Какой объем нужен гидроаккумулятор

Содержание

1 Принцип действия гидроаккумулятора
2 Как выбрать гидроаккумулятор? Расчет объема гидроаккумулятора
3 Как выполнить расчет давления воздуха в гидроаккумуляторе?
4 Почему нужно уметь подбирать гидробак?
5 Подбор объема гидроаккумулятора
- 5.1 Нужен ли запас емкости?
6 Оптимальное давление
7 Тип гидробака
8 Популярные модели
- 8.1 Еще по теме:

ГИДРОАККУМУЛЯТОРЫ применяются в различных системах водоснабжения. В данной статье рассмотренны методы подбора гидроаакумуляторов для индивидуальных систем водоснабжения.

Гидроаккумулятор, гидробак или мембранный бак — необходимый элемент для закрытой, автаномнойсистемы водоснабжения в любом частном доме. Эти устройства предназначены для:

1.Аккумулирования воды и обеспечения требуемого и постоянного давления в системе водоснабжения;
2.Уменьшения частоты включения насоса, что способствует увеличению ресурса насоса;
3.Предотвращение системы от гидроударов, при внезапном отключении или включении насоса;
4.Поддержания резервного количества воды, в случае отключения электричества. В системах горячего водоснабжения гидроаккумуляторы применяются для компенсации температурных расширений.

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор представляет собой герметичную, металлическую емкость, внутри которой расположена эластичная мембрана , которая разделяет ёмкость на две части. В одной части находится закачанный под давлением инертный газ или воздух, а в другой – вода. Вода находится в водяной камере-мембране и не соприкасается с металлическим корпусом. Мембрана изготовлевается из крепкого резинового материала EPDM, соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам питьевой воды. В воздушной камере находится пневмоклапан (золотник) , регулирующий давления воздуха.

Вода подается в систему водоснабжения и гидроаккумулятор с помощью насоса. В результате давление в водопроводной сети возрастает. Когда оно достигает определенного, заранее установленного значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается. При небольшом объеме забора воды, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но реле давления не включит насос. При заборе большего объема воды и достижения нижней отметки давления , выставленной на реле, насос включается и начинает качать воду, чтобы компенсировать ее расход.
Гидроаккумуляторы могут быть вертикальной и горизонтальной конфигурации. Гидроаккумуляторы для водоснабжения и расширительные баки для системы горячего водоснабжения рассчитанны на температура до 80 град С и давление до 12Атм.

Выбор гидроаккумулятора

Какой тип гидроаккумулятора выбрать?

В зависимости от формы корпуса данное оборудование делится на два типа — гидроаккумулятор горизонтальный и вертикальный. Выбор формы бака осуществляется исходя из размеров помещения, где он будет установлен, руководствуясь в первую очередь, наличием свободного места в помещении. Если же свободное пространство позволяет установить любую из модификаций, а объем гидроаккумулятора превышает 100 литров, целесообразнее станет приобретение вертикальной модели. Дело в том, что в системах водоснабжения в воде всегда находится растворенный воздух. Со временем при работе системы этот воздух выделяется из воды и скапливается в различных местах, образуя воздушные пробки. Одним из таких мест является верхняя часть гидроаккумулятора внутри резиновой мембраны . В вертикальном гидроаккумуляторе площадь верхней части меньше, что облегчает процесс стравливания воздуха. Обычно это делается с помощью специального воздухоотделительного клапана .
В гидроаккумуляторах горизонтального типа удаление воздуха можно сделать с помощью дополнительного участка трубопровода с вентелем.
В гидроаккумуляторах не больших объемов, удаление скопившегося в них воздуха осуществляется путем переодического отключения электропитания насоса и стравливания скопившегося воздуха через водоразборную точку, наиболее близко расположенную к гидроаккумулятору.

Как выбрать объем гидроаккумулятора водоснабжения?

Правильно выбронный объем гидроаккумулятора для систем водоснабжения, может обеспечить не только стабильность давления в индивидуальном трубопроводе, но и продлить срок службы насоса и коммуникаций.
Существует большое количество исходных данных, которые необходимо учитывать:

1.Количество оборудования, для работы которого необходима вода;
2.Количество людей, пользующихся водой;
3.Количество допустимых включений/выключений насоса в час.
4.П роизводительность насоса

Номинальный объем выбирается с учетом того, что гидроаккумулятор при нормальном режиме работы включается около 15 раз в час. При этом базовым параметром в расчетах выступает объем потребления воды.

Ниже приведены несколько способов расчета объема гидроаккумулятора:

1.В зависимости от типа установки и мощности насоса.

Поверхностные насосы:
мощность до 1 кВт – горизонтальная модель на 24 л .
мощность более 1 кВт – горизонтальная модель на 50 л.

Погружные насосы:
мощность до 500 Вт – горизонтальная или вертикальная модель на 24 л.
мощность до 1 кВт – горизонтальная или вертикальная модель на 50 л .
мощность до 1,5 кВт – горизонтальная или вертикальная модель на 100 л .

2. По количеству точек водоразбора.

– до 3-х точек водаразбора, насос с производительностью порядка 2 куб. м./час – гидроаккумулятор до 24 л.
– до 8 точек водаразбора, насос с производительностью порядка 3,5 куб. м./час – гидроаккумулятор 50 л.
– более 10 точек водаразбора, насос с производительностью порядка 5 куб. м./час – гидроаккумулятор 100 л.

3. По параметру производительности

Расчет выполняется по формуле:

O = K*Rmax*(Dmax + 1)*(Dmin+1)/(Dmax-Dmin) — (P + 1)

Где:
K — коэффициент мощности насоса ;
– мощность 0.55-1.5 кВт — 0.2;
– мощность 2-3 кВт — 0.375;
– мощность 4-5.5 кВт — 0.625;
– мощность 5-9 кВт — 0.875.

4. Метод расчёта UNI 9182

Этот метод является более точным алгоритмом расчета объема гидроаакумулятора и рассчитан для помещений, оснащенных оборудованием, потребляющим значительное количество воды.

Методика расчёта UNI 9182 состоит из нескольких пунктов:

1.Определение суммарного коэффициента потребления воды Су.

Вид оборудования

Коэффициент использования Сх

Количество каждого вида n

Гидроаккумуляторный бак (или гидроаккумулятор) – это емкость для воды с эластичной резиновой мембраной в виде груши, расположенной внутри и герметично соединенной с металлическим корпусом гидробака фланцем, имеющим резьбовое соединение для подключения к водопроводной сети. Пространство между металлическим корпусом гидроаккумулятора и мембраной заполнено воздухом, давление которого составляет 1,5-2 бара. Гидроаккумуляторные баки применяются для смягчения гидравлических ударов и поддержания постоянного давления как в бытовых, так и в промышленных установках. Ведь именно гидроаккумулятор при выключенном насосе обеспечивает давление в системе водоснабжения. Об использовании гидроаккумулятора в составе бытовой насосной станции я уже рассказывал. Остановимся подробнее на устройстве гидроаккумулятора и принципе его работы. Итак…

Принцип действия гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор состоит из корпуса с резиновой мембраной, фланца, ниппеля для закачивания воздуха в полость, воздухоудалительного клапана, фитинга для крепления мембраны и пр.

В чем же заключается принцип работы гидроаккумулятора?

При попадании воды под давлением из колодца или скважины, присоединённая к водопроводу мембрана увеличивается в объёме. Соответственно, объём воздуха, находящегося между металлическими стенками гидробака и мембраной, начинает уменьшаться, тем самым создавая еще большее давление. Как только достигается установленный уровень давления, реле давления размыкает контакты подачи на насос электроэнергии и он отключается. Что же получается? Находящийся между мембраной и корпусом гидроаккумулятора воздух давит под давлением на находящуюся внутри “грушу” с водой. При открытии крана на подачу воды, давящий на мембрану воздух под давлением будет выталкивать из гидробака воду к вам в кран. При этом в мембране по мере расхода воды давление, накаченное насосом, будет падать. И как только оно упадёт до установленного уровня, контакты на реле давления снова сомкнутся и насос вновь заработает. Таким образом, в гидроаккумуляторе в рабочем состоянии всегда находится и вода и воздух, отделенные друг от друга резиновой мембраной. Стоит отметить, что давление воздуха, находящегося в полости гидроаккумулятора, в процессе эксплуатации может уменьшаться. Рекомендуется один раз в год проверять давление воздуха в гидробаке при отсутствии в нем воды. Если оно меньше нормы, можно его подкачать через ниппель с применением простого автомобильного насоса. Стоит также иметь ввиду, что вода никогда не заполняет полностью весь объем гидроаккумулятора. Реальный объем находящейся в нем воды зависит от целого ряда параметров: от формы гидроаккумулятора, изначального давления воздуха в нем, геометрической формы и эластичности диафрагмы, заданных верхнего и нижнего пределов реле давления и др.

Как выбрать гидроаккумулятор? Расчет объема гидроаккумулятора

Как рассчитать объем гидроаккумулятора? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала определить его назначение:

— для исключения чрезмерно частого включения насоса;

— для поддержания в системе давления при выключенном насосе;

— для некоторого резерва воды;

— для компенсации пиковых значений при потреблении воды.

Стоит отметить, что чем ближе к насосу Вы установите гидробак, тем он лучше будет работать. К примеру, если Вы установите насос в подвале и рядом с ним поставите первый гидроаккумулятор, а второй закинете на чердак, то объем воды во втором гидробаке будет меньше, поскольку на уровне чердака давление воды будет ниже. В случае же, если оба гидроаккумулятора Вы установите на первом этаже, то и заполнение их будет почти одинаково.

Выбор гидроаккумулятора с точки зрения использования его для обеспечения резерва определенного количества воды в случае отключения электроэнергии зависит от того, какой резерв необходим именно Вам.

А как выбрать гидроаккумулятор для исключения частого включения насоса? Как известно, насос не рекомендуется включать чаще, чем один раз в минуту. В бытовых системах, как правило, применяются насосы, имеющие производительность примерно 30л/мин (1,8 м 3 /ч). С учетом того, что вода в гидроаккумуляторе занимает примерно 50% объема (остальное – воздух под давлением), то гидроаккумулятор объемом 60–80 литров с легкостью справится с этой задачей.

При выборе гидроаккумулятора с точки зрения компенсации пиковых значений при потреблении воды, необходимо рассмотреть некоторые расходные характеристики точек потребления воды в быту:

— туалет – 1,3 л/ мин;

— кухонная мойка – 8,4 л/мин.

Допустим, что туалетов у нас два, и все вышеперечисленные точки одновременно потребляют воду. Суммарный объем получается примерно 20 литров. Учитывая процент заполнения воды в гидробаке и то, что производители насосов допускают не более тридцати включений насоса в час, объема 60–80 литров в нашем примере для бака будет вполне достаточно.

Как выполнить расчет давления воздуха в гидроаккумуляторе?

Какое давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть изначально? Если он установлен у Вас в подвале, то минимальное значение давления можно запросто посчитать. Для этого берем высоту в метрах от верхней точки системы водоснабжения до подвала. Например, для дома из двух этажей это около 6–7 метров. Затем прибавляем к данному числу 6 и делим на 10. В результате получим необходимое нам значение в атмосферах. Так, например, для двухэтажного дома расчетная величина минимального давления воздуха в гидроаккумуляторе составляет (7 + 6 )/ 10 = 1,3 атмосферы. Если давление в гидроаккумуляторе будет меньше этого значения, то вода из него на второй этаж поступать не будет. Завышать эти значения также не следует, в противном случае в гидробаке просто не будет воды. Устанавливаемое производителями давление воздуха обычно составляет 1,5 атм., но может получиться и так, что в приобретенном Вами гидроаккумуляторе величина давления окажется другой. Поэтому следует сразу после покупки проверить давление воздуха внутри гидроаккумулятора при помощи обыкновенного манометра, подсоединив его к ниппелю гидробака, и в случае необходимости увеличить давление при помощи автомобильного насоса. При использовании гидробака в сочетании с насосом давление воздуха в нем долно быть таким же, как величина нижнего предела включения насоса. А о том, что такое нижний и верхний пределы (пределы включения и выключения насоса, соответственно) и как они регулируются, мы рассказывали в статье о настройке и регулировке реле давления.

Организация системы водоснабжения для частного дома – это всегда хлопотный процесс. В эту систему входит множество элементов и один из них это гидравлический аккумулятор, который занимает в ней одно из важнейших мест. Однако, чтобы водопровод хорошо функционировал, нужно знать как правильно подобрать гидроаккумулятор. Ведь от этого будет зависеть работа всей системы.

Почему нужно уметь подбирать гидробак?

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения выполняет две важные функции:

поддержку постоянного давления в водопроводе;
защиту насоса от слишком частых включений и выключений.

Его схема устройство довольно простая – есть металлический бак, который разделен на две части каучуковой мембраной. В самой мембране находится вода, а необходимое давление создается воздухом, который закачивается во вторую часть бака.

Таким образом, при использовании воды в точках потребления, погружному насосу не приходится включаться каждый раз, когда открывается кран. Ведь в груше есть определенный запас воды под давлением, достаточным для нормальной работы водопровода. А насос будет включаться только тогда, когда этот объем упадет до установленного минимума.

При этом нужно учитывать, что максимальное допустимое число включений насоса – 20-30 раз в час. А оптимальное – 15-20 раз. Поэтому, нужно заранее знать, как выбрать гидроаккумулятор для водопровода, чтобы не допустить ошибок.

Подбор объема гидроаккумулятора

Одна из самых главных характеристик гидроаккумуляторов – это его объем. На рынке существует масса вариантов, от моделей объемом до 20 литров и до тех, емкость которых превышает 1000 литров. Но, на рынке наиболее популярны такие модели:

Также пользуется популярностью гидроаккумулятор 100 литров – такая емкость оптимальна для средней семьи.

Вообще, существует несколько формул, воспользовавшись которыми можно рассчитать объем гидроаккумулятора. Однако есть определенная статистика по использованию этих устройств. Опираясь на нее, также можно сделать правильный выбор.

Тем более, все равно придется покупать бак стандартного объема. Например, гидроаккумулятор 80 литров или 100 литров.

Основные правила подбора:

емкость до 24 литров – используется, когда мощность насоса для скважины находится в пределах 2 м3час, а количество потребителей не превышает 3-х точек. Т.е. такой объем подходит для небольших дачных домиков, в которых проживает 1-2 человека;
объем 50 литров – понадобится при мощности насоса до 3,5 кубометров в час. При этом, допустимое количество точек потребления воды, увеличивается до 7-8 штук. Такие гидробаки подойдут для системы водоснабжения, обеспечивающих 2-3 человека, постоянно проживающих в одном доме;
если насос обладает производительностью свыше 5 кубометров, а количество потребителей в доме больше 8, то берется бак с емкостью от 100 литров.

Когда делается расчет объема гидроаккумулятора, важно понимать, что его основная задача не заключается в создании накопительного запаса питьевой воды. Таким образом, не нужно делать большой запас по объему. Обычно, хватает 10-15%, необходимых на случай непредвиденного увеличения потребления воды.

Кроме того, нужно учитывать такие правила:

при подборе емкости, считается общее число точек их одновременное потребление воды;
например, значение получилось около 30 литров;
нужно знать, что вода занимает примерно половину от объема гидробака.

Поэтому, можно выбирать устройство емкостью

60 литров. А если учесть небольшой запас, то оптимальным вариантом станет бак на 80 литров.

Нужен ли запас емкости?

Многие люди полагают, что одна из задач аккумулятора – это создание резерва воды. Однако это не так и функции устройства, абсолютно другие. Конечно, небольшой запас по емкости нужен – бывают случаи, когда потребление воды может увеличиться. К тому же, немного увеличенный объем положительно скажется на работе всего оборудования.

Однако, учитывая цену, переплачивать лишние деньги за дополнительную емкость не нужно. Для этих целей предназначены специальные пластиковые резервуары, которые встраиваются в систему водопровода.

Тем более, если в будущем планируется увеличение точек потребления – можно купить дополнительный гидробак. Их общий объем будет суммироваться. Например, если в системе установлено два устройства на 40 и 80 литров, то общая рабочая мощность получится 120 л.

Оптимальное давление

Чтобы ГА хорошо справлялся со своими задачами, в нем должно быть правильно выставлено давление. Вообще, расчет необходимой величины делается исходя из того, что на каждые 10 метров подъема, требуется 1 атмосфера. К тому же, еще одна атмосфера, обеспечивает нормальное давление в системе водопровода.

гидроаккумулятор установлен в подвале, а до самой верхней точки получается расстояние в 6 метров;
таким образом, 0.6 атмосфер потребуется для подъема воды и еще одна для работы;
т.е. рабочее значение будет составлять 1,6 атмосфер.

При установке необходимо сразу же проверить это значение, и если оно ниже нормы, то закачать в бак воздух. Также, нужно правильно настроить реле давления. Ведь от этого будет зависеть частота включения насоса и напор воды в системе.

Тип гидробака

На рынке существует два вида таких устройств:

Принципиальных различий в работе у них нет. Основная разница – в компоновке. Поэтому, в первую очередь, нужно ориентироваться на удобство размещения в помещении. Ведь нужно позаботиться не только о монтаже – в дальнейшем емкость нужно будет обслуживать, а значит, к ней должен быть удобный доступ.

Еще один момент – это сброс накопившегося воздуха. В моделях вертикального типа, предусматривается специальный клапан, расположенный в верхней части бака. А у горизонтальных, придется монтировать дополнительный кран.

Впрочем, главное убедиться, что на выбранной модели, вообще есть такая возможность. Ведь если, бак не предусматривает специальный вывод для сброса воздуха, накопившегося за время работы системы, удалить его можно будет только полностью слив всю воду с бака.