Расчет гидроаккумулятора для системы водоснабжения: принцип работы агрегата и критерии выбора определенной модели

Учитываем давление

Рекомендованным давлением в гидроаккумуляторе считается значение, которое на 0,1 – 0,5 бар меньше давления включения автоматики насоса. Так, например, для насоса с минимальным значением давления при запуске автоматики в 1,6 бар нормальным значением давления в баке будет 1,3 – 1,5 бар. Это минимальное давление воздуха. Производители указывают и максимальное давление, возможное при работе оборудования. У разных моделей оно может составлять от 6 до 10 бар.

При покупке резервуара проверьте значение давления в нем с помощью манометра. Для его присоединения в корпусе бака есть специальный ниппель. У некоторых моделей манометр уже установлен. Убедитесь, что давление соответствует необходимому значению – исходить нужно из данных включения насоса

Важно понимать, что вода поступает не в сам бак, а в мембрану. Если давление меньше рекомендованного, мембрана будет заполняться водой больше, чем положено, – насос станет включаться реже, но это может привести к разрыву мембраны

Поэтому так важно каждые полгода проверять давление в баке. При пониженном значении требуется закачать воздух с помощью автомобильного насоса. Но не нужно слишком усердствовать – превышение допустимого давления скажется на уменьшении возможного запаса воды в мембране, а значит, насос будет включаться чаще. Поддержание рекомендуемого значения является залогом безотказной работы водопровода.

Что это такое

Гидроаккумулятором называется емкость из черной или из нержавеющей стали, разделенная эластичной мембраной (как правило, грушевидной формы) на два отсека. Один из них в процессе работы заполнен водой, второй — воздухом.

Пустой (слева), и полный (справа) гидроаккумуляторы

Мембранный бак может применяться как на холодной, так и на горячей воде. Устройства для систем ХВС и ГВС различаются уровнем термостойкости мембраны. Как правило, производители используют цветовую маркировку: бачки для холодной воды окрашиваются в синий цвет, для горячей — в красный.

На фото — предназначенный для холодной воды Рефлекс ДЕ 300

Красный цвет указывает на повышенную термостойкость мембраны

Мембранный бачок объемом 50 литров с неокрашенным корпусом из нержавеющей стали

Типичный гидроаккумулятор имеет два вывода на корпусе:

1. Патрубок с резьбой для присоединения к водопроводу;
2. Ниппель для замера давления и накачки воздуха.

Размер и резьба ниппеля делают его совместимым с автомобильным насосом

Со стороны патрубка для подключения на баке расположен съемный фланец. Через него выполняются ремонт и  обслуживание гидроаккумулятора для систем водоснабжения. Типичная неисправность этих устройств — разрыв мембраны.

Форм-факторы

Мембранные баки выпускаются в трех основных форм-факторах:

Гидроаккумулятор Джилекс для систем водоснабжения с установленным на нем насосом

Производители

В силу простоты конструкции создать какой-либо рейтинг гидроаккумуляторов для систем водоснабжения затруднительно: устройства всех производителей достаточно надежны и долговечны.

На российском рынке можно выделить два бренда, заслуживших определенный авторитет и производящих мембранные бачки  более двух десятилетий:

1. Компания Джилекс предлагает баки объемом до 750 литров и снабжает их оцинкованными или пластиковыми фланцами, успешно противостоящими коррозии;

Линейка вертикальных баков от Джилекс

1. Гидроаккумуляторы Беламос обладают объемом до 300 литров и изготавливаются из стали толщиной 0,8-1 мм. В них отсутствуют внутренние сварные швы, что резко уменьшает вероятность повреждения мембраны.

Еще один образец качественной продукции — гидроаккумуляторы для систем водоснабжения Aquasystem

Все гидроаккумуляторы Aquasystem для систем водоснабжения производятся в Италии и из итальянских комплектующих

Полный и полезный объем

Важный момент: все изготовители указывают полный объем мембранного бака. Между тем его вместимость гораздо меньше полного объема.

Ее точное значение определяется двумя факторами:

1. Давлением накачки гидроаккумулятора (давлением в воздушном отсеке);
2. Давлением в водопроводе (см. Каким должно быть давление в водопроводе). Чем меньше давление накачки и чем больше давление воды, тем больше вместимость. Обычно гидроаккумулятор объемом 100 литров вмещает от 40 до 60 литров воды.

Имеющий полный объем 24 литра Джилекс Г24 на практике вмещает не больше 12-15 литров воды

Как правильно выбрать гидробак

Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.

Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.

Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец

При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.

Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.

Расчет параметров гидробака

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.

Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака

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.

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

Ответы знатоков

Зачем его накачивать? водичку туда надо.

Закачивать можно до любого значения давления

Тут важно понять, что вы хотите получить. Многое зависит от суточного расхода и пикового, а так же от самой верхней точки водоразборного крана

Все параметры заводите в специально расчитанные таблицы и получаете необходимый результат и по характеристикам ресивера (гидроаккумулятору)

Сейчас даже не ясно на какой высоте у вас кран находится относительно ресивера. Поэтому невозможно ничего сказать вразумительного

Все параметры заводите в специально расчитанные таблицы и получаете необходимый результат и по характеристикам ресивера (гидроаккумулятору) . Сейчас даже не ясно на какой высоте у вас кран находится относительно ресивера. Поэтому невозможно ничего сказать вразумительного.

В Ваш гидроаккумулятор накачивать дополнительно воздух не нужно. При заполнении его водой на 62% объёма в нём будет давление 5 кг/см2 — достаточное для отключения насоса, а при сработке до 37% объёма — 3 кг/см2, и насос включится. Объём воды от 62 % до 37% равен 20 литрам. То есть за один цикл, от выключения насоса при мах. давлении и до включения при мин. давлении Вы будете расходовать 20 литров воды.

У меня настроен 2,4 верх. 1,5 низ качаю по инструкции минимум1,5 атм. Интерполируй получишь 3 атм, а там смотри как работает.

Для плавного изменения напора воды при водоразборе и компенсации резкоко скачка давления при пуске насоса, давление выставляется (по воздуху) на две десятки меньше включения. Все измерения производятся для лучшей калибровки через нипель подкачки. То есть в вашем случае 2,8 атм. Хотелось бы чтобы при этом у вас стояло грамотно подобраное оборудование и не заужались диаметры на подводящих трубах . Как указал выше Юрий, у вас завышена дэльта .Понизьте разницу до показателя в пределах 1.2 -1.5 атмосфер.

На мембранном баке есть крышка под которой расположен ниппель. Надовите на стержень золотника-если пойдёт вода-то потребуется замена резинового балона внутри бака. Если вода не пошла-то отключите насосную станцию от сети, сбросте давление воды в системе, и при открытом кране где-либо (полив, ванна. ит. д. ) произведите подкачку водуха в депферный бак. Можно (и нужно) использовать автомобильный компрессор или ножной насос обязательно с манометром. Давление в пустом (без воды) баке больше 2атм. не рекомендую. Проверте исправность самого ниппеля после подкачки и запуска в работу насосной станции.

либо подсос воздуха через соединения, либо датчик давления. . датчик можно прочистить и продуть..

Нужно подкачать воздух в мембранный бачок через ниппель до давления 2-2,5 кг\кв. см и все будет работать как надо.

Насосал песка в систему. Разбирай, смотри. Возможно уже деформирована крыльчатка. Если так — придётся раскошеливаться.

Суть проблемы: резкое уменьшение изменяемого (сжимаемого воздушного) объема куда нагнетается вода. смотрите расширительный бак. Песок, порвана мембрана — собственно, народ уже все сказал

Источник

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

Популярные модели

На сегодняшнем рынке, присутствует множество различных моделей гидроаккумуляторов. Однако, среди них есть наиболее популярные устройства для частного дома.

Этот рейтинг носит ориентировочный характер и составлен на основе популярности среди потребителей.

Предыдущие статьи Следующие статьи

• 25.03.2017.
  

  Что такое гидроаккумулятор и принцип его работы

• 25.03.2017.
  

  Замена мембраны в гидроаккумуляторе

• 25.03.2017.

Подбор объема гидроаккумулятора

Есть простой, без сложных формул расчета, способ рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения частного дома по количеству водоразборных точек с учетом производительности насоса:

•  до 3 точек, насос работает с производительностью 2 м3/час — достаточно гидробака емкостью до 24 л — это вариант для небольших дачных домов с проживанием 1-2 человек;
•  до 8, насос — 3,5 м3/час — 50 (такое устройство удовлетворит потребности 2-3 постоянно проживающих в доме людей);
•  больше 10, насос — 5 м3/час — 100 (до 8 проживающих — то есть столитрового гидробака вполне достаточно для большой семьи, если количество проживающих больше — приобретается бак от 100 л).

Нужно учитывать, что главная задача гидроаккумулятора — не накопление питьевой воды, не нужно переплачивать за слишком объемное устройство (неиспользуемая вода застоится и утратит питьевые качества). Достаточный запас на случай непредвиденного перерасхода — 10-15% от общей вместимости. Подсчитайте примерное потребление со всех точек водоразбора и умножьте на 2 (жидкость занимает около половины объема изделия). Если вы потребляете 40 литров в день и хотите, чтоб воды было с запасом — вам требуется гидроаккумулятор вместимостью не 80, а 100.

1 Назначение, устройство и принцип действия

Первоначально внесем ясность в терминах — гидробак и расширительный бак не есть одинаковые устройства. Гидроаккумулятор используется в системах водоснабжения частного дома, устроенных на подаче воде с помощью насоса из внешнего источника, тогда как расширительный бак устанавливается в системы отопления и горячего водоснабжения с целью стабилизации их давления и предотвращения возникновения гидроударов.

Рассмотрим основные функции гидробака в системах водоснабжения:

устройство предотвращает износ насоса из-за частого включения — поскольку в резервуаре постоянно содержится вода, насос будет запускаться только при его опустошении, что позитивным образом скажется на долговечности агрегата; гидроаккумулятор снижает вероятность возникновения гидроударов в трубопроводе при включении насоса, также он поддерживает стабильное давление в системе, предотвращая колебания напора при одновременном использовании нескольких кранов; бак обеспечивает постоянный запас воды, что особенно важно в загородных домах с проблемным электроснабжением

Насосная станция с гидроаккумулятором

Устройство гидробака состоит из непосредственно металлического резервуара и находящийся внутри него мембраны, которая разделяет емкость на две камеры — одна для воды, вторая для воздуха. Камера для воды выполнена из бутила — санитарно безопасной разновидности резины, хранящаяся в ней жидкость не контактирует с металлическими стенками бака. Подача и отвод воды происходит через два резьбовых патрубка, к которым подключаются трубопроводы, патрубки имеют идентичный диаметр.

За регулирования давления в камере для воздуха отвечает пневмоклапан. Гидроаккумуляторы большого объема (100 литров и выше) оснащены обратным клапаном, который нужен для стравливания воздуха из водяной камеры. Аналогичную функцию в небольших баках выполняет запорный кран. Стандартное давление воздуха в гидроаккумуляторе — 1.5-2 Бар.

Принцип работы гидробака достаточно прост. Первоначально насос закачивает в бак воду, и когда накопительная емкость заполняется, реле давления фиксирует это и отключает насос, прекращая подачу. Далее по мере использования резерва воды реле определяет понижение давления, включает насос и цикл повторяется.

1.1 Разновидности гидробаков и особенности их расчета

В зависимости от формы корпуса данное оборудование делится на два типа — гидроаккумулятор горизонтальный и вертикальный.  Между ними имеется лишь одно конструктивное отличия — вертикальные баки объемом более 50 литров оснащены краном для стравливания воздуха, который накапливается в камере для воды и снижает эффективность работы устройства.  В горизонтальных баках объемом 50-100 л кран расположен в торцевой части сбоку корпуса.

Во всех гидроаккумуляторах объемом менее 50 литров стравливание воздуха из водяной камеры происходит посредством полного слива воды. Выбор формы бака осуществляется исходя из размеров помещения, где он будет смонтирован. Никаких хитростей тут нет — брать нужно тот резервуар, который лучше впишется в отведенное для него место.

Разновидности гидроаккумуляторов

Более сложным является выбор бака по параметру производительности. Тут нужен расчет оборудования, который поможет определить его требуемый объем.

Расчет выполняется по формуле: O = K*Rmax*(Dmax + 1)*(Dmin+1)/(Dmax-Dmin) — (P + 1), в которой:

• K — коэффициент мощности подключенного к гидробаку насоса;
• Rmax — наибольший планируемый расход литров воды в минуту;
• Dmax — уровень давления воды в баке для выключения насоса (Бар);
• Dmin — граница давления воды для включения насоса (Бар);
• Р — давление воздуха в гидробаке (Бар).

Коэффициент насоса зависит от мощности его двигателя:

• мощность 0.55-1.5 кВт — коэффициент 0.2;
• 2-3 кВт — 0.375;
• 4-5.5 кВт — 0.625;
• 5-9 кВт — 0.875.

Расчет практически любых гидроаккумуляторов для бытовых стаций водоснабжения покажет, что необходимо использовать бак объемом 25-50 литров. Это оптимальный объем под большинство насосов для скважин и колодцев, которого будет достаточно для полноценного водоснабжения частного дома.

Брать гидроаккумулятор большего объема (75 и 100 л) имеет смысл при частом и длительном отключении энергоснабжения дома, когда нужен серьезный запас питьевой воды. В обычных условиях покупать бак «с запасом» бессмысленно, так как неиспользуемая вода в нем будет застаиваться и терять свои вкусовые качества.

Какой объем гидроаккумулятора выбрать?

Давайте поговорим какой же объем гидроаккумулятора выбрать, который подойдет именно Вам. Для этого есть специальная формула, по которой можно рассчитать необходимый объем бака.

где:

• Amax — расчетный максимальный расход воды (литр/мин)
• К — коэффициент выбирается в зависимости от электрической мощности насоса, см. таблицу

• Pmax —давление выключения насоса, бар
• Pmin — давление включения насоса, бар
• Pвозд. — давление в воздушной полости гидробака, бар

Для примера, возьмем системы водоснабжения построенную на насосе Водолей БЦПЭ 0,5-50 со следующими данными:

Pmax = 3,0 бар

Pmin = 1,7 бар

Pвозд. = 1,5 бар

Аmax = 2,1 м3/ч (35 л/мин)

K = 0,25 (из таблицы выше, т.к. мощность насоса равна 970 Вт)

Из расчета по формуле получаем значение V = 29,1 литра

Ближайший по объему бак равный 35 литров, выбираем его для покупки.

Устройство гидробака

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла.

Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука.

Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

 Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

 Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

Главная задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.
Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию

Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы.
Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении.

Как устроен гидробак и для чего нужен в системе водоснабжения

Гидробак, мембранный бак или гидроаккумулятор – это названия одного устройства, представляющего собой герметичную металлическую емкость. Внутри нее встроена эластичная мембрана в форме груши с небольшим количеством воды. Мембрана прикреплена к корпусу гидробака с помощью фланца с патрубком и делит емкость на две части. Одна из частей заполнена водой, вторая – воздухом или азотом. Если гидробак планируется установить в бытовой системе водоснабжения, то приобретают устройства, заполненные воздухом. Для промышленного использования в гидроаккумулятор закачивают азот.

С увеличением объема воды в емкости воздушная часть, соответственно, уменьшается, что приводит к повышению давления в системе подачи воды. После достижения определенных параметров специально настроенное реле отправляет команду на отключение насосного оборудования.

Для изготовления бака используется металл, однако причин для образования очагов коррозии нет. Дело в том, что от контакта с водой металл защищен мембраной, которая изготовлена из высокопрочного резинового бутила. Этот материал также обладает высокой устойчивостью к воздействию микроорганизмов, что способствует поддержанию качественных характеристик воды в соответствии с санитарными и гигиеническими требованиями. Можно с уверенностью сказать, что взаимодействие с этим видом резины никак не влияет на вкусовые свойства воды.

В мембранный отсек вода поступает через специальный патрубок, который оснащен резьбовым соединением идеальный вариант предполагает наличие одинакового диаметра у напорного патрубка и соединительного выхода трубопровода. В этом случае можно не беспокоиться о дополнительных гидравлических потерях внутри труб водопроводной системы.

Для регулировки давления внутри гидробака воздушная камера оснащена специальным пневмоклапаном. Накачивание воздуха в предназначенный отсек выполняется с помощью обычного автомобильного ниппеля. Также через это приспособление осуществляется стравливание избыточного количества воздушной массы. Закачивать воздух можно с помощью компактного автомобильного или простого велосипедного насоса.

Конструкция устроена таким образом, что мембрана не имеет возможности порваться под напором поступающей в нее воды. Дело в том, что сжатый воздух внутри гидробака оказывает сопротивление этому напору и препятствует ее деформации или разрыву. Следует отметить, что сжатый воздух позволяет выполнить регулировку давления, перед тем как подключить гидроаккумулятор. В целом, регулировка гидрофора не представляет каких либо сложностей.

Рассматривая устройство мембранного бака, можно выделить несколько основных узлов:

• Корпус, изготовленный из металла.
• Мембрана, выполненная из высокопрочной резины.
• Фланец, оснащенный клапаном.
• Ниппель для закачивания или стравливания воздуха.
• Ножки.
• Платформа для установки насоса.

Зная устройство оборудования, можно самостоятельно решить проблему, как правильно подключить гидроаккумулятор для водоснабжения.