Насос подает воду под давлением в мембрану гидроаккумулятора. Когда достигается порог давления, реле отключает насос и вода прекращает подаваться. После того, как при заборе воды давление начинает падать, насос опять автоматически включается и подает воду в мембрану гидроаккумулятора. Чем больший объем гидробака, тем эффективнее результат его работы. Срабатывание реле давления можно регулировать.

Во время работы гидроаккумулятора, растворенный в воде воздух постепенно скапливается в мембране, что приводит к снижению эффективности работы устройства. Поэтому, необходимо производить профилактику гидроаккумулятора, стравливая накопившийся воздух. Частота проведения профилактик зависит от объема гидробака и частоты его эксплуатации, что составляет приблизительно один раз в 1-3 месяца.

Конструктивные особенности гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор представляет собой металлическую емкость разделенную на две условные части мембраной: диафрагмой или баллоном.

Гидробаки с диафрагменной мембраной состоят из:

• камеры для воды;
• диафрагменной мембраны, которая установлена поперек бака; газовой камеры;
• гнезда с клапаном;
• патрубка подсоединения к системе.

Гидробаки с мембраной баллонного типа состоят из:

• камеры для воды;
• баллона мембраны, который закреплен на входе около входного патрубка;
• гнезда с клапаном; газовой камеры;
• патрубка подсоединения к системе.

Гидробаки предназначены для:

• холодного водоснабжения;
• горячего водоснабжения;
• системы отопления.

Различают горизонтальные и вертикальные гидроаккумуляторы.

Чаще для загородных домов используют гидробаки вертикальные. У них имеются ножки, а также специальное крепление на корпусе для подвешивания на стену. Занимают мало место.

Горизонтальные гидробаки чаще всего используют в насосных станциях с наружными насосами. В таком случае насос устанавливается на бак, что прилично экономит место.

Гидроаккумулятор с мембраной имеет больший срок службы, чем гидробак из оцинкованной стали

Нужен ли гидроаккумулятор для погружного насоса?

• Гидроаккумулятор предназначен для защиты насоса, т.к. в нем накапливается небольшое количество воды, которое будет использоваться при открытом кране.
• При установке гидроаккумулятора дополнительно устанавливаются следующие устройства: манометр, воздухоотводчик и реле давления.
• Гидроаккумулятор устанавливается в доме, в специальном помещении или в приямке, защищенной от поступления осадков.

Если гидроаккумулятор не установлен, то насос будет включаться постоянно, как только будет открываться кран. В связи с этим, возрастает вероятность гидроудара. Гидроудар образуется при скачкообразном повышении давления, которое появляется из-за частых включений.

Поэтому важность гидроаккумулятора очевидна. Гидроаккумулятор имеет несколько названий, его называют гидробаком, расширительным или мембранным баком.

Таким образом, гидроаккумулятор выполняет следующие функции:

• сглаживающую – помогает избежать гидроудары;
• поддерживающую – совместно с реле поддерживается стабильное давление воды;
• защитную – защищает насос от постоянных включений, а также в отсутствие электрической энергии, за счет небольших запасов воды.

В одной половине гидробака – сжатый воздух, находящийся под давлением 1,5 атм. Вторая часть гидроаккумулятора наполняется водой. Объем давления неизменен и на размеры емкости никак не влияет.

Самый простой прибор, который помогает измерять давление, манометр. Подключается манометр к гидроаккумулятору при помощи штуцера.

Если при проверке выявлено, что давление в гидробаке упало, то его легко увеличить до необходимого уровня при помощи велосипедного насоса через ниппель, который расположен наверху оборудования. А для того чтобы уменьшить давление, необходимо отогнуть клапан ниппеля и выпустить воздух.

При проведении данных действий необходимо следить за параметрами на манометре.

Нормальное давление в гидроаккумуляторе составляет от 1,4 до 2,8 атм. Давление в системе должно превышать давления бака на 0,1 атм. Если Вам необходимо высчитать самостоятельно, какое давление в гидроаккумуляторе необходимо настроить, то воспользуйтесь следующей формулой:

Давление в гидробаке = (Максимальная высота точки разбора +6) / 10

Схема подключения гидроаккумулятора

Система водоснабжения включает в себя: насос, гидроаккумулятор, реле давления, обратный клапан, запарную арматуру, фильтрующую систему, манометр, трубопровод, ну и, конечно же, электрическое питание.

Гидроаккумулятор устанавливается рядом с наружным насосом в приямке или же в помещении в доме, смотря где выделено место.

Все устройства, которые необходимы для подключения всего оборудования, присоединяются с помощью 5-выводного штуцера.

5-выводной штуцер располагает выходами разного диаметра, что идеально подходит при подключении схемы для обвязки гидроаккумулятора. Поэтому данный элемент является основой в схеме обвязки как погружного, так и поверхностного насоса с гидроаккумулятором.

Сначала штуцер прикрепляется к гидробаку, потом к нему подключаются манометр, реле давления. Последними подключениями к пятивыводному штуцеру является насосная труба и разводка к водоснабжению дома.

Обратный клапан позволяет накопить воду в гидробаке от погружного насоса.

Устанавливается на насос до подключения всей схемы гидроаккумулятора в следующей последовательности:

• Опускаем насос в скважину;
• Необходимо закрепить страховочный трос, который удерживает насос;
• Подсоединяем все элементы схемы при помощи пятивыводного штуцера;
• Необходимо произвести настройку реле давления.

Реле давления

Реле давления играет важную роль в работе гидроаккумулятора, а также всей домашней системы. Для эффективности и правильность работы реле необходимо настроить.

Для этого необходимо:

• Первым дело необходимо избавиться от воды в системе водоснабжения, для этого нужно открыть кран, который расположен внизу;
• Открывается крышка реле и включается насос для заполнения системы водой.
• После отключения насоса необходимо запомнить показания манометра, который показывает давление в системе;
• Опять спускается небольшое количество воды, чтобы запустить насос. Также записываются показания манометра. Дальше производится математический расчет: от наибольшего числа вычитаем наименьшее. От получившего числа происходят дальнейшие действия. Если значение меньше, чем 1,4 бар, то гайку малой пружины на реле необходимо затянуть. Если значение больше, чем 1,4 бар, то ослабить.
• Гайкой на большой пружине в реле можно регулировать напор воды. Действия абсолютно аналогичные. Больший напор – затягивается, поменьше – ослабляется.
• Все настройки должны проводиться при выключенном насосном оборудовании.
• После всех пройденных этапов нужно запустить систему и проверить как она работает. Настраивать можно бесконечное количество раз, до того момента, пока все не устроит.

Схема водоснабжения с погружным насосом и гидроаккумулятором после подключения работает так:

• Погружной насос перекачивает воду из скважины в гидробак;
• По мере заполнения воды в гидроаккумуляторе происходит повышение давления воздуха. Когда будет достигнута точка максимума на реле, насосное оборудование отключится.
• Запас воды, скопившейся в гидробаке, позволит пользоваться водой определенное количество времени. Когда количество воды будет уменьшаться в мембране гидробака, давление будет снижаться до минимума на реле, контакты замкнуться и насос включиться.
• И так по кругу.

Как часто будет включаться Ваш насос напрямую зависит от объема гидроаккумулятора. Не забудьте учитывать это при выборе емкости.

Схема подключения нескольких гидроаккумуляторов к погружному насосу

Если при использовании гидроаккумулятора Вам будет необходимо еще емкость для накапливания воды, то возможно установить параллельно еще несколько гидробаков, подходящего для Вас объема.

Подключаются второй и последующие баки просто, при помощи вкрученного тройника. К одному входу подключается насос (пятивыводной штуцер), а к другому новый гидробак.

При подключении нескольких гидроаккумуляторов не требуется перенастраивать систему.

Также наибольшее количество гидробаков продлит срок службы Вашего насоса, т.к. его придется включать реже.

Как выбрать

Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из изобутированной резины (ее еще называют пищевой). Материал корпуса имеет значение толкьо 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 портиться 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.

Ремонт и профилактика гидроаккумулятора

Даже самые простые гидробаки требуют к себе внимания и ухода, как любое работающее и приносящее пользу устройство.

Поводы для ремонта гидроаккумулятора бывают разные. Это коррозия, вмятины корпуса, нарушение целостности мембраны или нарушение герметичности бака. Также существует множество других причин, которые обязывают владельца ремонтировать гидробак. Чтобы не допустить серьезных поломок, необходимо регулярно осматривать поверхность гидроаккумулятора, следить за его работой, чтобы предотвратить возможные проблемы. Недостаточно осматривать ГА два раза в год, как оговаривается в инструкции. Ведь можно устранить одну неисправность сегодня, а завтра не обратить внимание на другую возникшую проблему, которая на протяжении полугода превратиться в непоправимую и может привести к выходу гидробака из строя. Поэтому гидроаккумулятор нужно осматривать при каждой возможности, чтобы не пропустить малейших неисправностей, и вовремя проводить их ремонт.

Причины поломок и их устранение

Причиной поломки расширительного бака может быть слишком частое включение-выключение насоса, выход воды через клапан, слабый напор воды, слабое давление воздуха (ниже расчетного), слабый напор воды после насоса.

Как устранить неисправность гидроаккумулятора своими руками? Поводом для ремонта гидроаккумулятора может стать слабое давление воздуха или его отсутствие в мембранном баке, повреждение мембраны, повреждение корпуса, большая разница в давлении при включении и выключении насоса, неправильно выбранный объем гидробака.

Устранить неисправности можно следующим образом:

• чтобы увеличить давление воздуха нужно произвести его нагнетание через ниппель бака гаражным насосом или компрессором;
• поврежденную мембрану можно восстановить в сервисном центре;
• поврежденный корпус и его герметичность устраняется тоже в сервисном центре;
• исправить разницу в давлениях можно, выставив слишком большой дифференциал в соответствие с частотой включений насоса;
• достаточность объема бака нужно определить до его установки в систему.

Давление в гидроаккумуляторе

В воздушной камере гидроаккумулятора давление должно быть на 10 % ниже, чем давление при включении насоса.

Точный показатель давления воздуха можно измерить, лишь при отключенном от системы водопровода баке, при отсутствии давления воды. Давление воздуха необходимо постоянно держать под контролем, по необходимости регулировать, что прибавит мембране срок жизни. Также для продолжения нормального функционирования мембраны нельзя допускать большой перепад давления, когда включается и выключается насос. Нормальным является перепад в 1.0-1.5 атм. Более сильные перепады давления уменьшают срок службы мембраны, сильно растягивая ее, к тому же, такие перепады давления не дают возможности комфортного пользования водой.

Гидроаккумуляторы можно устанавливать в местах с невысокой влажностью, неподверженных затоплению, чтобы фланец устройства успешно служил много лет.

Выбирая марку гидроаккумулятора, необходимо обратить особое внимание на качество материала, из которого выполнена мембрана, проверить сертификаты и санитарно-гигиенические заключения, удостоверившись, что гидробак предназначен для систем с питьевой водой. Также нужно убедиться в наличии запасных фланцев и мембран, которые должны быть в комплекте, чтобы в случае возникшей проблемы не пришлось покупать новый гидробак.

Предельное давление гидроаккумулятора, на которое он рассчитан, должно быть не меньшим, чем максимальное давление в системе водопровода. Поэтому большинство устройств выдерживают давление 10 атм.