Как работает накопительный бак

Содержание

Накопительный бак для водоснабжения и схема системы для частного дома

Как работает накопительный бак

Одной из самых неприятных бытовых проблем является отсутствие воды в кране. Легко пережить отсутствие света или газа, однако вода – это обязательный компонент жизни человека, и когда ее нет или мало, начинаются проблемы.

Можно держать постоянно в доме несколько емкостей с водой, например пластиковые бутыли, однако куда практичнее определить, какой нужен накопительный бак для водоснабжения и схема системы для частного дома, чтобы не терять в комфорте и продолжать пользоваться бытовыми приборами и раковиной с ванной, как ни в чем не бывало.

Зачем нужен и как им пользоваться

Если по каким-то причинам не работает насос в системе автономного водоснабжения, или нет напора в централизованном городском водопроводе, то подавать ее в раковину или бачек унитаза можно из предварительно набранной резервной емкости. Проще говоря, лучше всегда иметь в доме запас питьевой воды и использовать ее в экстренных ситуациях.

Есть масса вариаций, как установить и подключить накопительную емкость, в зависимости от типа источника воды, возможного расположения емкости и даже планировки дома. Достаточно выбрать подходящий вариант и определиться с типом самого аккумулирующего бака.

Типы

Накопительной емкостью может выступать емкость с достаточным внутренним объемом, выполненная из материала стойкого к коррозии и безопасного для хранения питьевой воды. Используются такие материалы как:

  • поливинилхлорид;
  • сшитый полиэтилен высокого или низкого давления;
  • полипропилен;
  • нержавеющая сталь;
  • сталь с покрытием водонепроницаемыми лаками и керамическими покрытиями.

Пластиковые баки

Оцинкованная сталь хоть и обладает стойкостью к коррозии и водонепроницаема, однако со временем защитный слой цинка может истончиться, особенно в местах соединения и сварки.

По конструкции выделают:

  • открытые емкости, у которых имеется горловина с крышкой или без, но с герметичными стенками и дном;
  • закрытые полностью герметичные емкости мембранного типа.

В первом случает все просто, весь внутренний объем заполняется водой и при необходимости сливается через патрубок, закрепленный в самой нижней точке.

В случае с мембранными аккумулирующими баками полезный объем как минимум на треть меньше объема всей конструкции.

Часть объема отводится под воздушную камеру, отделенную от воды с помощью прочной эластичной мембраны. По мере наполнения емкости водой мембрана давит на воздушную камеру, создавая избыточное давление.

Когда требуется получить воду обратно, открывается вентиль, и она поступает в водопровод под действием накопленного давления.

С нижним или верхним расположением

Есть три варианта подключения накопительной емкости и использования запаса воды:

  • Верхнее расположение емкости. В этом случае забор воды осуществляется под действием силы гравитации. Чем выше расположен гидроаккумулятор по отношению к потребителю, тем сильнее напор воды. Каждые 10 метров высоты добавляют 0,1 атмосферу, или примерно 1 бар.
  • Нижнее расположение простой накопительной емкости. Гравитация уже не поможет, и для подачи в водопровод используется насос, поднимающий давление до оптимального уровня.
  • Аккумулирующие емкости мембранного типа сами по себе создают требуемое давление для подачи воды. Нижнее расположение на уровне потребителя для них является оптимальным, так как от установки на чердаке или вышке никакого преимущества не будет.

Как определить оптимальный вариант?

Если дом с несколькими этажами и есть возможность расположить накопительный бак на чердаке, то это позволит обойтись без дополнительной установки насоса, и не нужно тратиться на дорогостоящий мембранный бак.

Фактически это аналог водонапорной башни. Однако поднять емкость так высоко, чтобы обеспечить комфортный напор на уровне 2-2,5 атм. все равно сложно.

Тем более что встает вопрос об утеплении бака, чтобы в зимний период вода в нем не замерзала.

В случае аварийного отключения воды имеющегося давления в 0,2-0,3 атм. будет вполне достаточно, чтобы воспользоваться смесителем в раковине, унитазом или даже душем, однако не получится задействовать часть бытовой техники, например стиральную машинку или посудомойку, которым требуется большее давление для срабатывания электромагнитных клапанов.

Установка емкости в уровень с потребителем подойдет в тех случаях, когда нет возможности поднять бак на чердак или хотя бы на этаж выше. Это же относится и установке накопительного бака в квартире. Потребуется небольшой насос для подачи воды в водопровод под давлением. Для обеспечения адекватного режима работы насосу потребуется расширительный мембранный бак.

Аккумулирующий бак с мембраной отлично подойдет для хранения запаса воды как при использовании централизованного водопровода, так и в автономной системе. При этом он не требует дополнительного оборудования или верхнего расположения. Однако его стоимость значительно выше, чем любой обычной накопительной емкости даже в сочетании с простым насосом.

Объем бака

В случае проблем на линии городского водопровода и отключения воды обычно ремонтные работы выполняются за день-два. Однако аварии случаются и на праздники, и в местах, где быстрый ремонт попросту невозможен, тогда придется ждать куда дольше. Оптимальным будет запас воды на 2-3 дня из расчета использования туалета, поддержания личной гигиены и приготовления пищи.

На семью из трех человек вполне достаточно 100 литров в день при использовании воды в эконом режиме. Для одной стирки требуется приблизительно 80 литров воды, точнее можно узнать в паспорте к стиральной машинке. Аналогично для посудомойки.

Получается, что на 2-3 дня при использовании бытовой техники надо искать накопительную емкость объемом не менее 500 литров, половина кубического метра.

Однако есть ряд ограничений:

  • Чем больше объем воды и накопительной емкости открытого типа, тем быстрее она начнет зарастать осадком. Не рекомендуется использовать в быту емкости объемом больше 200-250 литров для долговременного хранения воды.
  • Следует учитывать запас прочности перекрытия и несущих стен. Установку бака нужно закладывать еще на стадии проектирования дома.
  • При использовании автономного водоснабжения объем накопительного бака, особенно мембранного типа, не должен превышать дебета скважины. Если это правило не получается соблюсти, то обязательно нужна защита насоса от холостого хода.

Накопительные баки мембранного типа ограничены в своем объеме и не способны отдать весь запас сохраненной жидкости. Для формирования запаса свыше 300 литров придется подключить несколько баков меньшей емкости параллельно друг другу.

Общие правила подключения

Устанавливается бак с водой на подготовленной площадке: бетонном основании, перевязанном с фундаментом, или усиленной металлической раме из профилированной трубы. Конструкция должна выдержать полуторный вес бака и воды в нем при полном заполнении.

Входной патрубок может быть любого подходящего диаметра, подача воды происходит под давлением. Выходной патрубок и трубу к водопроводу выбирают диаметром в полтора-два раза больше чем сечение основной линии. Оптимальный размер 32 мм.

Утепление даже самое качественное лишь замедляет снижение температуры в баке. Для предотвращения замерзания воды при установке емкости на неотапливаемом чердаке или на крыше следует использовать любую подходящую систему подогрева труб и самого накопителя.

С централизованным водоснабжением

Любой тип подключения накопительной емкости требует наличия обратного клапана на вводе в дом или квартиру. Именно клапан будет препятствовать вытеканию запасенной воды обратно в трубопровод, а не к потребителю.

Верхнее подключение

Бак устанавливается под потолком первого этажа, этажом выше санузла и кухни или на чердаке. У бака должен быть штуцер в верхней части для подачи воды, еще один чуть выше для сброса в канализацию при переполнении и штуцер в самой нижней части для забора воды.

Уже после ввода фильтра грубой очистки запорного вентиля, счетчика и обратного клапана устанавливается тройник, от которого труба идет к входному патрубку бака, перед штуцером устанавливается запорный вентиль или управляемый клапан.

К выходному штуцеру подсоединяется запорный вентиль и опускается труба обратно к водопроводу, с которым соединяется посредством тройника.

Шланг для сброса излишков опускается в канализацию или выводится за пределы дома в палисадник или дренажную систему.

Для контроля наполнения используется механический клапан с поплавком, аналогичный тем, что используются в бачке унитаза.

Чтобы воспользоваться запасенной водой, достаточно открыть выходной вентиль.

Нижнее подключение

Подключение выполняется идентично первому варианту. Однако на выходе необходимо установить насос для создания в водопроводе дополнительного давления. Перед каждым использованием воды придется включить предварительно насос.

Упростить жизнь поможет готовая насосная станция или дополнение насоса расширительным баком мембранного типа и реле давления.

Нижнее подключение накопительного бака с мембраной

Для подключения бака используется всего одна труба, подсоединенная к водопроводу через тройник с вентилем. Врезка осуществляется так же после фильтра, счетчика и обратного клапана.

Перед использованием необходимо настроить давление в воздушной камере. Делать это необходимо строго в соответствии с инструкцией к выбранной модели. Предварительно изучается нормальное давление в водопроводе, притом с учетом колебаний в течение суток. Берется в итоге среднее значение, которое используется для настройки бака. Только так получится использовать максимум полезного объема бака.

Для автономного водоснабжения

Как и в случае с централизованным водопроводом имеется несколько вариантов подключения.

Водонапорная башня

Накопительный бак устанавливается на уровне 15-20 метров над уровнем земли на укрепленной вышке или чердаке. Вода от скважинного насоса или насосной станции подается непосредственно в бак, а уже с него раздается в санузел и на кухню в доме. Давление в системе обеспечивается перепадом высот между уровнем воды в баке и краном смесителя в доме.

Недостатком является постоянный проход через бак воды, что вызовет со временем накопление осадка, даже если предварительно установить фильтрующую систему.

Преимущество в простоте конструкции и минимуме дорогостоящих элементов, за исключением самой конструкции башни и обязательного утепления бака для защиты от замерзания даже при его размещении на чердаке.

Нижнее подключение накопительного бака

Емкость устанавливается вровень с насосной станцией или на первом этаже в доме. Наполняется она во время обычной работы насоса за счет воды из скважины. Ограничителем является поплавковый выключатель.

Подобный вариант спасает при чрезмерном потреблении воды и снижении уровня воды в скважине или колодце. Однако бесполезен при выключении электричества, так как для подачи конечному потребителю воды из запаса требуется насос.

Схема нижнего подключения накопительного бака

Мембранный аккумулирующий бак

Мембранный бак для хранения запаса воды устанавливается после насосной станции и обратного клапана, с нижним подключением. Если насосная станция по какой-то причине не работает и не поддерживает давление в системе, то вода поступает с аккумулирующего бака.

Накопительная емкость для водоснабжения – виды, схемы обвязки

Как работает накопительный бак

При отсутствии централизованной водопроводной магистрали собственникам жилых домов приходится самим решать проблему водоснабжения методами рытья колодцев или бурения скважин. Нередко хозяева сталкиваются с проблемой малого дебита (объема поступающей воды) источника, для выхода из которой используется накопительная емкость для водоснабжения.

Чтобы эффективно обеспечить жилище водой при помощи накопительного бака, собственнику придется решать ряд непростых задач по выбору резервуара, месту его установки, дополнительного насосного оборудования и приборов автоматики, схемы подключения. Чтобы не совершить критических ошибок, следует обстоятельно изучить всю информацию по применению накопительных баков в системах автономного водоснабжения.

Рис. 1. Накопительные баки из пластика

Зачем нужен накопительный бак

Необходимость установки накопительной емкости возникает в следующих ситуациях:

  • Малый дебит колодца или скважины. В этом случае погружной или поверхностный насос из-за невысокой мощности при интенсивном водопотреблении не успевает заполнить водой водопровод и гидроаккумулятор, являющийся обязательным элементом приборов автоматики. Стоит отметить, что использование более мощного насоса или насосной станции в низкодебитных источниках приведет к быстрому высасыванию воды, падению динамического уровня и как следствие, дальнейшей работе водовсасывающих приборов в режиме холостого хода.
  • Перебои в водоснабжении. В некоторых загородных поселках или на дачах имеется централизованное водоснабжение. Однако в силу недостаточной мощности автономной системы вода подается по часам с большими перерывами. Или днем, когда все пользуются водными ресурсами для полива огородов и хозяйственных нужд, давление в системе падает практически до нуля. В этом случае единственный вариант постоянного водообеспечения — система водоснабжения частного дома с накопительным баком.
  • В городских квартирах при малом напоре воды в магистрали используют установку повысительного насоса. Однако его работа при высасывании воды из общего стояка может привести к отсутствию водообеспечения в других вышерасположенных квартирах. Для выхода из положения используют накопительную емкость, которую подвешивают под потолком.
  • При отсутствии источника водозабора или, к примеру, его пересыхания в период засухи, автономное водоснабжение частного дома можно обеспечить привозной водой из машин. В этом случае для хранения водных ресурсов эффективно применение резервного накопительного бака.

Рис. 2 Металлические баки для воды

Материалы изготовления накопительных баков

Накопительные баки любых объемов выпускают из пластиков — пищевого экологически чистого полиэтилена низкого давления (ПНД) или полипропилена (ПП).

Также для их производства используют линейный полиэтилен высокого давления ЛПВД (LLDPE).

Материал превосходит по своим характеристикам обычный полиэтилен высокого давления ПВД, обладая более высокими прочностью на разрыв, устойчивостью к ударам и проколам.

Благодаря материалам изготовления из синтетических полимеров баки имеют легкий вес, не подвержены коррозии, химически стойки, могут эксплуатироваться регламентированный ГОСТом срок не менее 50 лет.

Важное преимущество пластиков помимо невысокой стоимости — их низкая теплопроводность, что позволяет устанавливать резервуары на чердаках домов и снаружи на улице.

Пожалуй, к единственному недостатку полимерных баков следует отнести их слабую устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Если резервуар устанавливают на улице, необходимо принять меры для его защиты от прямых солнечных лучей. Обычно бак покрывают краской или делают над ним навес.

Помимо пластиков, баки для накопления водных объемов выпускают из нержавейки. Стоит отметить, что у изделий из металлов нет никаких преимуществ перед полимерами, за исключением устойчивости к ультрафиолету, зато недостатков масса.

Это тяжелый вес, значительная цена, высокая теплопроводность, требующая обязательного утепления емкости при контакте с холодным воздухом, меньшая химическая и коррозионная стойкость, чем у нейтральных пластмасс. Поэтому накопительные резервуары из нержавейки не получили широкого распространения и рассматриваются скорее, как эксклюзивный вариант.

Стоит отметить, что накопительным баком может служить и гидравлический аккумулятор большой емкости, применяемый в системах индивидуального водоснабжения. Агрегат представляет собой стальной резервуар, внутри которого находится резиновая мембрана грушевидной формы. Емкость таких баков также изменяется в широком диапазоне и может доходить до 1000 л.

Рис. 3 Конструкция и принцип работы гидроаккумулятора

Статья по теме:

Как найти воду на участке для скважины – народные и научные способы. Возможно, читая, что такое накопительная емкость для водоснабжения, будет интересно почитать расширенную статью про варианты самостоятельного и с привлечением специалистов поиска воды на участке для бурения скважины или рытья колодца.

Конструкция полимерных накопительных емкостей

Пластиковые резервуары для хранения водных ресурсов выпускают различных объемов (доходит до 10000 литров) и форм. Они могут быть квадратными, цилиндрическими вертикального и горизонтального расположения, плоскими, угловыми.

Баки выпускают в двух конструктивных исполнениях. Первое — это обычные емкости с гладкими стенками и герметичной крышкой, оснащенной дыхательным клапаном.

В любой накопительный резервуар необходим доступ воздуха, иначе он будет сплющиваться от атмосферного давления при опорожнении.

Обычные баки предназначены для хранения водных ресурсов, извлечения их электронасосом или при помощи самостоятельно вмонтированного крана.

Второй вариант — это специальные резервуары для эксплуатации в системах индивидуального водоснабжения. Они имеют четыре отверстия в корпусе на одной из сторон — по два вверху и внизу. Одно верхнее и одно нижнее отверстия оснащены патрубком с наружной резьбой 1 дюйм. Эти отводы служат для подключения к ним входного и выходного трубопровода водопроводной магистрали.

Также вверху расположено отверстие диаметром 28 мм. Обычно его используют для организации аварийного слива, подключая направленный на улицу или в канализацию трубопровод.

Стоит отметить, что любой монтажник может использовать верхний резьбовой патрубок и отверстие по своему усмотрению. К примеру, в 28 мм вырез можно установить поплавковый клапан, отключающий подачу воды при наполнении бака, а резьбовой 1 дюймовый патрубок использовать для аварийного слива.

Патрубок внизу на 3/4 дюйма используют для опорожнения резервуара. Необходимость в этом возникает в случае скопления на дне емкости грязи в виде песчаных и глинистых отложений, продуктов разложения оксидов металлов.

Существует отличная от традиционной конструкция накопительных баков для подземной установки. Так как давление грунта на стенки резервуара довольно велико, их оснащают ребрами жесткости. К тому же они имеют высокую горловину, обеспечивающую возможность погружения под грунт на глубину ниже точки промерзания.

Рис. 4 Накопительная емкость для водоснабжения — примеры применения в доме

Варианты размещения

Накопительные баки устанавливают в доме или снаружи на улице, при этом используют следующие варианты их размещения:

В доме внизу. Автономное водоснабжение частного дома с накопительной емкостью в подвале или цокольном этаже жилого дома — самый популярный вариант с набором следующих преимуществ:

  • Так как резервуар расположен рядом с выходом наружной водопроводной магистрали, разводка при его подключении потребует минимального расхода трубных материалов.
  • Для подачи воды из бака в дом обычно используют поверхностные насосы, насосные станции или погружные электронасосы. При нижнем размещении их проще подключить к внутреннему водопроводу и обеспечить подачу электроэнергии на агрегаты.
  • Верхний трубопровод для аварийного слива и нижний для очистки резервуара проще завести в канализацию из-за их небольшой протяженности.
  • Емкость в отапливаемом доме не придется утеплять.
  • Большой вес резервуара с водой не окажет высокой нагрузки на чердачные или потолочные конструктивные элементы дома, приводящей к их деформации.
  • К недостаткам размещения накопительной емкости внизу стоит отнести обязательное присутствие повышающего давление электронасоса на выходе бака для подачи воды во внутренний водопровод и поддержание в нем высокого напора.

Рис. 5 Накопительная емкость для водоснабжения на чердаках и в помещениях

Принцип работы гидроаккумулятора

Как работает накопительный бак

Специальная емкость, которой является гидроаккумулятор для систем водоснабжения, предназначается для бытового и промышленного использования. Назначение этого изделия заключается в принятии на себя некоторого объема жидкости и избыточного давления, имеющегося в системе.

Современный автономно функционирующий водопровод обязательно укомплектовывают резервуаром, в котором хранится определенный объем воды. Самым простым вариантом данного устройства является металлический или пластиковый бак, располагаемый на чердаке.

Правда, сейчас гидроаккумуляторы уверенно вытесняют стандартные накопители. Дело в том, что они намного удобнее и оказывают лучшее влияние на состояние всей системы водоснабжения объекта недвижимости.

Принцип работы гидроаккумуляторов

Эти устройства также называют аккумуляторными или напорными баками и гидробаками для систем водоснабжения. Внешне гидроаккумулятор выглядит как металлическая емкость, разделенная внутри на две части при помощи специальной резиновой прокладки – мембраны. Этот элемент прочно закрепляют у горловины бака, где имеется отверстие для поступления жидкости.

На противоположной стороне аккумулятора располагается еще одно отверстие, предназначенное для воздуха. В этом месте устанавливают обычный ниппель, что сделано с определенной целью. Устройство гидробака имеет следующие особенности: поскольку мембрана делит его на два отделения, в одном из них находится вода, а в другом – воздух с определенной величиной давления.

Чтобы узнать этот параметр в резервуаре, пользуются манометром. Некоторые из моделей дополнительно снабжают фильтром с целью недопущения попадания загрязнений внутрь. Мембрану изготавливают из особой резины, отличающейся эластичностью и безопасностью для здоровья человека.

Принцип работы гидроаккумулятора после его подсоединения к водопроводной системе заключается в следующем: жидкость поступает из него под постоянным напором, а это позволяет повысить качество воды из водопровода и обеспечить требуемые условия для функционирования бытовых устройств.

Например, чтобы бесперебойно работала стиральная машина, ванна с гидромассажем и другая аналогичная техника, необходимо поддерживать определенную величину давления в системе водоснабжения. Почти всегда напорные баки укомплектовывают регулирующим устройством, которым является реле давления.

Можно таким образом настроить работу гидроаккумулятора в системе водоснабжения, что он будет включать /отключать подачу воды в прибор в зависимости от величины давления воздуха.

Функционирует он так:

  1. По мере забора жидкости из бака в его воздушной камере понижается давление.
  2. Реле после достижения минимальной отметки давления автоматически подключает насос, чтобы восполнялся объем воды.
  3. В итоге давление в емкости вновь повышается.
  4. Когда максимально возможное значение давления достигнуто, реле отключает водоподачу в бак.

В результате вышеописанный процесс, как работает гидроаккумулятор, позволяет значительно сократить число включений/отключений насоса, что способствует продлению ресурса функционирования техники. Если подключить насосное оборудование напрямую к автономному водопроводу, количество циклов существенно увеличивается.

Наличие напорного бака в водоснабжающей сети обеспечивает ее стабильную работу, а кроме этого, является защитой от возможности возникновения гидроударов. Помимо этого, внутри резервуара все время находится определенный запас воды, который не будет лишним в случае, например, поломки насоса.

Виды гидробаков для систем водоснабжения

Гидроаккумуляторы в зависимости от типа установки делятся на вертикальные и горизонтальные изделия. В первом случае устройства отличаются тем, что для их монтажа легче отыскать подходящее месторасположение. И вертикальные, и горизонтальные баки снабжают ниппелями.

Одновременно с водой в устройство поступает и незначительное количество воздуха. Он со временем накапливается внутри и частично занимает объем емкости. Чтобы бак функционировал исправно, необходимо периодически стравливать собравшийся воздух посредством ниппеля.

То, как устроен гидроаккумулятор вертикального типа, позволяет применять ниппель именно для этой цели. В свою очередь с горизонтальными емкостями все сложнее.

Кроме ниппеля, предназначенного для стравливания воздуха, на напорный бак нужно устанавливать запорный кран и отвод в канализационную систему.

Все вышесказанное имеет отношение к моделям, которые могут накапливать жидкость объемом свыше 50 литров.

Если бак меньше, тогда устройство вне зависимости от типа не имеет никаких особых приспособлений для удаления воздуха из мембраны. Но его все равно необходимо из гидробака удалять, поэтому из него периодически сливают воду, после чего вновь заполняют жидкостью.

Данную процедуру выполняют в следующей последовательности:

  1. В первую очередь отключают питание насосного оборудования и реле давления.
  2. Затем открывают ближайший смеситель.
  3. Воду сливают, пока бак не опустеет.
  4. Дальше кран закрывают, подают питание на реле и насос, после чего вода заполняет бак в автоматическом режиме.

Для автономно обустраиваемых инженерных систем используют два вида гидроаккумуляторов для водоснабжения – они бывают синего и красного цвета. Такая их особенность позволяет отличать резервуары по назначению. Синий бак применяют при обустройстве систем холодного водоснабжения, а красный аккумулятор – для функционирования отопительного контура.

Кроме цвета типы гидроаккумуляторов для водоснабжения отличаются в зависимости от характеристик материалов, применяемых для производства мембран. В любом случае используется высококачественная резина, которая предназначается для контакта с продуктами. Но в красных баках устанавливают мембраны, рассчитанные на соприкосновение с горячей водой, а в синих – с холодной.

Устройство гидробака

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла.

Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука.

Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

 Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

  1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
  2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
  3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
  4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

 Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

  1. задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.
  2. Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию. Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы.
  3. Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении.

Типы конструкций и их устройство

В зависимости от используемого насоса и расположения насосной станции, в быту применяются гидроаккумуляторы горизонтальной и вертикальной установки.

Такие типы формовки позволяют вписать их в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на его удобное обслуживание. Нужно предусмотреть доступ для ремонта и, при необходимости, слива воды.

Наиболее рационально подключение горизонтальных гидробаков к наружным насосам, а вертикальных – к погружным, но в любом случае окончательное решение надо принимать на месте в зависимости от параметров всей системы.

В работе агрегатов принципиальных отличий нет. Разница в способе стравливания лишнего воздуха, который скапливается во время эксплуатации в водопроводной системе. При больших объемах воды, проходящей через накопитель, из нее выделяется растворенный воздух. Он может создавать воздушные пробки и затруднять работу системы.

В конструкциях с вертикальным расположенным цилиндром отверстие с клапаном находится в верхней части агрегата, т.к. воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках обычно такого устройства нет. Требуется дополнительный монтаж трубопровода из шарового крана, сливной трубки и ниппеля.

В накопителях объемом до 100 л устройств для выпуска воздуха нет. Лишний газ удаляется после полного слива воды.

Для чего необходим такой накопитель?

При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды.

Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран.

Наличие накопительного бака в системе позволяет:

  • значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
  • предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
  • поддерживать в системе определенное давление;
  • предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.

Основной задачей гидроаккумулятора является накопление энергии жидкости, значит он должен вмещать некоторый объем жидкости и содержать какой-либо механизм накопления энергии. Рассмотрим несколько возможных вариантов накопления энергии: груз поднятый на высоту обладает потенциальной энергией, так же как сжатая пружина или сжатый газ. Эти механизмы используются для накопления энергии.

Жидкость, поступая в полость аккумулятора, передает энергию устройству накопления – поднимает груз, сжимает пружину или газ. При необходимости накопленная энергия используется для подачи жидкости под давлением из аккумулятора в систему.

Виды гидроаккумуляторов

  • грузовые
  • пружинные
  • гидропневматические

Устройство грузового гидроаккуммулятора

В грузовых гидроаккумуляторах, на жидкость действует нагрузка вызванная силой тяжести. При зарядке такого аккумулятора жидкость поступает под поршень 1 на котором установлен груз 2, при поступлении жидкости поршень вместе с грузом поднимается. При разрядке груз давит на поршень, которые передает энергию жидкости 3 под давлением, истекающей из гидроаккумулятора.

Расчет давления в грузовом гидроаккуммуляторе

В грузовом гидроаккумуляторе давление жидкости прямо пропорционально массе давящего груза и обратно пропорционально площади поршня.

Давление будет постоянным независимо от объема оставшейся жидкости, так как оно определяется только массой груза и площадью поршня.

Устройство пружинного гидроаккуммулятора

При зарядке пружинного гидроаккумялятора вместо поднятия груза поршень 1 сжимает пружину 2. При разрядке пружина, разжимаясь, передает накопленную энергию воздействуя на поршень, который в свою очередь давит на жидкость 3.

Расчет давления в пружинном гидроаккуммуляторе

В пружинном гидроаккумуляторе давление жидкости зависит от жесткости и величины перемещения пружины.

Давление в аккумуляторе будет уменьшаться по мере уменьшения объема жидкости в аккумуляторе, так как усилие пружины зависит от величины сжатия.

Гидропневматические аккумуляторы

Наибольшее распространение в технике получили гидропневматические аккумуляторы, которых механическая пружина заменена запертым объемом с газа.

Различают гидропневматические аккумуляторы с разделителем и без него.

Гидропневиоаккумуляторы без разделителя используются редко, т.к. при больших величинах давления аккумулирующим газом будет насыщаться рабочая жидкость, что в гидравлике нежелательно. В качестве разделительных элементов используются, поршни, баллоны и мембраны. Ознакомимся с конструкцией самых распространенных пневмогидравлических аккумуляторов.

Баллонный пневмогидроаккумулятор

В аккумуляторах этого типа, газ, находится в баллоне 1, который расположен в корпусе 2. Для заправки гидропневмоаккумулятора газом предназначен зарядный вентиль 3. Клапан 4 ограничивает расширение баллона при отсутствии в полости жидкости под давлением. Подвод рабочей жидкости осуществляется через канал 5.

Баллоные аккумуляторы рекомендуется устанавливать вертикально, хотя в некоторых случая допустимо и горизонтальное расположение.

Принцип работы гидроаккумулятора для водоснабжения и советы по выбору

Как работает накопительный бак

Гидроаккумулятор, он же накопительный, напорный или расширительный бак — необходимый элемент для закрытой системы водоснабжения в любом частном доме.

Чтобы правильно подобрать и использовать такой накопитель, не помешает изучить принцип работы гидроаккумулятора, виды, причины поломок и способы их устранения.

Кроме того, не помешает разобраться, чем отличаются баки красного и синего цвета.

Как устроен и работает гидроаккумулятор?

Гидроаккумуляторы нередко называют мембранными баками, поскольку внутри у такого устройства находится специальная резиновая прокладка — мембрана. Она делит емкость на две части. С одной стороны от мембраны находится вода, с другой — воздух или интертный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, который отражает давление воздуха.

Обычно гидробак состоит из металлического корпуса и резиновой мембраны. Кроме того, устанавливается золотник, регулирующий подачу-стравливание воздуха, а также фильтр, чтобы удалять мелкие загрязнения

Вода подается в систему водоснабжения с помощью насоса и закачивается в бак. В результате давление газа в гидроаккумуляторе с автоматикой возрастает. Когда оно достигает предельно допустимого значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается.

На схеме наглядно представлен принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется с помощью автоматики, что повышает сроки его эксплуатации

Постепенно вода из бака расходуется. Давление понижается, достигает минимального заданного предела, после чего система автоматического управления включает насос. Вода поступает в бак, пока давление не достигнет установленного значения, насос отключается и т. д.

Вам также пригодятся наши рекомендации по выбору насосной станции для водоснабжения дома: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasos-stancii/kak-vybrat-nasosnuyu-stanciyu-dlya-doma-i-dachi-poleznye-sovety.html.

Виды мембранных баков и их особенности

Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент.

В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки.

В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель.

С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.

Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует:

  1. Отключить электропитание.
  2. Открыть кран смесителя.
  3. Дождаться, пока бак опустеет.
  4. Закрыть кран.
  5. Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился.

Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.

Гидробаки красного цвета предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя мембрана в них выполнена из довольно прочной резины, их не следует использовать для подачи холодной воды

Производители предлагают гидробаки красного и синего цвета, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембраны в таких баках используют пищевую резину, безопасную для здоровья людей.

Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их для холодной воды использовать не рекомендуется, поскольку мембрана в таких баках изготовлена из другой резины.

Кроме того, рабочий порог давления у синих гидробаков выше и достигает 8 Bar.

Обычно вода поступает в накопитель снизу, а сверху, как уже отмечалось, находится ниппель, через который отводят воздух. Поэтому в каждом устройстве имеется два резьбовых соединения (обычно дюймовые или в полдюйма), которые не следует путать. На верхний ниппель нередко устанавливают автоматическое устройство для отведения воздуха.

Иногда бывают ситуации, когда вода подается в гидробак сверху. Считается, что в этом случае автоматическое отведение воздуха не понадобится. Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попадали частички песка или другие загрязнения.

Обратите внимание! Потребителю предлагают самые разнообразные модели гидробаков зарубежного и отечественного производства. Не все импортные устройства адаптированы для российской системы водоснабжения, что заметно снижает сроки их бесперебойной эксплуатации. Как показала практика, отечественные гидробаки высокого качества служат дольше.

Обратите внимание на материал об устройстве и принципах работы насосных станций: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasos-stancii/ustrojstvo-i-princip-raboty-nasosnoj-stancii.html

Причины поломок и способы их устранения

Самая уязвимая часть гидробака — резиновая мембрана. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается растягиванию, а затем сокращается. Постепенно резина теряет эластичность и разрывается. О возникновении проблем с гидробаком могут свидетельствовать следующие симптомы:вода поступает из системы небольшими порциями при высоком давлении, кран как-будто «плюется» водой;

стрелка манометра резко достигает больших значений и затем сразу же снижается до нуля.

Алгоритм подбора гидроаккумулятора: просто о сложном

Как работает накопительный бак

По расположению бака различают два вида гидроаккумуляторов.

  • Вертикальные – подходят для установки в узком пространстве, занимают  мало места в ширину даже при большом объеме. Еще одной особенностью является расположенный сверху корпуса ниппель, через который легко стравливать излишний воздух из резервуара. Как правило, такие модели приобретают для работы с погружными насосами.
  • Горизонтальные – идеально подходят для поверхностных насосов, так как предусмотрена возможность их крепления сверху резервуара. Несмотря на то что в помещении такой бак занимает больше места, чем вертикальный, подобный способ монтажа все равно экономит место. Вопрос удаления излишнего воздуха решается следующим образом: монтируется дополнительный участок трубопровода, в котором присутствует выводной ниппель, шаровой кран и слив.

Стоит отметить, что ниппель для стравливания воздуха предусмотрен только в гидроаккумуляторах большого объема, как правило, от 100 л.

Если же вы покупаете резервуар на 24 или 50 л, выбор в пользу вертикального или горизонтального устройства делайте с ориентацией только на удобство монтажа.

Удаление воздуха в таких баках происходит за счет полного опустошения – в систему дополнительно встраивается шаровой кран.

Учитываем давление

Рекомендованным давлением в гидроаккумуляторе считается значение, которое  на 0,1 – 0,5 бар меньше давления включения автоматики насоса.

Так, например, для насоса с минимальным значением давления при запуске автоматики в 1,6 бар нормальным значением давления в баке будет 1,3 – 1,5 бар. Это минимальное давление воздуха.

Производители указывают и максимальное давление, возможное при работе оборудования. У разных моделей оно может составлять от 6 до 10 бар.

При покупке резервуара проверьте значение давления в нем с помощью манометра. Для его присоединения в корпусе бака есть специальный ниппель. У некоторых моделей манометр уже установлен. Убедитесь, что давление соответствует необходимому значению – исходить нужно из данных включения насоса.

Важно понимать, что вода поступает не в сам бак, а в мембрану. Если давление меньше рекомендованного, мембрана будет заполняться водой больше, чем положено, – насос станет включаться реже, но это может привести к разрыву мембраны. Поэтому так важно каждые полгода проверять давление в баке.

При пониженном значении требуется закачать воздух с помощью автомобильного насоса. Но не нужно слишком усердствовать – превышение допустимого давления скажется на уменьшении возможного запаса воды в мембране, а значит, насос будет включаться чаще.

Поддержание рекомендуемого  значения является залогом безотказной работы водопровода.

Рассчитываем объем резервуара

Данный этап является, пожалуй, самым ответственным. Ведь от выбранного объема будет зависеть как эффективность функционирования системы водоснабжения, так и затраченные средства на покупку резервуара – чем он больше, тем дороже.

К тому же объем определяет и габариты устройства: для больших баков нужно больше места при установке.

Таким образом, следует рационально подойти к этому вопросу, чтобы не возникло ни проблем с установкой, ни необоснованных финансовых затрат.

Важно понять, что не совсем правильно отталкиваться от необходимого запаса воды. Многие покупатели так и полагают: чем больше бак, тем больше жидкости в запасе, следовательно, при отсутствии электроэнергии и отключении насоса можно будет расходовать эту воду.

Скажем прямо: накопление воды не основная функция гидроаккумулятора – для этого есть накопительные баки. Это лишь средство компенсации давления в системе и сокращения числа включений насоса – в этом состоит главная цель.

Вести расчет мы будем именно из данных соображений.

Существуют приблизительные рекомендации выбора по нескольким параметрам. Например, по количеству водоразборных точек: для 1 – 2 точек необходим бак объемом до 50 л, для 3 – 4 точек – объемом в 80 – 100 л, для 4 – 5 точек – объемом в 150 – 200 л.

Данный параметр определяют и исходя из мощности насоса: для 0,5 кВт – 24 л, 1 кВт – 50 л, 1,5 кВт – 100 л. Эти значения приблизительны и лишь отражают зависимость объема гидроаккумулятора от мощности насоса и расхода воды.

Предлагаем вам более точный алгоритм расчета.

Для начала определим суммарный коэффициент потребления воды (Су) в доме. Для этого нужно составить список всех водоразборных точек и указать их количество. Чтобы алгоритм был более понятным, будем вести расчет на примере.

В доме есть:

  • смесители – 2 шт. (мойка и душ),
  • унитаз – 1 шт.,
  • стиральная машина – 1 шт.

Расчет будем вести по формуле: Су = Сх*n, где Сх – коэффициент использования, n – количество водоразборных точек. Определить коэффициент использования вам поможет таблица № 1.

Точка водоразбораСх
Унитаз3
Душ2
Ванная2
Кран в умывальнике6
Кран в кухонной мойке2
Стиральная машина2
Посудомоечная машина2
Поливочный кран2

Отталкиваясь от нашего примера, получим следующее: Су мойки = 2, Су душа = 2, Су унитаза = 3, Су стиральной машины = 2. Общий коэффициент Су = 2+2+3+2=9. Исходя из этого значения мы определяем максимальный расход воды, Аmax. В этом поможет таблица № 2.

Су468101214161820253035
Аmax, л/мин121824303640,846,85155,867,87887,6

Так как для нашего примера значение Су = 9 и по таблице мы можем приблизить его к 8, суммарный расход воды составит примерно 24 л/мин.

Теперь приступим к расчету необходимого объема, Vt. Для этого воспользуемся формулой:

Vt=K*Amax*(((Pmax⁡+ 1)*(Pmin+1))/((Pmax-Pmin)*(Pprec+1))), где

  • Vt – объем гидроаккумулятора, л;
  • K – коэффициент, соответствующий мощности насоса;
  • Amax – максимальный расход воды, л/мин;
  • Pmax – максимальное значение давления для отключения насоса, бар;
  • Pmin – минимальное значение давления для запуска насоса, бар;
  • Pprec – начальное давление в гидроаккумуляторе, бар.

Определить коэффициент К поможет таблица № 3.

Р, кВт0,47 – 1,51,5 – 2,5
К0,250,375

Показатель Р – это мощность насоса, которую можно узнать в его техническом паспорте или инструкции. Допустим, что в нашем случае он будет составлять 1 кВт. Следовательно, К = 0,25.

Расход воды мы уже подсчитали, поэтому Amax=24 л/мин.

Что касается давления, для расчета возьмем следующие показатели включения автоматики: Рmin = 1,6 бар, а Рmax = 2,7 бар. Узнать их вы можете в паспорте насоса или блока автоматики. Pprec = 1,5 бар.

Получаем:

Vt=0,25*24*(((2,7+⁡1)*(1,6+1))/((2,7-1,6)*(1,5+1)))=6*((3,7*2,6)/(1,1*2,5))= 6*(9,62/2,75)=6*3,5=21

По нашим расчетам выходит, что объем гидроаккумулятора должен быть не меньше 21 л. Можно приобрести резервуар на 24 л, так как модели такого объема широко представлены на рынке. Приведенная формула помогает определить минимальное значение объема. В зависимости от своих нужд вы можете смело увеличить его в большую сторону, купив бак объемом и в 50, и в 80 л.

Чтобы определить объем резервуара для вашей системы водоснабжения, воспользуйтесь приведенным алгоритмом, взяв параметры вашего насоса, автоматики, количества водоразборных точек. Рассмотренный нами пример доказывает, что произвести необходимые расчеты не так уж и сложно. Надеемся, что информация этой статьи поможет сделать все правильно.

Купить гидроаккумулятор вы можете в нашем интернет-магазине. Мы предлагаем вертикальные и горизонтальные модели объемом от 24 до 200 л, поэтому вы легко подберете подходящую модель. Для оформления заказа воспользуйтесь сервисом «Купить в 1 клик» или позвоните менеджеру по телефону 8-800-333-83-28.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.