Гідроакумулятор для систем водопостачання: призначення, різновиди, принцип роботи та основи розрахунків
Заміська садиба, як правило, не має центрального водопостачання. У цьому випадку джерелом води є свердловина або колодязь, звідки рідина нагнітається в систему домашнього водопроводу.
Призначення та принцип роботи
Основне завдання, яке лягає на гідробаки для систем водопостачання – накопичувати певний об'єм рідини та віддавати її у водопровідну систему під час падіння тиску в трубах. Таким чином, у системі є запас води і при короткочасних відкриттях кранів (набрати води в чайник або сполоснути руки) насос не спрацьовує, оскільки вода надходить із гідробака.
Як наслідок, основний принцип роботи гідроакумулятора в системі водопостачання – зменшити кількість включень/вимкнень водяного насоса, а отже – збільшити його термін служби.
Конструктивно гідробак є герметичний порожнистий циліндр з металу. Усередині знаходяться мембрана, яку ще називають «груша», із спеціальної гуми – бутилу або синтетичного етилен-пропіленового каучуку. Ці матеріали міцні, відповідають усім санітарно-гігієнічним вимогам та стійкі до бактерій. Мембрана розділяє порожнину на дві частини, в одній із яких накопичується вода. Друга зайнята стисненим повітрям, яке виштовхує воду з гідробака в систему при відкритті крана.
Робота гідроакумулятора відбувається циклічно:
- При зменшенні тиску води в системі (коли вода з гідробака вже вибрана) спрацьовує датчик тиску і відбувається запуск насоса для подачі води.
- "Груша" заповнюється водою, її обсяг збільшується. Повітря стискається, тиск у баку зростає.
- Реле тиску подає сигнал і насос припиняє свою роботу.
- При споживанні води знову спрацьовує реле тиску цикл повторюється.
Переваги встановлення гідробака
Існує ряд причин, для чого потрібний гідроакумулятор у системі водопостачання:
- Головне завдання – завдяки гідроакумулятору запуск та вимикання насоса відбуваються рідше. Двигун не перегрівається і довше не виходить із ладу.
- Крім створення запасу води, накопичувач пом'якшує гідравлічні удари в системі водопроводу. Повітря, що міститься всередині балона, зменшує перепади тиску в трубопроводі завдяки здатності до стиснення. Як наслідок, менше зношуються всі елементи системи.
- Під час відключення електрики в гідробаку залишається резервний запас води, що важливо при частих перебоях у випадку електропостачання.
Типи конструкцій та їх пристрій
Залежно від використовуваного насоса та розташування гідроакумулятора для насосної станції, у побуті застосовуються пристрої горизонтальної та вертикальної установки.
Такі типи формування дозволяють вписати їх у простір будь-якого технічного приміщення. Встановлювати агрегат потрібно з розрахунком на зручне обслуговування. Потрібно передбачити доступ для ремонту та, при необхідності, зливу води.
Найбільш раціонально підключення горизонтальних гідробаків до зовнішніх насосів, а вертикальних - до занурювальних, але в будь-якому випадку остаточне рішення треба приймати на місці залежно від параметрів системи.
У роботі агрегатів важливих відмінностей немає. Різниця у способі стравлювання зайвого повітря, яке накопичується під час експлуатації у водопровідній системі. При великих обсягах води, що проходить через накопичувач, виділяється розчинене повітря. Він може створювати повітряні пробки та ускладнювати роботу системи.
У конструкціях з вертикальним циліндром розташованим отвір з клапаном знаходиться у верхній частині агрегату, т.к. повітря збирається у верхній частині циліндра. У горизонтальних гідробак зазвичай такого пристрою немає. Потрібний додатковий монтаж трубопроводу з кульового крана, зливної трубки та ніпеля.
Накопичувачі об'ємом до 100 л пристроїв для випуску повітря немає. Зайвий газ видаляється після повного зливу води.
Чому потрібно вміти підбирати гідробак
Щоб обладнання добре функціонувало та забезпечувало водою мешканців будинку, потрібно не тільки знати, що таке гідроакумулятор для систем водопостачання, а й як його правильно підібрати.
Якщо обсяг накопичувача недостатній, то насос працюватиме у посиленому режимі, щоб забезпечити необхідний тиск у мережі.
При надмірному обсязі гідробака такої проблеми не буде, крім того, в ємності постійно буде деякий об'єм води, який можна використовувати, наприклад, у разі відключення електрики. Але не варто гнатися за розміром, адже основним призначенням обладнання є підтримка тиску для розподілу рідини у мережі. А для запасу води можна підібрати інший, менш дорогий резервуар, наприклад із пластику.
Розрахунок оптимального обсягу гідробака
Правильно підібраний об'єм гідробака дозволить:
- забезпечити достатній рівень споживання води,
- оптимально використовувати насосне обладнання,
- продовжити термін служби накопичувача та елементів системи.
Існує кілька способів, як підібрати гідроакумулятор для систем водопостачання та розрахувати необхідний обсяг накопичувача.
Італійські інженери розробили методику розрахунку UNI 8192. Підбір здійснюється за трьома параметрами: максимальною витратою води, кількістю допустимих включень насоса за годину та висоти подачі води.
При невеликій потребі у водопостачанні, наприклад, для сім'ї з 2-3 осіб, яка живе в одноповерховому будинку, об'єм гідробака можна не розраховувати. Достатньо буде 24-літрової ємності.
Для будинків більшої поверховості та з чималою кількістю точок споживання води слід зробити розрахунок.
Він проводиться за схемою:
- За таблицями визначаються сумарні коефіцієнти споживання води залежно від устаткування, що використовується.
- Розраховується максимальна витрата води. Наприклад, при спільній роботі душа, змивного бачка і крана на кухні цей показник дорівнюватиме 30л/хв (Qmax).
- Розрахункова кількість включень насоса за годину (для комфортної роботи) приймається за а=15. При більш інтенсивній роботі мембрана гідробака робить дуже часті коливання, що призводить до передчасного її руйнування. До того ж продуктивність насоса не дозволяє повністю заповнити накопичувач водою. Насос при безперервній роботі перегрівається і швидше виходить з ладу.
- Наступна важлива величина – максимальний та мінімальний тиск для спрацьовування реле. Для двоповерхових будинків ці значення 3 бар та 1,5 бар відповідно (Pmax та Pmin). У розрахунку бере участь початковий тиск газу в установці P0 = 1,3 бар.
- Необхідний обсяг визначається за формулою: V = 16,5 x Qmax x Pmax x Pmin / (ax (Pmax-Pmin) x P0) = 16,5 х30х3х1, 5 / (15х (3-1,5) х1, 3) = 76 л.
Найближчим за значенням є бак об'ємом 80 л.
Гідроакумулятор для систем водопостачання з такою місткістю дозволить виконати потреби у водопостачанні мешканців 2-х поверхового будинку при трьох точках розбирання води, що працюють одночасно.
Корисне відео
Чи потрібний запас ємності
Додатковий обсяг води, що зберігається в гідробаку, не відбивається на його експлуатації. Основною функцією агрегату є підтримка тиску у водопровідній мережі.
Якщо необхідний значний запас води, простіше і дешевше вбудувати в систему резервний бак із пластику. Тому при підборі обладнання купувати гідроакумулятор із запасом немає сенсу.
При збільшенні потреби у водозабезпеченні, наприклад, при збільшенні кількості мешканців або кількості побутової техніки, що споживає воду, можна додатково встановити ще один гідробак невеликого обсягу. Їхня продуктивність підсумовується. Місце встановлення додаткового гідробака не відіграє важливу роль.
Розрахунок тиску в гідроакумуляторі
Для того, щоб обладнання ефективно працювало та забезпечувало потреби мешканців будинку, тиск у гідробаку має бути надлишковим.
Для стійкої роботи необхідна різниця в 0,5-0,6 бар між тисками в нижній та верхній точках.
Заводські налаштування передбачають необхідний тиск 1,5-2 бар, що є оптимальним для роботи гідроакумулятора. Для контролю в пристрій вмонтований тонометр.
У разі відхилення параметра тиску в меншу сторону його можна скоригувати, накачавши повітря автомобільним насосом, для чого в корпусі пристрою передбачено ніпель.
Встановлення, тестування, підключення
Просто змонтувати гідробак не є складним завданням – нагальною проблемою зазвичай є грамотний вибір об'єму та робочого тиску, тому краще якщо всі роботи в комплексі будуть проводити фахівці.
Насамперед підбирається місце під установку, яке має відповідати таким вимогам:
- вібрація та шум від працюючого обладнання не заважають мешканцям,
- існує достатній простір для обслуговування та ремонту гідробака,
- забезпечена надійна опора на рівну і виставлену строго горизонтальну основу.
При установці використовуються прокладки, що амортизують, з гуми, які частково гасять вібрацію.
Підключення гідроакумулятора до системи водопостачання проводять у такому порядку:
- Готується рівний майданчик на міцній основі, наприклад, бетонній підлозі підвалу.
- Гідробак встановлюється на основу, використовуючи спеціальні прокладки.
- Проводяться контрольні вимірювання тиску циліндрі в неробочому стані. Воно має бути не менше 1,5 бар (атм). Це заводське налаштування. При недостатньому тиску можна скористатися автомобільним насосом.
- На патрубок гідроакумулятора встановлюється штуцер, що має п'ять виходів.
- По черзі підключаються водяний насос, водопровідна труба, манометр та реле тиску до виходів штуцера.
Для зменшення вібрації застосовують гнучкі перехідники. Їх встановлюють дільниці підключення агрегату до водопроводу. Слід стежити за тим, щоб просвіт перехідника не був меншим за діаметр труби, що підключається.
Корисне відео
- Гідробак заповнюється водою і перевіряється на наявність течій. При необхідності проводиться додаткова герметизація різьбових з'єднань.
Заливати в бак воду потрібно дуже повільно, щоб уникнути розриву мембрани. При тривалому зберіганні можливе злипання "груші", при поступовому наповненні гнучка форма плавно розправиться.
- Підключається електроживлення та налаштовується реле тиску згідно з інструкцією до обладнання.
При використанні занурювального насоса необхідно встановити зворотний клапан. Він перешкоджає зворотному відтоку води у свердловину.
Популярні моделі
Покупець, набуваючи гідроакумулятора, основну увагу приділяє об'єму циліндра. На сьогоднішній день випускаються та використовуються у побуті моделі місткістю від 10 л до 200 л.
Зазвичай, купити гідроакумулятор для систем водопостачання, вибирають просто за співвідношенням ціна-якість. Виробники пропонують моделі, що поєднують у собі різну комплектацію та гідну якість за розумною ціною. Рейтинг виробників виглядає так: Reflex, Jeelex, Wester, UNIPUMP, CIMM.
Висновок
Гідроакумулятор – необхідний елемент системи водопостачання приватного будинку, який забезпечить довговічну роботу насоса та безперебійне постачання водою. Щоб апарат прослужив довго та не вимагав частих ремонтів, його потрібно правильно підібрати та грамотно встановити, для чого рекомендується скористатися послугами грамотних спеціалістів. Розібравшись для чого потрібен гідроакумулятор, можна планувати його встановлення та шукати хороших фахівців, які зроблять все на найвищому рівні.
