Мембранный бак (гидроаккумулятор) защищает систему автономного водоснабжения от постоянных перепадов давления. Его основными задачами являются:
- Поддержание постоянного давления в системе
- Уменьшение числа циклов включений/выключений насоса в период интенсивного использования, тем самым увеличивая ресурс насосного оборудования
- Защита от гидроударов, которые значительно уменьшают срок службы скважинного насоса и всех компонентов системы водоснабжения.
К второстепенным функциям гидроаккумулятора (ГА) можно отнести: накопление воды на случай отключения электроэнергии. Хочу обратить Ваше внимание на то, что объем воды, накопленный в мембранном баке будет составлять 30-40 % от его фактического объема. Например, 50 литровый вмещает в себя 19 литров воды, при условии, что: давление воздуха в гидроаккумуляторе — 1,8 бар; давление включения насоса (минимальное давление в водопроводе) – 2,0 бар; давление выключения насоса (максимальное давление в водопроводе) – 4,0 бар. При тех же условиях, 100 литровый мембранный бак Zilmet вмещает в себя 38 литров воды. Поэтому, если Вы преследуете цель накопление воды на случай отключения электричества — Вам потребуется установить дополнительную ёмкость.
Итак, что же из себя представляет гидроаккумулятор и чем следует руководствоваться при его выборе?
Мембранные баки бывают двух видов: горизонтальные и вертикальные.
Принцип работы и конструкция практически не отличаются. Единственное различие – это положение мембраны. Как правило, вертикальные гидроаккумуляторы удобнее размещать в помешении, благодаря своему исполнению они занимают меньше полезной площади.
На рисунке представлена конструкция вертикального гидроаккумулятора:
ГА представляет из себя стальной сосуд, внутри него установлена мембрана, которая является рабочей полостью. Мембрана должна быть изготовлена из бутиловой или пищевой резины (EPDM) . Подвод воды в гидроаккумулятор осуществляется с помощью резьбового штуцера установленного на фланце в нижней части ГА. При покупке гидроаккумулятора обратите внимание на то, чтобы фланец был изготовлен из нержавеющей стали — это поможет избежать протечек в процессе эксплуатации. В полость между мембранной и корпусом ГА закачивается воздух через воздушный ниппель (он находится под пластмассовым колпачком в верхней или нижней части гидроаккумулятора). Давление воздуха в ГА должно быть на 10% ниже давления включения насоса. Это условие – компромисс между долговечностью мембраны (мембрана является заменяемым элементом) и комфортом водопользования. Как правило, заводы-изготовители закачивают воздух под давлением 1,5 бара. Увеличить давление в ГА Вы сможете с помощью обычного автомобильного насоса.
Как подобрать объем гидроаккумулятора?
При выборе объема гидроаккумулятора следует отталкиваться от:
- Количества потребителей воды
- Числа точек водозабора
- Среднего значения расхода воды, м 3 /ч
- Числа допустимых циклов включения/выключения насоса (как правило его принимают равным 20, не имеют ограничений по числу вкл./выкл., так как обладают плавным пуском).
Специалисты по водоснабжению и водоотведению рекомендуют использовать мембранные баки объемом от 50 литров . В среднем, если Ваша семья состоит из 3-х человек, в доме 2-3 точки водозабора — достаточно будет использовать 50 литровый гидроаккумулятор. Если же в вашем доме проживает 3-4 человека и 4-5 точек водозабора – используйте ГА объемом 100 литров. При схеме водоснабжения с накопительной емкостью — достаточно будет использовать насосную станцию. Они, как правило, комплектуются штатным гидроаккумулятором объемом 24 или 60 литров.
Обслуживание гидроаккумулятора
В процессе эксплуатации ГА требует профилактического обслуживания. Во-первых: после покупки мембранного бака проверьте давление воздуха с помощью автомобильного манометра, бывает, так, что на заводе-изготовителе забывают накачать воздух, либо давление в ГА не достаточно для ваших нужд. Закачку воздуха следует производить на «сухой» гидроаккумулятор (слейте воду из мембраны перед закачкой). Периодически проверяйте давление воздуха в процессе эксплуатации (раз в пол года), и если будет необходимость — выполните подкачку.
Во-вторых: в воде содержится растворенный кислород, и со временем он будет скапливаться в мембране гидроаккумулятора, чтобы этого избежать — стравливайте воздух из мембраны. ГА объемом от 100 литров оборудованы специальным стравливающим клапаном, а для гидроаккумуляторов меньшего объема можно произвести эту операцию путем отключения насоса из сети и сброса давления из системы (откройте кран в доме), при необходимости повторите эту операцию несколько раз.
В-третьих: мембранный бак следует располагать или хранить при плюсовой температуре. Если у Вас помещение не отапливается в зимний период времени – пренесите гидроаккумулятор в теплое место, тем самым Вы увеличите срок службы мембраны.
На сегодняшний день на рынке представлены мембранные баки как отечественного, так и зарубежного производства. Мы рекомендуем использовать гидроаккумуляторы марки (Италия), так как они уже давно представлены на российском рынке и зарекомендовали себя только с лучшей стороны. Фланцы этих мембранных баков изготовлены из нержавеющей стали, все поставляемые ГА тестируются на заводе-изготовителе и сертифицируются в соответствии с требованиями European Directive 97/23/EC.
Что заставляет нас устанавливать гидроаккумулятор для системы водоснабжения? Итак, разберем подробно:
- Во-первых, это необходимость аккумулировать (накапливать, сохранять) объем жидкости;
- Во-вторых, это необходимость, аккумулируя жидкость, отбирать еще и избыточное давление;
- В-третьих, это необходимость демпфирования гидроударов в системе водоснабжения;
- В-четвертых, гидроаккумулятор позволяет поддерживать давление воды даже при выключенном насосе;
- В-пятых, наличие гидроаккумулятора дает «передых» насосу, он включается реже;
- И в-шестых, при пиковых потреблениях воды гидроаккумулятор «сглаживает» их…
Гидроаккумулятор имеет синонимы для обозначения одного и того же изделия и конструктивного элемента системы водоснабжения: «Расширительный бак» и «Экспанзомат» среди них, и употребляются довольно часто, особенно первый. Обозначают они ровно тоже, что и гидроаккумулятор.
Историческое отступление : Для более осознанного восприятия функции и местоположения гидроаккумулятора в нашем водопроводе хорошо вспомнить конструкцию и предназначение известных многим водонапорных башен. Они накапливали воду и также обеспечивали давление воды в системе (напор в просторечии).
Но по своей конструкции и месторасположению в водоснабжении не могли и не должны были сглаживать избыточное давление и демпфировать гидроудар. Но и водонапорная башня, и гидроаккумулятор улучшают работу системы: первая за счет потенциальной энергии поднятой над землей воды, второй – за счет потенциальной энергии сжатого в нем воздуха.
Отступление о цвете : В системах теплоснабжения тоже устанавливаются гидроаккумуляторы. И тут стоит запомнить, что гидроаккумуляторы для систем водоснабжения и для систем теплоснабжения обычно (большинством производителей) изготавливаются с разницей в окрашивании. Синие предназначены для систем водоснабжения. Красные – теплоснабжения. Есть еще и бесцветные.
В любом случае следует прочитать техдокументацию , чтобы быть уверенным в предназначении устройства. Среди отличий этих приборов друг от друга: в синих используется только пищевая резина. Они же, синие, устроены так, что можно самостоятельно менять мембрану. В красных резина техническая, а мембрану поменять самостоятельно можно не во всех. Поэтому гидроаккумулятор для системы водоснабжения – это синий гидроаккумулятор.
Устройство гидроаккумулятора для систем водоснабжения
Внешний вид гидроаккумулятора – емкость, собственно аккумулирующая воду, мембрана или груша внутри, фильтр – тоже обычно внутри, вводы-выводы для воды и воздуха, и различные трубы, вентили, устройства и конструкции для обеспечения функционирования водопровода снаружи.
Гидроаккумуляторы имеют два типовых варианта конструкции. Мембранные гидроаккумуляторы и гидроаккумуляторы с резиновой грушей.
И груша, и мембрана скрыты внутри устройства.
Мембрана повторяет форму бака, какой мы видим ее снаружи. При этом вода в нее входит снизу. Ее место – внутри мембраны. Снаружи мембрана окружена воздухом.
Вход для воды находится внизу, вход для воздуха вверху. На вводе внизу — фильтр, на вводе вверху – золотник.
Примечание : иногда делают вход для воды сверху.
Гидроаккумуляторы с грушей устроены примерно также, но бывают модификации, когда вход для воды расположен сбоку, все устройство как бы горизонтально. Груша может крепиться как с одной стороны, так и с двух концов, к противоположным стенкам.
Экологическое отступление : Мнения о том, что лучше, груша или мембрана, и какой материал для груши или мембраны дает вам более качественную воду на выходе, самые разнообразные. Многие считают, что груша, да еще исполненная из резины на основе натурального каучука, дают лучшую в экологическом смысле воду. Другие мнения есть, что разные типы мембран и груш имеют достаточно качественный материал, и на состав воды не влияют.
Подбор гидроаккумулятора для системы водоснабжения. Как выбрать?
Любителям простых решений можем с уверенностью предложить: покупайте гидроаккумулятор на 24 литра, а место отведите по возможности ближе к насосу – и ваша система водоснабжения будет работать нормально.
Если строение побольше, или семья большая, и активность в пользовании водой высокая, стоит заняться некоторыми расчетами.
Подходим с точки зрения включения-выключения насоса . Лучше не включать насос чаще 30 раз в час. Узнайте производительность своего насоса, скорее всего она около 40 л в минуту. В гидроаккумуляторе вода и воздух делят пространство на половину… так что, с этой точки зрения вам нужен объем гидроаккумулятора до 100 литров.
Вопрос пикового потребления : 8 литров воды на кухню, 10 литров воды на душ, и 6 литров – на туалет. Это в минуту!
Если туалетов два, то нужно тоже это учесть.
Получим цифру в 30 литров в минуту. В баке гидроаккумулятора у нас только половина – это вода, помним об этом. Гидроаккумулятор для систем водоснабжения до 100 литров и с этой точки зрения подойдет!
Примечание для усидчивых : Если хотите подойти к вопросу еще тщательнее, поинтересуйтесь довольно широко известной международной методикой расчета. Ее еще обозначают аббревиатурой из латинских букв UNI. Методика потребует от вас усилий – надо заполнить таблицы, и разобраться с формулой расчета.
С точки зрения резервирования воды на случай отключения – принимайте решение субъективно, исходя из вашего понимания того, что такое резерв и сколько воды вам надо «на всякий случай».
Как подобрать гидроаккумулятор для водоснабжения с точки зрения давления . Давление должно быть ни в коем случае не меньше, чем давление в системе водоснабжения дома. Высота труб в 10 метров дает вам давление в 1 бар. Кран работает нормально при 0,5 бара.
Вам надо, чтобы давление было не меньше суммы этих двух значений, то есть, 1,5 бара. Обычно заводы-изготовители обеспечивают именно эту цифру. Однако давление в гидроаккумуляторе следует проверять один-два раза в год!
Установка гидроаккумулятора для систем водоснабжения
Всегда не лишним будет напомнить , что установка гидроаккумулятора должна выполняться в полном соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Идеально будет, если это осуществят опытные специалисты. Имеющий способности, опыт и желание неспециалист, хозяин дома, например, часто предпочитает все сделать самостоятельно. В этом случае, опять-таки, нельзя нарушать инструкции изготовителя, и следует проявить расчетливость и осторожность :
- Гидроаккумуляторы с внешними повреждениями устанавливать не следует;
- Условия в месте установки и работы должны соответствовать таковым, указанным изготовителем;
- Вес бака! Вес гидроаккумулятора следует учитывать, не забывая о том количестве воды, которое будет в нем после установки!
- Иногда бывает необходимо слить воду из гидроаккумулятора. Подумайте заранее и сделайте все необходимое на этот случай!
- Замерзание воды в гидроаккумуляторе недопустимо. Помещение должно отапливаться!
- Гидроаккумулятор и его элементы, и подводящие части системы водоснабжения не должны подвергаться каким либо статическим загрузкам;
- Защищайте ваш гилдроаккумулятор от влаги и механических повреждений снаружи;
- Если вам повезло, и вам понадобился гидроаккумулятор с объемом, например, 750 литров, оцените заранее, как вы втащите в дом большой бак (проемы дверей и так далее)
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: схема подключения.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: неисправности
Неисправности гидроаккумулятора подавляющей часть устранимы – идеально приглашать для этого специалиста, но можно делать многое и самостоятельно.
Насос включается слишком часто? Это сигнал о сразу нескольких возможных неисправностей вашего гидроаккумулятора:
- В емкости может отсутствовать сжатый воздух . Исправить проблему можно, просто подкачав воздух автомобильным насосом;
- Может быть повреждена мембрана . Следует заменить ее, обратившись к специалистам или самостоятельно. Обязательно почитать о замене мембраны. Обязательно использовать только оригинальную мембрану (или, как у нас говорят, родную);
- Поврежден корпус . Поломка эта говорит сама за себя. Надо ремонтировать корпус, обратившись к профессионалам;
- Слишком маленькая разница между давлением , при котором насос включается, аи давлением, при котором насос выключается. Надо менять давление включения и выключения насоса (на реле давления).
- Течет вода из воздушного клапана? Явно повреждена мембрана. Надо менять, опять-таки в сервисном центре предпочтительнее, а если самостоятельно, то только на оригинальную!
- Давление воздуха упало ниже расчетного значения ? Виноват ниппель, его следует продуть, восстановив давление внутри.
Давление воды упало ниже нормы (нет «напора»)?
Причин тут может быть две:
- Отсутствие сжатого воздуха в гидроакумуляторе. Тогда мы закачиваем его туда!
- Или насос не обеспечивать требуемого давления. Нужно проверить насос, Может, в нем неисправность. Или же он не справляется с нагрузкой по своим техническим данным
Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения: цены
Цена на гидроаккумулятор отличается. На цену влияет объем, торговая марка, страны изготовителя бака. Также цены меняются в зависимости от региона России, в котором гидроаккумуляторы продаются. Есть мнение, что гидроаккумулятор китайского производства емкостью 24 литра можно приобрести за 1200 рублей в розницу.
В Интернете стоимость на гидроаккумуляторы для систем водоснабжения от 1100 рублей до 7500.
Подведем итоги
Имея дело с системой водоснабжения, мы обычно самым главным в ней считаем насос. Если насос исправен – значит, есть и вода.
Но ведь насос, забирая воду из скважины, колодца или того же водопровода, закачивает ее в гидроаккумулятор, скажем еще точнее, в резиновую мембрану или грушу внутри его.
Вода накачивается в гидроаккумулятор. Достигнув определенной отметки, давление, выставленное при настройке, дает сигнал насосу к прекращению закачки воды.
И только когда работает душ или стиральная машина, или происходит другой расход воды, датчики давления дают сигнал насосу о возобновлении работы.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения бережет и наш водопровод, и собственно насос, и энергию, и тем более наши нервы.
Его размер и мощность насоса вполне можно рассчитать, сам он недорог, техобслуживание не сложно, а ремонт необременителен.
Именно гидроаккумулятор принадлежит к тем вещам, которые могут сделать ваш загородный дом действительно по-современному комфортным!
И горизонтальные. Название полностью характеризует способ их установки. Какой из них выбрать, если габариты Вашего помещения позволяют использовать оба типа.
Выбор гидроаккумулятора
Подбор гидроаккумулятора зависит от многих факторов. Здесь мы рекомендовали бы обратить внимание на метод удаления скапливающегося воздуха внутри резиновой мембраны. 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 полость А гидроаккумулятора. Для удаления этого воздуха, а также воздушных пробок, возникающих при монтаже и ремонте системы, в конструкции больших гидроаккумуляторов (100 и более литров) предусмотрен дополнительный ниппель, через который периодически стравливается скопившийся в системе воздух. При использовании вертикального гидроаккумулятора емкостью более 100 литров воздух скапливается в верхней части и может быть удален с помощью этого воздухоотделительного клапана.
В гидроаккумуляторах для водоснабжения горизонтального типа удаление воздуха можно сделать с помощью дополнительного участка трубопровода, состоящего из выводного воздушного ниппеля, шарового крана и слива в канализацию. При этом стравливать скопившийся воздух следует периодически раз в месяц. Гидроаккумуляторы маленьких объемов не оснащены воздухоотделительным ниппелем. Поэтому выбор гидроаккумулятора осуществляется исключительно удобностью компоновки в Вашем помещении. Удаление скопившегося в них воздуха осуществляется периодическим полным опораживанием. Для этого в схеме трубопровода можно предусмотреть дополнительный шаровой кран. Кроме того, удалить воздух из систем с небольшим гидроаккумулятором можно просто путем переодического (раз в неделю) отключения электропитания установки и стравливания скопившегося воздуха через кран умывальника или душа или другой точки водоразбора, наиболее близко расположенной к гидроаккумулятору. Однако для большей эффективности эту процедуру следует повторить несколько раз. То есть выключить электропитание насоса, открыть кран холодной воды, полностью слить воду, закрыть кран и включить электропитание насоса. И так два или три раза подряд.
Как подобрать размер гидроаккумулятора водоснабжения?
Правильный подбор гидроаккумуляторов для систем индивидуального водоснабжения достаточно сложен. Существует большое количество исходных данных, которые необходимо учитывать. Кроме традиционных душа и крана на кухне, современные дома могут быть оснащены ванной, биде, канализацией, стиральной машиной и другим оборудованием, для работы которого необходима вода. Помимо оборудования различным может быть количество людей, находящихся в доме. Это объективные факторы, но при выборе размеров гидроаккумулятора приходится учитывать еще и субъективные факторы. Например, сколько раз в час можно включать насос и заполнять гидроаккумулятор? Что случиться, если сразу несколько человек будут пользоваться водой? Что будет, если в это время работает стиральная машина?
Отметим, что до настоящего времени, по нашему мнению, никаких методик выбора объема гидроаккумуляторов в России не было. Во-первых, потому что в России не было индивидуальных систем водоснабжения. Во-вторых, слишком разные требования у людей к таким системам. Мы предлагаем Вам методику подбора объема гидроаккумулятора, в основу которой положен международный метод расчета UNI 9182.
Начнем с того, что если у Вас в доме только кран для воды, душ и кран для полива, то ничего считать не надо. Вам нужна стандартная установка водоснабжения с размером гидроаккумулятором 24 литра. Смело покупайте ее. Она оптимальна в тех случаях, когда число постоянно проживающих людей в доме до четырех человек. Даже если Вам потребуется в перспективе увеличить число точек разбора воды, то можно будет просто купить отдельно и установить в любую точку системы еще один гидроаккумулятор объемом 24 литра.
Если у Вас дом без канализации, но с количеством точек разбора воды более трех, то в любых случаях Вам достаточно объема гидроаккумулятора в 50 литров.
Методика же расчета объема гидроаккумулятора предназначена для индивидуальных домов, оснащенных канализацией (септиком), с ваннами и другим оборудованием, потребляющим значительное количество воды.
1. Определите суммарный коэффициент потребления воды Су. Для этого составьте перечень точек разбора в Вашем доме и укажите количество каждого вида оборудования.
2. Заполните таблицу 1. Ее вторая колонка представляет собой таблицу коэффициентов частоты использования каждого вида оборудования (Сx). В третьей колонке укажите количество устройств каждого вида оборудования в Вашем доме (n). В правой колонке таблицы умножьте значение Сх на n. Просуммируйте значения этой колонки. Вы получите суммарный коэффициент потребления воды Вашего дома.
Таблица 1. Определение суммарного коэффициента потребления Су
|
Вид оборудования |
Коэффициент использования Сх |
Количество каждого вида n |
Произведение Сх х n |
|
Кран в раковине |
|||
|
Кран в кухне |
|||
|
Стиральная машина |
|||
|
Машина для мытья посуды |
|||
|
Кран для полива |
|||
|
Суммарный коэффициент Су равен = _______ |
|||
3. В зависимости от полученного значения суммарного коэффициента Су определите значение максимального расхода воды, необходимого для Вашего дома. Эти значения представлены в таблице 2.
Например, если у Вас в доме туалет, душ, кран в раковине, кран на кухне (каждого устройства по одному), то Ваш коэффициент потребления равен Су= 3+2+6+2=13. Ближайшее значение Су в таблице равно 12, следовательно, Вам для нормального функционирования системы водоснабжения дома необходимо обеспечить максимальный расход около 36 литров в минуту.
4. Для определения объема гидроаккумулятора надо решить, сколько раз в час (а) допускается включение гидроаккумулятора при максимальной интенсивности потребления. Нормальным считается 10-15 раз в час. Требуется также назначить пороги срабатывания реле давления станции водоснабжения (Рmin и Рmax). Нижний порог Рmin для двухэтажных домов обычно равен 1,5 бар, а верхний порог Рmax - 3 бар.
Расчет давления воздуха в гидроаккумуляторе
Какое первоначальное давление воздуха должно быть в гидроаккумуляторе? Если Вы установили гидроаккумулятор в подвале, то его минимальное значение легко подсчитать. Надо взять высоту в метрах от подвала до верхней точки Вашей системы водоснабжения. Например, для двухэтажного дома это 6-7 метров, трехэтажного - около 10 метров, потом прибавить к этому значению 6 и разделить на 10. Вы получите необходимое значение в атмосферах. Например, для двухэтажного дома 7 + 6 = 13 / 10 = 1,3 атмосферы. Это минимальное значение давления воздуха в гидроаккумуляторе. В противном случае вода из него не будет поступать на второй этаж Вашего дома. Однако завышать эти значения не следует, иначе в гидроаккумуляторе просто не будет воды. Обычно завод-изготовитель сам устанавливает давление воздуха в размере 1,5 атм., но может случиться так, что давление воздуха в купленном Вами гидроаккумуляторе будет другое. Следует первоначально проверить его обыкновенным манометром, подсоединив его к ниппелю гидроаккумулятора и при необходимости увеличить его с помощью автомобильного насоса.
Разница порогов срабатывания Рmax - Рmin определяет величину объема воды, выдаваемого гидроаккумулятором. Чем больше эта разница, тем более эффективней работа гидроаккумулятора, но мембрана в этом случае нагружается сильнее и может разорваться.
Значение Рmin (давление включения насоса) определяется исходя из значения гидростатического давления (высоты воды) в системе водоснабжения Вашего дома. Например, если высота труб в Вашей системе равна 10 метрам, то тогда давление водного столба будет равно 10 метрам, что равно давлению 1 бар.
Каким должно быть минимальное значение давления Рmin? Давление воздуха в камере противодавления гидроаккумулятора должно быть равно гидростатическому, то есть в нашем случае 1 бар. Нижний порог срабатывания Рmin тогда должен быть несколько больше (на 0,1 бара) давления воздуха в гидроаккумуляторе.
Однако нам надо, чтобы система работала устойчиво. Наиболее критичной, с точки зрения стабильности работы, является наиболее высокая точка разбора (например кран или душ на верхнем этаже). Кран работает нормально, если перепад давления в нем не менее 0,5 бара.
Следовательно, давление должно быть 0,5 бара плюс значение гидростатического давления этой точки. Таким образом, минимальное значение давления газа в гидроаккумуляторе равно 0,5 бара плюс значение приведенного гидростатического давления в точке расположения гидроаккумулятора (расстояние по высоте между верхней точкой разбора и точкой расположения гидроаккумулятора). В нашем случае, если гидроаккумулятор расположен в низшей точке системы водоснабжения, то минимальное значение газа в нем следует назначить 1 бар + 0,5 бара = 1,5 бара, а порог срабатывания (включения) насоса Рmin = 1,5 + 0,1 = 1,6 бара. Если гидроаккумулятор расположен в верхней точке, а датчик давления в нижней точке системы, то давление газа в гидроаккумуляторе следует назначить 0,5 бара, а порог включения насоса Рmin = 1,6 бара.
При назначении верхнего порога срабатывания системы автоматического водоснабжения необходимо учитывать несколько моментов, в первую очередь напорную характеристику насоса. Значение напора, создаваемого насосом в метрах водяного столба, разделенное на 10, покажет максимальное значение давления. Однако необходимо учитывать:
В характеристиках насоса указаны максимальные параметры без учета гидравлических сопротивлений трубопроводов;
Напряжение в электрической сети часто не соответствует номинальному 220 В;
При максимальных значениях напора расход насоса минимален и Ваша система будет заполняться очень долго.
При длительной эксплуатации характеристики насоса уменьшаются.
Гидроаккумуляторы применяются в различных системах водоснабжения. В данной работе рассмотрим методы их подбора для индивидуальной системы водоснабжения. Кроме традиционных душа и крана на кухне, современные дома могут быть оснащены ванной, биде, канализацией, стиральной машиной и другим оборудованием, для работы которого необходима вода. Помимо оборудования, различным может быть количество людей, находящихся в доме. Это объективные факторы, но при выборе размеров гидроаккумулятора приходится учитывать и субъективные. Например, сколько раз в час можно включать насос и заполнять гидроаккумулятор? Что случится, если сразу несколько человек будут пользоваться водой? Что будет, если в это время работает стиральная машина?
Для правильного расчёта параметров мы предлагаем методику подбора объёма гидроаккумулятора, в основу которой положен международный метод расчёта UNI 9182
, разработанный итальянскими инженерами.
Начнем с того, что если в вашем доме только кран для воды, душ и кран для полива, то ничего считать не надо. Вам нужна стандартная установка водоснабжения с 24-литровым гидроаккумулятором. Смело покупайте её. Она оптимальна в тех случаях, когда рассматривается оборудование для небольшого дома (дачи) и при непостоянном использовании. Даже если в перспективе потребуется увеличить число точек разбора воды, то можно будет просто купить отдельно и установить в любую точку системы водоснабжения еще один гидроаккумулятор объёмом 24 л. Если дом без канализации, но с количеством точек разбора воды более трех, то в любых случаях вам достаточно гидроаккумулятора объёмом 50 л.
Методика расчёта предназначена для индивидуальных домов, оснащенных канализацией (септиком), с ванными и другим оборудованием, потребляющим значительное количество воды, и состоит из нескольких пунктов
1. Следует определите суммарный коэффициент потребления воды Су. Для этого составьте перечень точек водоразразбора в вашем доме и укажите количество каждого вида оборудования.
Таблица 2 Частный дом
| Пользователи | С у |
| Раковина | 1 |
| Биде | 1 |
| Ванна | 2 |
| Душ | 2 |
| Унитаз | 3 |
| Смыв | 6 |
| Кухонная раковина | 2 |
| Стиральная машина | 2 |
| Посудомоечная машина | 2 |
| ⅜ кран | 1 |
| ½ кран | 2 |
| ¾ кран | 3 |
| 1 кран | 6 |
Таблица 3 Коммунальный дом
| Пользователи | С у |
| Раковина | 2 |
| Биде | 2 |
| Ванна | 4 |
| Душ | 4 |
| Унитаз | 5 |
| Смыв | 10 |
| Кухонная раковина | 4 |
| Раковина для ног | 2 |
| Питьевой фонтан | 0,75 |
| ⅜ кран | 2 |
| ½ кран | 4 |
| ¾ кран | 6 |
| 1 кран | 10 |
2. Заполните табл. 4. В её второй колонке представлены коэффициенты частоты использования каждого вида оборудования (Сх). В третьей колонке укажите количество устройств каждого вида оборудования в вашем доме (ni). В правой колонке таблицы умножьте значение Сх на ni. Сложив значения этой колонки, получите суммарный коэффициент потребления воды в вашем доме.
Суммарный коэффициент
Су =——————————
Таблица 4 Определение суммарного коэффициента Су
| Вид оборудования | Коэффициент использования С х | Количество каждого вида n i | Произведение
С х х n i |
| Туалет | 3 | ||
| Душ | 2 | ||
| Ванная | 2 | ||
| Кран в раковине | 6 | ||
| Биде | 1 | ||
| Кран в кухне | 2 | ||
| Стиральная машина | 2 | ||
| Машина для мытья посуды | 2 | ||
| Кран для полива | 2 |
3. В зависимости от полученного значения суммарного коэффициента Су определите значение максимального расхода воды Qмакс, необходимого для вашего дома. Эти значения представлены в табл. 5.
Например, если у вас в доме туалет, душ, кран в раковине, кран на кухне (каждого устройства по одному), то коэффициент потребления
Су =3 + 2 + 6 + 2 = 13.
Ближайшее значение Су в табл. 5 равно 12. Этому значению соответствует максимальный расход воды для вашего дома: Qмакс = 36 л/мин.
| С у | Q л/мин | С у | Q л/мин | С у | Q, л/мин |
| 6 | 18 | 100 | 189 | 1250 | 930 |
| 8 | 24 | 120 | 219 | 1500 | 1050 |
| 10 | 30 | 140 | 234 | 1750 | 1128 |
| 12 | 36 | 160 | 255 | 2000 | 1230 |
| 14 | 40,8 | 180 | 276 | 2250 | 1320 |
| 16 | 46,8 | 200 | 297 | 2500 | 1410 |
| 18 | 51 | 225 | 321 | 2750 | 1470 |
| 20 | 55,8 | 250 | 345 | 3000 | 1560 |
| 25 | 67,8 | 275 | 366 | 3500 | 1680 |
| 30 | 78 | 300 | 387 | 4000 | 1830 |
| 35 | 87,6 | 400 | 468 | 4500 | 1950 |
| 40 | 97,2 | 500 | 540 | 5000 | 2070 |
| 50 | 114 | 600 | 600 | 6000 | 2280 |
| 60 | 132 | 700 | 660 | 7000 | 2460 |
| 70 | 144 | 800 | 714 | 8000 | 2640 |
| 80 | 159 | 900 | 774 | 9000 | 2820 |
| 90 | 174 | 1000 | 828 | 10 000 | 3000 |
4. Для определения объёма гидроаккумулятора надо решить, сколько раз в час допускается включение гидроаккумулятора при максимальной интенсивности потребления. Нормальным считается 10-15 раз. Обращаем внимание на то, что большое значение этого параметра (некоторые компании рекомендуют назначать этот параметр при максимальной интенсивности до 45 включений в час) приводит к частому нагружению мембраны гидроаккумулятора на растяжение-сжатие, а общее количество таких нагружений ограничено прочностью мембраны. Кроме того, если 45 включений в час, это значит, что насос работает до отключения всего около минуты. Обычно производительность бытовых насосов систем индивидуального водоснабжения небольшая, и за минуту просто невозможно заполнить правильно подобранный гидроаккумулятор. Наша рекомендация в назначении этого параметра — 10.
При проверке возможности использования уже существующего гидроаккумулятора в тех случаях, когда в доме добавляется новый источник потребления воды, этот параметр можно принять равным 15.
Требуется также назначить пороги срабатывания реле давления станции водоснабжения (Pмин и Pмакс). Нижний порог Pмин для двухэтажных домов обычно равен 1,5 бар, а верхний порог Рмакс — 3 бар. Тогда, для определения объёма гидроаккумулятора надо воспользоваться следующей формулой:
где V-полный объём гидроаккумулятора, л; Qмакс — максимальное значение потребного расхода воды, л/мин; а — количество пусков системы в час;
Pмин – нижний порог давления при включении насоса, бар;
Pмин — верхний порог давления при выключении насоса, бар; P0 – начальное давление газа в гидроаккумуляторе, бар.
Например, если Qмакс = 36 л/мин, а = 15, Pмин =1,8 бар, Pмакс = 3,0 бар,
Р0 = 1,5 бар, то полный объём гидроаккумулятора:
Ближайшим по габаритам является 150-литровый гидроаккумулятор.
Далее представим наши рекомендации по назначению порогов срабатывания реле давления систем водоснабжения индивидуального дома. Разница порогов срабатывания Рмакс — Рмин определяет величину объёма воды, выдаваемого гидроаккумулятором системы водоснабжения. Чем больше эта разница, тем эффективнее работа гидроаккумулятора, но мембрана в каждом цикле работы нагружается сильнее.
Значение Рмин (давление включения насоса) определяется исходя из значения гидростатического давления (высоты воды) в системе водоснабжения вашего дома. Например, если высота между самой нижней и самой верхней точек разбора в системе равна 10 м, то давление водяного столба — 10 м (1 бар).
Каким должно быть минимальное значение давления Рмин?
Давление воздуха в камере противодавления гидроаккумулятора должно быть больше или равно гидростатическому, то есть в нашем случае — 1 бар. Нижний порог срабатывания Рмин тогда должен быть несколько больше (на 0,2 бар) начального давления воздуха в гидроаккумуляторе.
Однако нам надо, чтобы система работала устойчиво. Самой критичной, с точки зрения стабильности работы, является наиболее высокая точка разбора (например, кран или душ на верхнем этаже). Кран работает нормально, если перепад давления в нем не менее 0,5 бар. Следовательно, давление должно быть 0,5 бар плюс значение гидростатического давления этой точки. Таким образом, минимальное значение давления газа в гидроаккумуляторе Р0 равно 0,5 бар плюс значение приведенного гидростатического давления в точке расположения гидроаккумулятора (расстояние по высоте между верхней точкой разбора и точкой расположения гидроаккумулятора). В нашем случае, если гидроаккумулятор расположен в низшей точке системы водоснабжения, минимальное значение газа в нем Р0 = 1 бар + 0,5 бар = 1,5 бар, а порог срабатывания (включения) насоса Рмин = 1,5 + 0,2=1,7 бар. Если гидроаккумулятор расположен в верхней точке системы, а датчик давления — в нижней, то давление газа в гидроаккумуляторе должно равняться 0,5 бар, а порог включения насоса -1,7 бар.
При назначении верхнего порога срабатывания системы автоматического водоснабжения Рмакс необходимо учитывать несколько моментов, в первую очередь — напорную характеристику насоса. Значение напора, создаваемого насосом и выраженное в метрах водяного столба, разделенное на 10, покажет максимальное значение давления. Однако при этом следует учитывать, что:
— в характеристиках насоса указаны максимальные параметры без учета гидравлических сопротивлений трубопроводов;
— напряжение электрической сети часто не соответствует номинальному значению 220 В, и реальные значения могут быть ниже;
— производители бытовых насосов часто указывают завышенные характеристики;
— при максимальных значениях напора расход насоса минимален и система будет заполняться очень долго;
— при длительной эксплуатации характеристики насоса уменьшаются.
Учитывая вышесказанное, мы рекомендуем назначать величину верхнего порога срабатывания на 30% ниже, чем максимальное значение напора вашего насоса. Однако первоначальным при определении верхнего порога срабатывания является высота вашего дома, вернее, высота системы водоснабжения дома. Величина верхнего порога срабатывания равна высоте системы водоснабжения (выраженной в метрах) плюс 20 м, и разделенная на 10. Вы получите давление, выраженное в барах.
В бытовых системах водоснабжения рекомендуемая разница между нижним и верхним порогами срабатывания — 1,0 — 1,5 бар. Эти значения наиболее приемлемы.
Таким образом, для определения верхнего порога давления включения насоса мы рекомендуем:
а) определить нижний порог давления включения насоса;
б) к полученному значению прибавить 1,5 бар;
в) полученное значение сравнить с напорными характеристиками насоса.
Оно должно быть на 30% ниже максимального значения напора вашего насоса. Таким образом, можно проверить правильность подбора насоса и гидроаккумулятора или возможность использования существующего при установке дополнительного оборудования, потребляющего воду.
Является неотъемлемой частью современных систем автоматической подачи воды для частного дома, коттеджа или дачи. На рынке представлено множество видов и конфигураций расширительных баков для холодной воды.
Сегодня разберем в подробностях устройство и принцип работы гидроаккумулятора, его основное предназначение, правила установки и возможные неисправности в работе. А также постараемся понять принцип действия, и как же правильно подобрать гидроаккумулятор для нашей насосной системы.
Основные виды и особенности
Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения различаются по компоновке:
— горизонтальные
— вертикальные
По объему или емкости:
— стандартные бытовые: 24-50 литров
— средней емкости: 80-100 литров
— большой емкости: 150 литров и больше
По материалу изготовления корпуса:
— стальные эмалированные
— из нержавеющей стали
Горизонтальный гидроаккумулятор для насосной станции
Корпус стального гидроаккумулятора, как правило, окрашен эмалью синего или зеленого цвета. Расширительные баки красного цвета чаще предназначены для систем отопления.
Область применения
Гидроаккумуляторы предназначены для:
— накопления воды и поддержания ее автоматической подачи до точки водоразбора
— увеличения срока службы насоса, снимая на него нагрузку при частном его включении
— предотвращения возможных гидроударов в системе водоснабжения
Устройство и принцип работы гидроаккумулятора
Типичный гидроаккумулятор состоит из следующих элементов (см. схему ниже):
1 — штуцера с резьбой для присоединения к системе водоснабжения, его диаметр, как правило, равен 25 мм или 1 дюйм
2 — фланца для герметизации
3 — самой емкости разного объема
4 — каучуковой мембраны для воды
5 — пневматического клапана за закачки и сброса воздуха
6 — монтажной площадки для установки на нем поверхностного насоса
(при горизонтальном исполнении)
7 — ножек для устойчивости конструкции
Устройство гидробака
Принцип действия гидроаккумулятора основан в автоматической подаче воды из бака до потребителя без включения насоса. Это происходит благодаря тому, что при открытии водоразборного крана, воздух, накачанный в емкости, начинает выдавливать воду из мембраны под давлением.
Необходимое давление в баке должно составлять 1,5-2 атмосферы. По мере расходования воды потребителем, после закрытия крана, гидроаккумулятор в автоматическом режиме снова заполняется водой по всему объему.
Как подобрать гидроаккумулятор для насоса
Если планируете купить и не знаете с каким объемом бака ее выбрать, или уже есть поверхностный насос, но планируете приобрести для него гидроаккумулятор, то рекомендуется следующее:
— для насоса мощностью до 1000 Вт подойдет бак емкостью 24 литра
— для насоса мощностью более 1000 Вт лучше купить бак объемом 50 литров
Если приобретаете гидроаккумулятор для , то рекомендуется для насосов мощностью:
— до 500 Вт устанавливать бак объемом 24 литра
— до 1000 Вт подойдет 50 литров
— до 1500 Вт — 80 или 100 литров
Из-за особенностей своей конструкции, погружные насосы включаются и выключаются реже, чем поверхностные. Поэтому для них необходимо устанавливать несколько большие по объему гидроаккумуляторы.
На практике, расширительные баки объемом 24-50 литров способны полностью обеспечить потребность в хозяйственной воде небольшой семьи, на одну-две точки водоразбора. Если семья большая, можно купить гидробак большей емкости. Например, бака объемом 80-100 литров должно хватить на три-четыре точки водоразбора: кухня, ванная, душевая кабина и туалет.
Гидроаккумуляторы вертикального типа
Рекомендации по установке гидробака
1. Устанавливайте гидроаккумулятор только в отапливаемом помещении.
2. Перед запуском не забудьте сначала промыть систему водоснабжения.
3. Проверьте, закачан ли в бак воздух под достаточным давлением.
Если — нет, тогда закачайте до 2 атм. самостоятельно через воздушный пневмоклапан. Эту процедуру можно проделать, например, обычным велосипедным или автомобильным насосом.
Проблемы в работе и методы их устранения
1. Недостаточное давление воздуха.
Продуйте пневматический клапан и закачайте воздух насосом.
2. Отсутствие воздуха под давление в емкости гидроаккумулятора.
Потребуется замена либо клапана, либо мембраны.
3. Из клапана течет вода.
Необходима замена мембраны. Смотрим видео.
Гидроаккумулятор для систем водоснабжения
— это незаменимый атрибут современного загородного частного дома или дачи. Надеюсь, теперь вам понятен его принцип действия и особенности конструкции. И теперь вы сможете без труда подобрать гидроаккумулятор для своих условий, а также правильно его установить, и не допустить ошибок при запуске системы водоснабжения.
