Особенности и установка гидроаккумуляторов для системы водоснабжения

Гидроаккумулятор для водоснабжения предназначен не только для того, чтобы брать часть давления на себя, он исполняет некоторые полезные функции и для отопления. Следует разобраться чуть подробнее, в чем состоят особенности гидроаккумулятора, а также с тем, как производится его установка.

Перед тем как переходить к вопросу о предназначении гидроаккумулятора, необходимо разобраться, что же это такое. Гидроаккумулятор представляет собой металлический бак, внутри которого находится эластичная полость. Впоследствии полость может быть наполнена водой. Благодаря воздушной прослойке, находящейся между металлическими стенками бака и эластичной полостью, водный «мешок» никогда не соприкасается с металлом.

В первую очередь, гидроаккумулятор позволяет частично снять нагрузку с насоса. Перед тем как вода будет подаваться непосредственно насосом, она подается из гидроаккумулятора. Когда уровень воды снижается до определенного уровня, включается насос. Таким образом, насосная установка защищена от гидроудара.

Подобные меры позволяют в значительной степени увеличить количество времени, которое прослужит насос. Подобное бережное отношение убережет его от преждевременных поломок и износа, при этом качество напора не пострадает. Даже если пользоваться одновременно двумя кранами, подключенными к выбранной насосной станции, напор останется на заданном уровне.

Сантехника, работающая от этого же источника, тоже прослужит дольше, поскольку она не будет подвергаться перепадам давления воды. Например, трубы стиральной машины не будут так быстро изнашиваться. А дополнительный запас воды позволит не бояться перебоев с ее подачей, что удобно, если вы живете в частном доме и вода в должном количестве необходима всегда.

Подытожив все полезные свойства, которые обеспечиваются наличием гидробака, можно определить его функции:

• Предохранение насоса. Наличие гидроаккумулятора способствует предохранению насосной системы от нежелательных воздействий, продлению его срока службы. Благодаря тому, что насос будет включаться только по мере необходимости, ему гарантировано определенное количество неиспользованных включений. Имеется в виду отклонение от нормы включений в час.
• Поддержка давления. Благодаря тому, что имеется гидроаккумулятор, можно не бояться постоянных перепадов напора воды. Например, если при наличии только насоса есть вероятность того, что воды будет идти то сильнее, то медленнее, особенно когда включено сразу несколько кранов, то при наличии гидроаккумулятора такая проблема пропадает. Ведь нагрузка разделена на два технических приспособления, а не на одно.

• Нивелирование гидроударов. Когда включаешь насос, часто сталкиваешься с тем, что вода начинает идти слишком интенсивно. Такой резкий толчок называется гидроударом. Использование гидроаккумулятора позволяет избежать подобных проблем, поскольку из гидробака вода подается плавно. Таким образом, трубопровод тоже прослужит гораздо дольше.
• Обеспечение запаса воды. Если вы живете в районе, где наблюдаются проблемы с подачей воды, вам может быть полезно иметь гидроаккумулятор. Он обеспечивает некоторый запас воды, пригодной для хозяйственных нужд.

Особенность гидробаков заключается в том, что вода не соприкасается непосредственно с металлическим корпусом, а остается заключенной в эластичной полости, также называемой мембраной. Мембрану изготавливают из бутила – прочного резинового материала. Бутил обеспечивает должный уровень предохранения воды от бактерий, чем не может похвастаться металл.

Между эластичной мембраной и металлическим корпусом находится воздушная прослойка. В нее закачан азот, но также камера может быть наполнена обыкновенным воздухом. Камера оснащена специальным пневматическим клапаном, через который регулируется давление внутри. Можно наполнить камеру через этот клапан или, наоборот, стравить воздух.

Гидроаккумуляторную установку можно в любой момент разобрать и собрать заново. Она имеет простое устройство. Такая простота обеспечивается для того, чтобы всегда была возможность выявить неполадки осуществить своевременный ремонт. При этом устройство можно починить, не выливая всю воду из него.

Гидроаккумуляторы большого объема имеют дополнительный клапан в мембране, который тоже позволяет стравливать воздух, однако здесь речь идет о воздухе, который выделяется из воды. В небольших гидробаках такой функции не имеется, но клапан тогда должен быть на трубопроводе.

Работа гидроаккумулятора осуществляется следующим образом.

• Сначала вода насосом подается в эластичную полость, растягивая и наполняя ее. К полости прилажено специальное реле.
• После того как порог давления достигнут, реле реагирует на это и отключает насос.
• Далее в процессе эксплуатации гидроаккумулятора давление снова падает, и реле, реагируя на это, снова включает воду. Реле можно настроить на какой угодно уровень. Такой тип устройств называется гидроаккумулятором с автоматикой.

Сейчас практически не встречаются подобные варианты, но все же есть устаревшие гидробаки, за степенью наполненности которых нужно следить и наполнять их самостоятельно по мере необходимости.

Существует множество критериев, опираясь на которые разделяют гидробаки. Каждый из них имеет свои особенности, которые нужно учитывать в процессе выбора. Одним из таких критериев является материал. Если сам расширительный бак делается из нержавеющей стали, то мембрану могут делать из различных типов резины:

• Natural. Это натуральная резина, предназначенная для питьевой воды. Она хорошо растягивается, однако это свойство может привести к тому, что со временем вода будет проникать сквозь стенки такой мембраны. В полость из натуральной резины можно заливать воду температурой от -10 до +50 градусов.
• Butyl. Данная разновидность искусственной резины также предназначается для питьевой воды. Она полностью соответствует всем требованиям безопасности. Обладает меньшей эластичностью, чем натуральная, благодаря чему более долговечна. Температура, которую выдерживает бутиловая резина, выше: от -10 до +99 градусов.

• EPDM. Этот вид резины тоже предназначен для хранения питьевой воды. Как и бутиловая, этиленпропиленовая резина выдерживает температуру от -10 до +99 градусов, но из строя выходит несколько быстрее, чем бутиловая.
• SBR. Марка предназначена для технической воды. Для хозяйственных нужд такую воду использовать нельзя, зато она нашла применение в системах отопления. Подобные гидроаккумуляторы используют как расширительные бочки для систем отопления.
• Nitril. Пожалуй, самый необычный вид, поскольку предназначен для хранения масел и топлива.

По конфигурации гидроаккумуляторы делятся на вертикальные и горизонтальные.

• Вертикальный. Гидробаки вертикального типа выбираются преимущественно для помещений с малой площадью. Поскольку они вытянуты вверх и практически не занимают полезной площади, они являются прекрасным выбором для небольших домашних котельных. Пневматический клапан располагается наверху.
• Горизонтальный. Горизонтальные гидроаккумуляторы не такие практичные. Для того чтобы их установить, необходимо иметь много свободного пространства. Клапана и таких конструктов нет, так что приходится делать специальный кран для стравливания воздуха.

По типу накопителя гидроаккумуляторы подразделяют на механические и пневматические.

Для функционирования данного вида накопителя необходима кинетическая энергия груза или пружины. Данные модели в последнее время практически не используются, поскольку они имеют больше недостатков, чем достоинств. Среди недочетов наиболее существенными являются:

1. Большой размер. Подобные агрегаты занимают много свободного места, что отнюдь не связано с их объемом.
2. Инерционность. Имеется в виду способность подобных систем не менять своих изначальных параметров вне зависимости от внешних факторов.

На сегодняшний день такие накопители более распространены, поскольку функционирование за счет воздействия газа проще. Именно такое устройство было описано в предыдущих разделах. Аппараты из этой категории делятся на поршневые, грушевые или баллонные и мембранные.

1. Поршневые. Аппараты данного типа крайне редко эксплуатируются в бытовых условиях. Они больше подходят для промышленного использования. Их емкость крайне высока и достигает 600 л. Понятно, что мало кому в домашних условиях постоянно нужен такой объем воды. Тем не менее, стоимость подобных установок совсем небольшая.
2. С грушей или баллоном. Подобные гидроаккумуляторные баки не используют поодиночке. Чаще всего они входят в гидронасосную систему. В данном случае внутри металлического бака закрепляется груша. С одной стороны имеется отверстие для наполнения ее водой. Получается, что груша как бы растянута внутри металлического бачка. Воздух, закачанный в емкость вокруг груши, в дальнейшем выталкивает находящуюся там воду. Когда давление падает, груша снова наполняется.
3. Мембранные. Принцип работы мембранного гидроаккумулятора аналогичен варианту с грушей, однако в данном случае в качестве эластичной полости выступает мембрана ил каучука. Мембрана присоединяется к металлическому корпусу только одним концом. В пустом виде мембрана прижимается к выходному отверстию под воздействием газа внутри. Наполняясь водой, мембрана расправляется.

По назначению гидроаккумуляторы можно разделить на подходящие для систем отопления, ГВС и холодной воды.

• Для систем отопления. Гидроаккумулятор для отопления служит для того, чтобы избавиться от накопившегося воздуха в трубах, а также препятствовать снижению температуры воды.
• Для горячей воды. Для подачи горячей воды преимущественно используются мембранные расширительные баки. Они предназначены для компенсации расширения воды, которое происходит из-за перепадов температур. Это расширение приводит к перепадам давления.
• Для холодной воды. Для холодной воды в основном выбирают гидроаккумуляторы, которые подключаются к внешнему источнику.

По размеру баки подразделяются на маленькие и большие.

• Маленькие. Эти установки не обладают большим объемом, однако они идеально подходят для дома. К небольшим устройствам можно отнести те, объем которых не более 150 л.
• Большие. Сюда можно отнести промышленные агрегаты, занимающие много места и редко устанавливаемые в пределах частных домов. В основном, делаются горизонтальными. Их объем может быть до 600 л. Они предназначены для хранения технической воды.

Помимо прочего, следует уделить внимание тем пунктам, которые должны коренным образом повлиять на выбор того или иного агрегата. Подытожив все вышесказанное, можно выделить следующие пункты, заслуживающие особого внимания:

• Тип. Крайне важно, по какому принципу работает гидроаккумулятор. Для каждой из нужд нужен определенный образец. Так, для горячей воды выбирайте расширяющийся бак, а для холодной – аккумулятор с возможностью подвести воду из стороннего источника. При подборе гидроаккумуляторного бака для питьевой воды обратите внимание на наличие фильтра. Лучше всего купить гидроаккумулятор с пневматическим накопителем.
• Объем. Емкость бака лучше выбирать такую, чтобы она полностью покрывала нужды. Например, если засечь, сколько воды вы тратите за один поход в душ, можно ориентироваться при выборе на этот показатель.
• Ориентация. Подобрать конфигурацию бака проще всего: если помещение маленькое, то выбирайте вертикальный гидроаккумулятор, если же площадь позволяет, остановите свой выбор на горизонтальном варианте.

Чтобы сделать расчет объема более точным, рекомендуется воспользоваться следующей таблицей. Она показывает примерный запас воды, который будет доступен после того, как насос перестанет качать воду из-за перебоев с электричеством. Обратите внимание, что данный показатель нельзя определить точно, поскольку все зависит от того, как настроено реле.

Для того чтобы произвести более точные расчеты, рекомендуется воспользоваться специальной формулой: K (коэффициент мощности двигателя) х Amax (предельный расход литров в минуту) х ((Pmax (давление при выключении насоса в барах) + 1) х (Pmin (давление при включении насоса в барах) + 1)) / (Pmax – Pmin) х (Pair (давление воздуха в гидроаккумуляторе в барах) + 1).

Для примера посчитаем по таблице, взяв случайные значения.

Установка гидроаккумулятора производится посредством нескольких шагов, абсолютно отличных от тех, что производятся для обыкновенного бака. Следует учитывать, что гидроаккумуляторный бак практически не находится в состоянии покоя. Он постоянно работает, мембрана или груша все время задействована и находится под давлением. Поэтому все шаги по монтажу и настройке должны производиться тщательно и неспешно.

Для начала необходимо зафиксировать бак.

Если пренебречь этим правилом, в процессе работы металлический корпус может сильно раскачивать и греметь, производя неприятные звуки, а также подвергаясь ненужным воздействиям.

Трубопровод необходимо подключать также с помощью резиновых накладок, которые в данном случае выполняют изолирующую функцию. Важно, чтобы резиновые переходники обязательно были гибкими, иначе они могут треснуть и начать пропускать воду. К тому же гибкие материалы проще настроить и эксплуатировать.

Оптимально, если вход гидроаккумулятора и подключаемый трубопровод имеют одно сечение. Тогда не возникнет никаких дополнительных проблем с подключением. Нельзя, чтобы сечение проводки к выходу сужалось: это приведет к необоснованному росту давления в гидроаккумуляторном баке, что может вызвать полоску, поскольку баки на такое зачастую не рассчитаны.

Перед первым использованием бак необходимо должным образом подготовить. В первую очередь мембрана или груша проверяется на наличие воздуха. Если воздух есть, его стравливают. Далее бак заполняется водой под очень слабым напором. Это связано с тем, что резина, слеживаясь, склеивается, и если ее слишком резко разлепить, то можно повредить или порвать. Чтобы этого не случилось, необходимо проводить заполнение медленно и осторожно.

При выборе места для эксплуатации необходимо, чтобы был обеспечен свободный доступ к механизму с любой стороны. Вообще, перепоручить подключение гидроаккумуляторного бака в системе водоснабжения лучше всего опытным специалистам, поскольку можно по неопытности не учесть некоторых неочевидных, но важных факторов, таких как перепад давления или несоответствие сечения труб водопровода. Такие риски недопустимы, поскольку гидроаккумулятор – агрегат достаточно дорогой, да и ремонт водопроводной системы вылетит в копеечку.

После того, как бак был приобретен и принесен домой, первым делом необходимо проверить давление внутри него. Обычно оно равно 1,5 барам, однако нередко из-за утечек вследствие долгого хранения давление падает. Давление проверяется при помощи манометра.

Вы можете проверить его, находясь в магазине. Тогда прямо в момент покупки попросите продавца-консультанта произвести необходимые замеры. Точность манометра, предлагаемого в магазине, обыкновенно достаточно высокая, чтобы погрешность не сильно повлияла на конечный результат изменений.

Обыкновенно специалисты рекомендуют выставлять такое давление, которое будет на 10% ниже, чем в мембране при включении насоса. Чтобы отрегулировать уровень, подкачайте воздушную камеру или стравите излишек воздуха. Однако стоит иметь в виду, что перепады давления крайне негативно сказываются на сроке службы мембраны. Если перепад будет больше 1,5 баров, то это увеличит нагрузку.

Также давление должно выставляться с оглядкой на то, для чего именно вам нужен бак. Например, некоторые любят принимать душ с сильным напором воды или пользоваться гидромассажем. Тогда давление в воздушной камере должно быть несколько выше, чем если вы хотите только принимать ванну. Однако давление в воздушной камере не должно быть слишком большим, иначе вам просто не удастся накачать воду в мембрану. Слишком маленькое давление тоже губительно: мембраны не рассчитаны на повышенный объем воды.

После того как регулировка гидроаккумулятора произведена, переходят к подстройке реле, отвечающего за включение и выключение насосной станции.

Чтобы сделать настройку правильным образом, произведите следующие действия:

• Откройте крышку отсека, в котором находится реле.
• Взгляните на то, из чего это реле состоит. Вы увидите две пружины и гайки. Большие пружина и гайка обозначим как P, а малые – как дельта P.
• Сначала разберитесь с составляющими, отвечающими за включение насоса. Это группа P. Чтобы сделать пружину более реагирующей на давление, немного подкрутите большую гайку.
• Группа дельта P отвечает за выключение насоса. Подтянув ее, вы обозначите выключение насоса в тот момент, когда мембрана еще не до конца заполнена водой.

После того, как вы произвели настройки, протестируйте, что получилось. Если вы не очень довольны результатом, подкрутите или ослабьте гайки снова.

После того как давление внутри гидроаккумулятора выставлено, а реле настроено, можно переходить непосредственно к наполнению гидробака. Здесь вам снова понадобится качественный манометр с подробной шкалой значений и малой погрешностью. Необходимо подключить его к баку и производить заполнение водой, строго наблюдая за значениями.

Вооружитесь техническими характеристиками вашего бака. В них указано, какое давление можно считать нормальным, а какое – предельным. Если значения манометра приближаются к предельным показателям, немедленно остановите поток воды и постарайтесь выровнять давление посредством стравливания или добавления воздуха в воздушной камере.

Наполняя гидроаккумуляторный бак, необходимо вручную отключить насос в тот момент, когда давление станет оптимальным. После этого производят корректировку реле согласно желаемым параметрам, ослабляя или подтягивая маленькую пружину. Имейте в виду, что достаточным является давление в 3 бара, хотя можно его варьировать по своему усмотрению. Разница между давлением для включения и отключения насоса должна составлять около 1-1,5 бар. Как показывает практика, этого вполне достаточно.

Произведя все перечисленные действия, можете смело приступать к полноценной эксплуатации своего гидроаккумулятора. Раз в пару месяцев проверяйте давление в нем, производите осмотр реле и стыков с водопроводной системой, а также наблюдайте за работой насоса.

Приведенная здесь схема подключения не является единственной. Есть еще несколько вариантов, нашедших применение в бытовых условиях.

В первую очередь, схема подключения гидроаккумулятора к насосной станции зависит от тех функций, которые на нее накладываются, а также от способа использования самого гидробака. К наиболее востребованным относятся следующие варианты.

Установка гидроаккумулятора подобным способом уместна тогда, когда имеет места большой объем водопотребления. На таких насосных станциях всегда какой-то один насос работает непрерывно, из-за чего могут возникать большие скачки давления, нуждающиеся в немедленном устранении.

Здесь гидробак гасит скачки давления, тем самым продляя срок службы всех насосов. Также он возмещает небольшие колебания напора, которые могут возникать из-за большого объема потребляемой воды.

Бывает так, что перебои с электричеством происходят постоянно, а наличие воды жизненно необходимо. Подобные ситуации могут возникать на сельскохозяйственных объектах, например. Здесь резерв воды помогает пережить такие периоды кризиса, зачастую длящиеся несколько дней.

Гидроаккумулятор здесь играет роль демпфера. Чем мощнее насосная станция, тем больший объем должен быть у гидробака и тем с большим давлением он должен справляться. В противном случае необходимый эффект так и не будет достигнут.

Чтобы погружной насос не работал вхолостую необходимо, чтобы он совершал только от 5 до 20 включений в течение часа, о чем подробно написано в его технических характеристиках. Если в водопроводной системе давление упадет, то насос включится автоматически. Такие падения могут происходить намного чаще, чем 20 раз за час. Для компенсации подобных перепадов и нужен гидробак.

В данном случае гидроаккумулятор призван возместить небольшой расход воды, который тоже приводит к включению насоса, тем самым предупредив бестолковое включение погружного агрегата. Реле гидроаккумулятора не так чувствительно, как у погружного насоса. К тому же насос подает воду резкими толчками и моментально, отчего давление резко подскакивает. Это негативным образом сказывается на трубах. Подключение гидробака устраняет и эту проблему.

Если подключить гидробак к водонагревателю, то он будет использоваться в роли расширительного бака, не реагируя на перепады температуры воды. Поскольку вода в водонагревателе поднимается под воздействием расширения, элементы водонагревателя, не всегда рассчитанные на подобные нагрузки вопреки назначению, могут повредиться, что в результате приведет к необходимости полной замены данного дорогостоящего оборудования.

Мембрана в гидробаке может без труда выдержать расширение, которому подвергается вода. Полость является эластичной и ей не может повредить небольшое расширение объема.

В данном случае гидроаккумулятор включается в цепь перед повелительным насосом. Он нужен для того, чтобы давление не падало так резко сразу после включения воды и напор сохранялся на прежнем уровне. Особую роль здесь играет объем гидробака. Так, чем больше воды расходуется, тем выше должна быть емкость, иначе все мероприятия по установке гидроаккумулятора окажутся бесполезными и компенсация давления достигнута не будет.

Гидробак включается в схему в том месте, в котором он сможет обеспечить наибольшую отдачу. Точные места подключения отмечены на вышеприведенных чертежах. В зависимости от проблемы, с которой вы столкнулись, будет различаться месторасположение гидроаккумулятора и его объем.

Проверка гидроаккумулятора проводится с целью выявления неисправностей мембраны и своевременной замены этой важной составляющей. На сегодняшний день имеется множество видеороликов и инструкций относительно того, как провести проверку самостоятельно в домашних условиях. Ниже будет приведена самая простая из инструкций.

Начать следует с того, что существует несколько профилактических мер, призванных обеспечить бесперебойную работу мембранной полости. Также есть признаки, ясно указывающие, что с гидробаком что-то не в порядке. К ним относятся следующие:

• Ежемесячная проверка давления. Важно, чтобы имеющийся параметр и указанные в техническом паспорте гидроаккумулятора совпадали. Если это не так, можно говорить, что существует какая-то неполадка.

• Наличие ржавчины на корпусе. Если бы мембрана была цела, то вода не попадала бы на корпус и на нем не образовывалась коррозия. С другой стороны, это может быть от того, что вода на корпус попадала извне. Например, гидробак находится под трубой с горячей водой, конденсат с трубы систематически капает в одно и то же место на поверхности.
• Влажность в местах соединения. Это также может свидетельствовать о том, что мембрана лопнула и пропускает воду. Выступившие капли не могут появиться в полости, которая по идее заполнена только воздухом или газом, просто так.

• Странные звуки. Из-за работающего насоса услышать какой-то звук из гидробака практически невозможно. Если же звуки есть и достаточно отчетливые, то это может служить признаком серьезной поломки. Если вы только что подсоединили гидроаккумулятор и он еще на гарантийном сроке, то рекомендуется незамедлительно его вернуть.
• Видимые повреждения. Вооружившись фонариком, следует заранее осмотреть мембрану на наличие заметных глазу повреждений: дыр, щелей, трещин. Их не должно быть. В случае, если такие недочеты имеются, замените мембрану.

Проверка начального давления уже приводилась в одном из предыдущих разделах, так что имеет смысл кратко описать порядок:

• бак необходимо отсоединить от насосной станции;
• далее из гидробака выпускается имеющаяся в нем вода;
• путем подключения манометра проверяется уровень давления воздуха в гидроаккумуляторе.

В процессе эксплуатации гидроаккумулятора может возникнуть множество проблем, и необходимо знать, как устранить каждую из неисправностей. Для этого надо учитывать причины, которые могут повлечь за собой подобные неприятности.

• При сбоях в работе насосной установки, когда она часто включается и выключается, дело может быть в мембране. В этом случае рекомендуется протестировать ее целостность и в случае чего заменить на новую, предварительно хорошо просушив металлический корпус бака.
• Возникновение протечки рядом с пневмоклапаном, через который можно стравливать воздух или наполнять бак, тоже связывают с нарушением целостности мембраны. Как и в предыдущем случае, мембрану нужно заменить.

• Для слишком низкого давления в клапане может быть несколько причин. Самое простое – недостаточная толщина воздушной прослойки. В этом случае нужно лишь добавить немного воздуха внутри гидробака. Вторая причина более серьезная. Если сломана деталь, через которую выходит воздух, придется заменить ее. Возможно, понадобится проведение сварочных работ.
• Течь у трубы, которая идет от насоса, может возникнуть из-за потери герметичности. В этом случае нужно попробовать затянуть фланец немного туже, чтобы он прилегал плотнее. Если это не помогло, рекомендуется полностью заменить детали.

• Если напор в кране неравномерный, несмотря на наличие гидробака, то дело может быть в эластичной полости. Проведите полный ее осмотр, протестируйте несколько раз. Если у вас остались сомнения относительно ее герметичности, то замените имеющуюся деталь на новую.
• Слабый напор связан отнюдь не с мембраной, а с тем, что ваш насос может работать неправильно или вообще быть неисправным. Обязательно проверьте насос на работоспособность. Почините его в случае обнаружения неисправности. Вторая причина может быть в неправильном выборе объема гидроаккумулятора. В этом случае есть только один путь – замена гидробака на подходящий.

Ниже приведен ролик, в котором специалист наглядно обосновывает необходимость в покупке гидроаккумулятора. Он заявляет, что гидробак – один из наилучших способов нивелировать чрезмерную нагрузку на насосы, тем самым значительно продлив срок их службы.