Выбор насоса до 12000 для работы с гидроаккумулятором

Устройство, виды и принцип работы

В большинстве случаев гидроаккумулятор представляет цилиндрическую емкость со сферическими, полусферическими, эллиптическими и т. п. днищами (это необходимо равномерного распределения давления на стенки бака). Внутри она разделена на две, взаимодействующие через эластичную мембрану полости: воздушную (газовую) и водную. Для изготовления барьера используют различные виды резины: натуральные и синтетические (бутадиеновая, этиленпропиленовая, бутиловая).

На сегодняшний день используется два основных конструктивных типа мембран:

  • Диафрагменная. Имеет концентрическую тарельчатую форму и крепится по периметру бака в экваториальной его плоскости;
  • Грушевидная. По форме напоминает баллон, одна сторона (дно) которого – глухая, а вторая – имеет специальную отбортовку для крепления на фланце бака. Последний находится на одном из донышек емкости.

Разница между обеими схемами очевидна:

  • В первом варианте и воздушный, и водный объем находится во внутренней полости бака, только разделен посередине мембраной;
  • Во втором варианте водный объем находится внутри груши, а воздушный – между ней и внутренними стенками бака.

В любом случае, на одном из торцов гидроаккумулятора фланец с клапаном для подачи/отвода воды, а на другом – для воздуха. Давление в баке и системе устанавливается за счет изменения объемов двух полостей. Это хорошо видно на примере последней иллюстрации, поэтому можно сформулировать и принцип действия такой установки:

  • На начальном этапе, когда насос не работает, когда нет водоразбора, а давление в системе устоявшееся, водная полость остается пустой, соответственно, воздушная – имеет максимальный объем;
  • При включении насоса, вода начинает прибывать в бак и вытеснять воздух. Последний давит на тарелку клапана, перекрывая его;
  • Поскольку вода по своим физико-механическим характеристикам является практически несжимаемой средой, то уменьшается в объеме воздушная полость. Соответственно, при этом в ней растет давление, которое контролируется соответствующим реле. Как только пороговая отметка будет достигнута, оно отключает насос от сети;
  • При начале водоразбора, например, когда потребитель откроет кран, вода из бака под давлением идет в подающую линию, позволяя тем самым насосу оставаться выключенным.

Как не трудно догадаться, реле даст напряжение на контакты насоса в тот момент, когда давление в баке достигнет нижней пороговой отметки и описанный выше цикл повторится вновь.

Важно! Не смотря на утверждения многих «знающих» консультантов в магазинах, утверждение, будто гидроаккумулятор поддерживает постоянное давление в системе является в корне ошибочным. Во-первых, потому, что его единственным рабочим органом является резиновая мембрана, которая не имеет привода, а значит, не способна самостоятельно менять форму и влиять на давление внутри бака. Этот процесс происходит вследствие поступления/убывания воды, которую нагнетает насос! Во-вторых, роль ГА сводится к обеспечению плавного изменения давления в системе, исключая его резкое повышение или снижение при закрытии или открытии кранов, а значит, нивелируя риск возникновения гидроударов.

Еще одним, возможно основным, принципом классификации гидроаккумуляторов является способ установки: вертикальный и горизонтальный. Принцип действия у них один и тот же, а основное же отличие заключается в схеме удаления воздуха, который скапливается в системе. В баках вертикального типа специальный клапан расположен в верхней части, а при горизонтальной компоновке оборудуется специальный участок трубопровода вне бака.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Солнечный коллектор для нагрева воды своими руками как сделать коллектор для отопления дома

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.

Выбор насоса до 12000 для работы с гидроаккумулятором

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

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.к меню ↑

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

Разновидности гидроаккумуляторов

Пример 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.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Фасадные панели Стенолит виды плюсы и минусы особенности монтажа

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.

Подбор объема

Очевидно, что для обеспечения оптимальных условий работы системы водоснабжения, гидроаккумулятор в первую очередь выбирают исходя из требуемого объема. При этом можно воспользоваться как общими (приближенными) рекомендациями, так и взять на вооружение вполне конкретные методики расчета. В первом случае на окончательный выбор может повлиять то, с какой целью предполагается использовать емкость. Вариантов здесь, как показывает практика, предостаточно.

С точки зрения экономии электроэнергии и продления ресурса работы, насос должен включаться не более 30 раз в час. Для примерного подсчета объема в этом случае придется учесть еще два параметра:

  • Производительность насоса (QH). В большинстве бытовых агрегатов она равна примерно 2-3 м3/час (2000-3000 л/час);
  • Полезный объем гидроаккумулятора (VЭФ). Это количество воды, которое может быть извлечено из бака в пределах минимального и максимального давлений срабатывания реле (соответственно, включения и отключения насоса). На практике он составляет порядка 40% от общего объема емкости.

Пример гидроаккумулятора с мембраной

V_min=Q_H/(30∙V_ЭФ )=(2000…3000)/(30∙0,4)=170…250л

Большинство производителей составляют специальные таблицы исходя из давлений включения/выключения насоса и предварительного давления воздуха.

Случаев, когда пропадает электричество, а значит, насос не работает – предостаточно. В такой ситуации полезный объем воды в гидроаккумуляторе вполне можно использовать, как резерв без необходимости отбора ее из системы. Очевидно, что минимальное значение должно определяться по предыдущей методике, а оптимальное – с учетом количества потребителей и примерного расхода воды.

Так, в большинстве случаев для семьи из 1-2 человек достаточно бака емкостью от 24 л, при трех потребителях – от 50 л, а при четырех и более – от 100 л. Первое, что приходит на ум в этой ситуации – чем больше объем, тем лучше. Но, не следует забывать, что резерв воды – это скорее побочный эффект или бонус, нежели основная функция.

V_min=(K∙A_max∙(P_max 1)∙(P_min 1))/((P_max-P_min)∙(P_ВОЗД 1))

В этой формуле: К – коэффициент мощности двигателя; Аmax – максимальный расход насоса, л/мин; Рmin, Рmax – давление включения и выключения насоса, бар; Рвозд – давление воздуха в камере ГА, бар. Все эти параметры приводятся в перечне технических характеристик устройств.

Схемы подключения и особенности монтажа

Выбор схемы подключения гидробака нужно осуществлять исходя из возложенных на него функций. Всего существует 3 схемы подключения:

  1. Схема гидробак повысительная станция. В данном случае гидроаккумулятор используется для стабилизации давления в системах с большим уровнем водопотребления.
    Схема №1

    Схема №1

  2. Схема гидробак погружной насос. Наиболее распространенный способ подключения в системах, основанных на подачи воды насосом из внешнего источника.
    Схема №2

    Схема №2

  3. Обратная схема гидробак повысительный насос. Гидроиккумулятор монтируется перед повысительным насосом, а не после него, и предотвращает скачки давления в трубопроводе в момент включения насоса.
    Схема №3

    Схема №3

Для подключения гидробака и его ввода в эксплуатацию вызывать специалистов не нужно, все можно сделать своими руками.  На пол либо стену бак крепится с помощью анкеров, при этом обязательно нужно подкладывать под монтажную пластину прокладку из виброизоляционного материала. Подключение труб к патрубка накопительной емкости осуществляется через специальные гибкие переходники, которые идут с ним в комплекте.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Гидроудар в системе водоснабжения и отопления: как защититься

После того, как монтаж бака закончен, выполняется его регулировка — первоначально нужно определить давление в гидроаккумуляторе, что можно сделать посредством обычного манометра. На корпусе бака вы найдете золотник, к которому присоединяется измерительный прибор. Нормальным уровнем давления считается 1.5 Бар, если его фактическая величина отличается, то необходимо подкачать воздух с помощью насоса.

Как уже было сказано, вода внутри емкости находится в резиновой «груше», окруженной воздухом. Чем больше в баке воздуха, тем сильнее груша сжимается и теряет свой максимальный размер. И наоборот — чем меньше воздуха, тем больше  и вместительнее груша, но меньше давление подачи воды.  Вы можете регулировать давление в пределах 1-2 Бар на свое усмотрение, добиваясь желаемого режима работы гидробака.

Подключение гидроаккумулятора

Подключение гидроаккумулятора

Также необходимо настроить реле давление. Под крышкой корпуса реле находится пара пружин (большая и малая). Изменение их положения позволяет задать минимальный и максимальный уровень давления, при котором станция будет включать насос.  За минимальный уровень, при котором начинается подача воды, отвечает большая пружина. Малой пружиной задается требуемая разница давлений.

Когда больше не значит лучше

Достаточно часто при выборе гидроаккумуляторов, баков, котлов и прочего оборудования используется принцип «с запасом». Иными словами, лучше взять бак заведомо большего объема, чтобы и количество включений снизить практически до нуля, и резерв по воде получить.

Стремление это, конечно, благое, но оно лишено конструктивного подхода, который базируется на объективных условиях эксплуатации:

  • Во-первых, чем больше объем, тем больше такой бак занимает места, а значит, придется расширять площадь инженерных сооружений. Кроме того, стоимость готового изделия и его сервисного обслуживания в разы вырастает по сравнению с оптимальной моделью;
  • Во-вторых, большой объем при сравнительно небольшом потреблении приводит систему в приближенно статическое состояние. Иными словами, вода в баке перестает быть проточной, застаивается со всеми вытекающими последствиями;
  • В-третьих, нельзя гарантировать, что минимальное или практически нулевое количество включений насоса пропорционально продлит срок его эксплуатации. Такой информацией не обладают даже производители, для которых куда важнее, чтобы предельно допустимое число пусков, ведь оно прямо влияет на износ двигателя.

Выводы

В заключение хотелось бы подытожить все выше сказанное. Итак, основным предназначением гидроаккумулятора является обеспечение плавного изменения давления в системе при потреблении и снижение количества кратковременных пусков циркуляционного насоса. Именно этот критерий, а не желание создать резерв воды или сэкономить на электроэнергии, является ключевым в процессе выбора необходимого объема ГА. Всю необходимую информацию производитель указывает в технических спецификациях оборудования.

Что касается семьи из 4-х человек и того, достаточно ли для нее бака емкостью 100 л, то ответ на этот вопрос не может быть однозначным. Во-первых, цифра эта сугубо приближенная, основанная на результатах эксплуатации. Во-вторых, любая система водоснабжения перед монтажом должна быть рассчитана в соответствии с существующими методиками и рекомендациями.

Оцените статью
MALIVICE.RU