Как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения, какие параметры особенно важны

Назначение гидроаккумуляторов и расширительных баков

Первоначально разделим все рассматриваемые баки на два основных типа. Первый тип — устройства, предназначенные для компенсации избыточного давления (объема) в нагревательных приборах. Это расширительные баки, или «экспансоматы» от английского слова «expansion» — расширение. Чтобы представить, для чего нужны экспансоматы, рассмотрим работу системы отопления.При нагреве котла температура жидкости-теплоносителя в нем повышается. При нагреве жидкость расширяется. Это приводит к увеличению ее объема примерно на 0,3 % на каждые 10°С. Поэтому при увеличении температуры на 70°С первоначальный объем теплоносителя увеличится примерно на 3 %. Жидкость практически несжимаема и если система отопления не будет оснащена дополнительным устройством, позволяющим куда-то деться этому обьему, то неизбежно произойдет ее разрушение. Для исключения этого и применяются расширительные (компенсационные) баки.Распространенные в прошлом открытые расширительные баки имели ряднедостатков и в настоящее время практически не применяются. Учитывая российский инженерный консерватизм, еще раз опишем некоторые недостатки открытых расширительных баков:

• Наличие открытого бака определяет повышенную испаряемость жидкости и необходимость постоянного ее пополнения;
• Более дорогая установка открытого бака. Он должен быть установлен в самой верхней части системы отопления. Надо предусмотреть специальное место и обеспечить его утепление и исключение замерзания, в то время как закрытый бак может быть установлен в любом месте;
• Повышенная коррозия в системе из-за доступа в нее кислорода;
• Открытая система отопления работает при низком давлении и поэтому трудно управляема.

Второй основной тип баков — это баки для воды (гидроаккумуляторы). Их задача — аккумулировать некоторое количество воды и выдавать это количество под нужным давлением в нужный момент. Подобно отопительным системам, баки для воды могут быть открытые и закрытые. Все недостатки, перечисленные ранее для открытых баков отопительных систем, распространяются и на баки для воды. Но кроме того, необходимо устройство, исключающее переполнение бака.Внешний вид экспансоматов и гидроаккмуляторов представлен на рисунках ниже

Какими бывают гидроаккумуляторы?

Различают устройства вертикальные и горизонтальные, их по-разному устанавливают. Обычно баки емкостью до 50 л располагают горизонтально, а объемом побольше – вертикально, чтобы не занимали много места. На эффективность это не влияет. Можно выбирать такую модель, которая будет удобнее в эксплуатации и подойдет для места, где ее будут ставить.

Общий объем гидробака и количество воды, которое он может вместить, это разные показатели. Емкость выбирают в зависимости от характеристик водопроводной системы

В вертикальных и горизонтальных моделях для отведения воздуха из той части, в которую накачан воздух или газ, предусмотрен ниппель – воздушный клапан. Использовать его очень просто.

Расположен он у всех видов гидробаков со стороны, противоположной установки фланца, предназначенного для подключения оборудования к водоснабжению.

Мембранные баки с красным корпусом предназначены для систем ГВС или для отопления. Их нужно использовать строго по назначению

Цвет емкости обычно бывает голубым или синим, в отличии от красных расширительных баков для отопления. Они не взаимозаменяемые, для изготовления мембраны используются разный материал. В “холодных” гидробаках применяют пищевую резину.

Кроме того, гидроаккумуляторы синего цвета могут переносить более высокое давление, чем устройства для отопления и ГВС. Нельзя использовать такие емкости не по назначению, они быстро выйдут из строя.

В вертикально ориентированных ГА вода подается снизу, а лишний воздух удаляют по необходимости сверху, стравливая его через ниппель. В горизонтальных вариантах как подача воды, так и стравливание воздуха производится сбоку.

Резьбовое соединение для подключения к водоснабжению всегда одного размера, это 1 1/2 дюйма. Резьба для подсоединения мембраны может быть внутренней или наружной. Размеры их тоже унифицированы, внутренняя резьба стандартно равно 1/2 дюйма, наружная – 3/4 дюйма. Это важный момент, поскольку для надежного подключения нужно, чтобы размеры патрубка и водопроводной трубы совпадали.

Если планируется организация независимой системы водоснабжения, нужно знать, как устроен обычный гидроаккумулятор для воды. Следует сразу определиться с вариантами подключения к водопроводу и способами удаления воздуха, если давление превысит нормативное значение, а также со схемами подсоединения к системе.

Импортные модели ГА выглядят очень презентабельно, но они не всегда подходят для эксплуатации в местных условиях. Перед покупкой такого устройства следует изучить отзывы

Следует помнить, что они изначально проектировались под условия страны, где были произведены, а они не всегда совпадают с местными реалиями. Условия эксплуатации могут оказаться слишком сложными для западных моделей, поэтому имеет смысл поискать вариант от отечественного производителя, который и по стоимости может оказаться более привлекательным.

Рекомендации по монтажу и эксплуатации

Установить гидробак несложно, его просто подключают к водопроводной системе после насоса. Перед входом в устройство необходимо поставить хороший фильтр, чтобы очистить воду от примесей. Они могут скопиться внутри и повредить мембрану.

Гидроаккумулятор, предназначенный для автономного водопровода, лучше всего использовать с реле давления, которое будет управлять работой погружного насоса

Нужно правильно выбрать место для монтажа. ГА должен стоять там, куда можно свободно подойти для осмотра прибора и его технического обслуживания. Со временем может понадобиться ремонт устройства, поэтому не помешает заранее продумать порядок его демонтажа и трудности, которые могут в это время возникнуть.

Очень важно, чтобы размеры патрубка и водопроводной трубы совпадали. Это позволит избежать гидравлических потерь из-за сужения трассы на каком-то участке

Использование переходников допустимо, но нежелательно. Во время поступления и убывания воды мембранный бак может вибрировать.

Рекомендуется крепить его к основанию через амортизирующие прокладки. Подключение к водопроводу выполняют гибкой подводкой. Следует убедиться, что устройство правильно выставлено по горизонтали и вертикали, перекосы недопустимы.

Нужно заранее позаботиться о возможности отключить ГА от водопровода таким образом, чтобы не пришлось полностью сливать воду из системы. Это требование реализуется установкой обычного запорного крана. Для небольших емкостей, вместимостью до 10 л, в которых нет ниппеля, нужно предусмотреть также установку сливного крана.

Подробнее о том, как подключить гидроаккумулятор в систему водоснабжения можно прочесть в этом материале.

Техобслуживание гидробака сводится к внимательному осмотру корпуса и контролю давления в воздушном отделении. Иногда нужно подкачать воздух или стравить его, чтобы восстановить правильные показатели. Обычно давление должно составлять около двух атмосфер или немного меньше. Кроме того, следует удалить воздух, который скопился за мембраной в отсеке, где хранится вода.

Иногда здесь можно даже установить автоматический воздухоотводчик. Если же отверстие для этой процедуры отсутствует, нужно отключить ГА от водопровода и полностью опустошить его через сливной кран. Воздух выйдет из емкости вместе с водой. Потом остается просто снова включить насос, чтобы в бак снова начала поступать вода.

Говоря о том, как работает мембранный гидроаккумулятор, стоит отметить, что самая частая поломка в ГА – прорыв мембраны. Этот эластичный элемент подвергается постоянному воздействию на растяжение и сжатие, поэтому со временем выходит из строя.

Вот признаки того, что мембрана прорвана:

• вода поступает из крана резкими толчками;
• стрелка манометра “скачет”;
• после полного стравливания содержимого “воздушного” отсека из ниппеля вытекает вода.

Последний пункт позволяет точно выяснить, действительно ли проблема именно с мембраной. Если вода из ниппеля не вытекает, а вода поступает в систему слабо, скорее всего, корпус разгерметизирован. Нужно внимательно его осмотреть, найти и заделать трещины.

Мембрана может испортиться из-за износа или неправильной эксплуатации. Ее нужно полностью заменить, ремонтировать этот элемент бесполезно

Заменить мембрану не сложно, но нужно подобрать точно такой же элемент, как и испорченный, поскольку он рассчитан именно для этого конкретного ГА.

Чтобы провести ремонт, нужно:

1. Отключить устройство от водопроводной системы.
2. Слить воду, стравить воздух.
3. Открутить крепежные винты.
4. Извлечь испорченную мембрану.
5. Установить исправный элемент.
6. Закрепить его винтами.
7. Установить ГА на место и подключить его к системе.

Самый сложный этап этой процедуры – затягивание винтов. Оно должно быть равномерным, поэтому рекомендуется закручивать их, делая по одному обороту поочередно на каждом элементе. Такая тактика позволит правильно закрепить мембрану на корпусе и предотвратить соскальзывание ее края внутрь.

Некоторые неопытные мастера в стремлении улучшить качество соединения наносят на край мембраны герметик. Этого делать не следует, поскольку состав может разрушить резину и вызвать обратный эффект.

Как определить разрыв мембраны?

Другая часто встречающаяся неполадка – разрыв внутренней мембраны гидроаккумулятора. Мембрана сделана из очень прочной резины, и способна выдержать несколько лет службы, периодически наполняясь водой и сжимаясь, выдавливая воду в трубопроводную сеть. Однако, у любой детали имеется предел прочности и определённый срок службы. Со временем мембрана может терять свою упругость и прочность, в итоге разрываясь. Прямым свидетельством о разрыве мембраны служат такие признаки:

• Давление в системе не равномерное. Кран как бы выплёвывает воду порциями.
• Стрелка манометра гидроаккумулятора перемещается скачкообразно, от максимума к минимуму.

Чтобы убедиться в прорыве мембраны следует стравить воздух из золотника с тыльной части бака. Если вместе с воздухом, наполняющим за мембранное пространство, выходит вода, то резиновая перегородка точно прорвана, и требует замены. Поменять мембрану вполне возможно своими руками. Для этого в сантехническом магазине приобрести новую мембрану. При покупке внимательно следите, чтобы резиновая комплектующая была именно от вашей модели гидробака.

Затем разбираем гидроаккумулятор, развинчивая соединительные болты. Разорванная деталь удаляется, а на её место ставится новая мембрана. Затем бак собирается, а все соединительные болты равномерно и крепко затягиваются.

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.

Знание принципа, как работает гидроаккумулятор для водоснабжения, позволяет владельцу объекта недвижимости сделать выбор лучшего устройства, после чего организовать его правильный монтаж и последующее обслуживание.

Виды гидробаков для воды разделение по расположению и другим параметрам

Изложим этот раздел в табличной форме для удобства понимания:

Устройство гидроаккумулятора

Устройство стандартного гидроаккумулятора со сменной мембранной (самый распространенный тип) достаточно простое. Внутри гидроаккумулятора располагается эластичная мембрана шарообразной или грушевидной формы.

В рабочем режиме внутри мембраны находится вода, а между стенками бака и мембранной находится предварительно закачанный под давлением воздух или другой газ (значение предварительной закачки указывается на этикетке). Таким образом, вода не контактирует со стенками гидроаккумулятора, а только с мембраной, которая выполнена из материала пригодного для контакта с питьевой водой.

Горловина мембраны остается снаружи корпуса гидроаккумулятора и надежно притягивается к нему стальным съемным фланцем с помощью винтов. Таким образом, мембрана является съемной и может быть без больших трудозатрат заменена на новую.

Все гидроаккумуляторы имеют в своей конструкции ниппель (как в автомобильном колесе), который напрямую связан с воздушной полостью бака. Через этот ниппель можно регулировать давление воздуха внутри бака, используя обычный воздушный насос или компрессор.

Ниппель находится под защитным пластмассовым колпачком, который легко откручивается руками.

Важно отметить, что у многих производителей мембраны в гидроаккумуляторах объемом от 100 литров и выше крепятся не только снизу (через фланец), но и сверху. Через отверстие в верхней части мембраны (да, кроме горловины у мембраны будет ещё одно отверстие в верхней части) проходит специальная полая штанга, с уплотнительным элементом на одном конце и резьбой на другом

Резьбовой конец выводится наружу бака и притягивается к последнему гайкой. По сути, выведенная наружу часть представляет собой резьбовой штуцер. Этот резьбовой штуцер можно просто заглушить, либо установить на него реле давления и /или манометр.

В данном случае гидроаккумулятор (как и мембрану к нему) будут называть проходным.

Гидроаккумуляторы бывают вертикального и горизонтального исполнения. Вертикальные баки устанавливаются на ножках, горизонтальные же на лапах и имеют площадку для установки доп. Оборудования (насос, шкаф управления и т.п.). Принципиальным моментом для выбора компоновки является конкретное место установки.

Принцип работы гидроаккумулятора

Работа всех гидроаккумуляторов построена на едином принципе – мембранная камера с водой, изготовленная из полимерного материала, со всех сторон окружена воздухом, закачанным под определенным давлением, регулируемым специальным датчиком.

Поэтому давление жидкости в мембранной камере, а значит и во всей системе домашнего водопровода всегда стабилизируется воздушной прослойкой. Это значит:

• Система домашнего водопровода на 100% защищена от гидравлических ударов разного рода, поскольку оборудована датчиком, который открывает регулирующий клапан, стравливающий избыточное давление.
• При незапланированном отключении электричества, у пользователя всегда есть запас 50-100 литров воды, в зависимости от емкости, для обеспечения жизнедеятельности.
• Датчик уровня жидкости в емкости, подключенный к реле включения насоса, подающего воду в систему, настроен таким образом, что включает подающий воду насос только при необходимости. Это, во-первых, снижает расход электроэнергии, во-вторых, повышает долговечность деталей насоса.
• Вода в емкости гидроаккумулятора не имеет соприкосновения с водой, поэтому замена металлического бака никогда не потребуется в связи с его износом от коррозии.

Все эти показатели обеспечивают бесперебойную работу системы домашнего водопровода.

Устройство и принцип работы

От обычного накопителя гидроаккумулятор отличает более сложное устройство, которое заметно расширяет его функционал.

Он состоит из:

• металлического корпуса;
• внутренней мембраны;
• ниппеля;
• патрубка для воды.

Мембрана разделяет емкость на две части, одна предназначена для воды, а во вторую подкачивают воздух или инертный газ. В результате жидкость внутри устройства находится под определенным давлением. Это позволяет регулировать напор воды в системе.

О том, для чего нужен гидроаккумулятор, сможет рассказать каждый, кто хотя бы раз сталкивался с проблемой низкого напора в системе. Иногда задачу решают с помощью повышающего насоса, но ГА – более эффективный вариант.

Внутри гидроаккумулятора находится мембрана¸ которая разделяет устройство на две части: для воды и для воздуха, поэтому ГА также называют мембранным баком

Его устанавливают в системе после насоса на наружном или внутреннем водопроводе, конкретная схема зависит от характеристик системы. Вода поступает в емкость и накапливается там, при этом благодаря мембране внутри создается давление, необходимое для нормальной эксплуатации автономного водоснабжения с безотказной подачей воды в краны.

Обычный накопитель не гарантирует подходящих характеристик давления для водопровода, так как напор создается только из-за разницы в высоте расположения точки забора воды и емкости с водой. А вот с ГА не нужно поднимать бак на чердак или эстакаду, так как можно подкачать воздух, чтобы создать желаемый напор.

Современная техника, например, машинка-автомат, гидромассаж, джакузи, посудомоечная машина, способна функционировать только при нормативных значениях давления в водопроводной сети. Да и обычный душ удобнее принимать, когда поток воды достаточно сильный, а не течет слабой струйкой.

Гидроаккумулятор обязательно используют в комплекте с реле давления, которое управляет насосом, подающим воду из скважины, колодца и т.п., и манометром, предназначенным для контроля и отслеживания рабочих параметров независимого водоснабжения.

Реле давления и манометр нужны для автоматизации работы насоса¸ а фильтры очищают воду от ненужных примесей и защищают гидроаккумулятор от повреждений

Реле настраивают таким образом, чтобы по достижении выбранного пользователем давления насос включался и отключался. Когда в гидроаккумулятор наберется достаточное количество воды, и давление достигнет максимальной заданной точки, насос выключится. Этот показатель по понятным причинам называют давлением отключения.

В процессе использования воды давление в баке постепенно уменьшается. Когда оно достигает минимального заданного значения (это так называемое давление включения), насос начинает работать. Вода поступает в емкость, давление растет, достигает предела, после чего насос отключается.

Затем вода снова убывает из бака, когда хозяева дома открывают кран, давление падает, реле запускает насос и т.д. Если исключить из этой цепочки ГА и реле, насосное оборудование будет включаться каждый раз при открывании крана. Такое использование дорогостоящей техники нерационально, поскольку ресурс ее работы ограничивается определенным количеством включений-выключений.

Гидробак может поставляться как отдельный агрегат или в составе насосной станции. В первом случае его подключают к погружному насосу через реле давления

Кроме того, насос подает воду стремительно, что может обернуться таким явлением как гидроудар. Для водопровода этакие нагрузки нежелательны, они могут повредить трубы. А гидроаккумулятор – это прочное устройство, которое станет буфером и защитит систему от нежелательного воздействия.

Наконец, гидробак позволяет создать некоторый запас воды. Даже при отсутствии электроэнергии какое-то время можно будет пользоваться водой, хранящейся в ГА. Конечно, это не такой большой запас, как в накопителе, но и он может оказаться очень полезным.

Принцип работы

Принцип работы гидроаккумулятора чрезвычайно прост. Насос из скважины подает в бак воду. Мембрана заполняется жидкостью и расширяется. Во внешней камере воздух сжимается, что приводит к росту давления в системе. Как только срабатывает предельный показатель, отсекается реле, и работа помпы прекращается. По мере расхода воды давление в баке понижается. При достижении определенного значения насос вновь включается в работу и заполняет гидроаккумулятор.

Работа реле и показатели давления, при которых включается и выключается насос, можно отрегулировать дополнительно вручную. Такую работу лучше всего доверить специалистам, хорошо знакомым с особенностями систем автономного водоснабжения. Домовладельцу нужно будет лишь помнить о необходимости стравливания образующегося в мембране воздуха, что выполняется при помощи соответствующих защитных клапанов. Обычно это делают один раз в 1−2 месяца.

Конструктивные отличия

Прежде всего, нужно понимать — гидроаккумулятор и расширительный бак, несмотря на заверения некоторых недобросовестных менеджеров, это не одно и то же. Их конструктивные отличия обусловлены спецификой применения. Установка расширительного бака в качестве гидроаккумулятора чревата неприятными последствиями.

Суть в том, что в расширительном баке для системы отопления мембрана делит внутренний объем пополам. Изначально воздух, закачанный в нижнюю половину, создает давление достаточное для того чтобы мембрана была полностью прижата к внутренней поверхности. По мере повышения температуры теплоносителя, его объем увеличивается, давление возрастает и в верхнюю половину начинает поступать вода, отжимая мембрану. Соответственно, воздух в нижней половине сжимается. Гидроаккумулятор отличается тем, что в нем установлена баллонная мембрана, поступая в которую вода не контактирует с внутренними стенками.

Закрытые расширительные баки: с диафрагменной мембраной, с баллонной мембраной

Рассматривания отличия расширительного бака от гидроаккумулятора необходимо понимать, что работают они в разных условиях. Изменение объема жидкости в системе отопления незначительно, кроме того происходит это медленно, без резких рывков. Однако температура может достигать 90 °C. Потому первое требование к такой мембране это устойчивость к длительному воздействию высокой температуры

Для баллонной мембраны в гидроаккумуляторе холодного водоснабжения устойчивость к воздействию высокой температуры не столь важно, но способность работать в режиме частого растяжения/сжатия является ключевой

К сожалению универсального материала, одинаково устойчивого и к воздействию высокой температуры, и к регулярным растяжениям, не бывает. Мембраны в современных расширительных баках изготовлены из таких материалов:

— NATURAL — может эксплуатироваться при рабочей температуре от -10 до 50 °С. Чрезвычайно эластичный материал, однако по мере эксплуатации может происходить частичная диффузия. Натуральная каучуковая резина может быть использована как для питьевой, так и технической воды;— BUTYL — возможна эксплуатация при температуре от -10 до 100 °С. Более устойчивая с точки зрения диффузии, но не такая эластичная, как NATURAL. Синтетическая бутиловая резина может быть использована в качестве мембраны гидроаккумулятора;— EPDM – работает при температуре от -10 до 100 °С. Более проницаема для воды, чем BUTYL. Синтетическая этилен/пропиленовая резина устанавливается в баках для питьевой или технической воды;— SBR – допустима эксплуатация при температуре от -10 до 100 °С. Менее эластична Применяется исключительно в расширительных баках системы отопления, не достаточно эластична для установки в гидроаккумуляторах;— NITRIL – работает при температуре от -10 до 100 °С. Устойчива к воздействию активных сред.

Сфера применения компенсационных баков не ограничивается отопительными системами и водоснабжением, они с успехом используются для хранения огнегасящей жидкости в автоматических системах пожаротушения, а также в составе модуля порошкового пожаротушения.

Вне зависимости от типа гидроаккумулятор и расширительный бак являются неотъемлемой частью любой системы жизнеобеспечения и обеспечивают высокий уровень комфорта и безопасности проживания.

Выбор гидроаккумулятора, расширительного бака. Обслуживание. Эксплуатация. Ремонт. (10+)

Гидроаккумулятор, расширительный бак. Особенности выбора

Гидроаккумулятор и расширительный бак предназначены для немного разных целей, но устроены практически одинаково, так что я объединил их в одной статье. Гидроаккумулятор предназначен для накопления воды в системе автономного водообеспечения, защиты системы от избыточного давления, исключения частого включения насоса. Расширительный бак устанавливается в систему отопления. Он защищает ее от избыточного давления, которое может возникать при расширении воды (или другого теплоносителя) от повышения температуры. Ключевым отличием гидроаккумулятора от расширительного бака является то, что расширительный бак должен работать при достаточной температуре, к гидроаккумулятору для холодной воды такие требования не предъявляются. Но зато для большинства гидроаккумуляторов высокие требования к качеству материала мембраны, так как они используются в подаче воды, которая может употребляться в пищу. Для расширительного бака такие требования менее критические.

Роль в системе отопления

Основные задачи гидроаккумулятора:

• накопление в себе «излишков» теплоносителя при его расширении;
• удаление воздуха;
• восполнение объёма при возможных протечках или падении уровня воды (антифриза).

Существует два типа баков – открытого и закрытого типа. Второй вариант используется в большинстве современных отопительных систем. Это полностью герметичный гидроаккумулятор с мембраной или грушей (она используется в ёмкостях большого размера).

Устанавливаются гидроаккумуляторы только для отопления с циркуляционным насосом, так как эта система характеризуется высоким рабочим давлением.