Гидроаккумулятор: принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение

2

По виду накопления энергии интересующие нас устройства бывают с механическим и с пневматическим накопителем. Первые из указанных функционируют за счет кинетики пружины либо груза. Механические баки характеризуются большим количеством эксплуатационных недостатков (крупные геометрические размеры, высокая инерционность систем), поэтому для бытовых систем водоснабжения они не используются. При этом стоит заметить, что такие устройства не нуждаются в подзарядке и питании от внешних электроисточников.

Агрегаты с пневматическим накопителем более распространены. Они функционируют за счет сжатия воды под давлением газа (либо наоборот) и делятся на следующие виды: поршневые; с грушей или с баллоном; мембранные. Поршневые аппараты рекомендованы для случаев, когда требуется постоянно иметь достаточно большой запас воды (500–600 литров). Их стоимость невысока, но в частных жилищах такие установки эксплуатируются крайне редко.

Небольшие размеры имеют мембранные баки. Они удобны в применении. Их чаще всего используют для систем водоснабжения частных домостроений. Активно применяются и более простые баллонные агрегаты. Такие приспособления просты в монтаже (их установку можно произвести самостоятельно) и обслуживании (при необходимости любой домашний мастер без труда заменит резиновую грушу, вышедшую из строя, либо прохудившийся бак). Хотя потребность в ремонте баллонных гидроаккумуляторов возникает редко. Они по-настоящему долговечны и надежны в эксплуатации.

Мембранный бак для частного дома

По назначению накопительные баки подразделяются на такие типы:

• для систем отопления;
• для горячей воды;
• для холодной воды.

А по способу монтажа выделяют вертикальные и горизонтальные агрегаты. И первые, и вторые функционируют абсолютно одинаково. У вертикальных гидробаков объемом более 100 литров обычно имеется специальный клапан. Он дает возможность стравливать воздух из сети водоснабжения. Горизонтальные аппараты снабжаются отдельным креплением. К нему фиксируется наружный насос.

Также расширительные баки для различаются по своему объему. В продаже имеются и совсем маленькие агрегаты, рассчитанные на 2–5 литров, и настоящие гиганты на 500 и более литров. Для частных домов рекомендуется приобретать гидроаккумуляторы на 100 либо 80 л.

Легко ли происходит установка гидроаккумулятора

Дачники сразу паникуют, когда слышат, что гидроаккумулятор надо подключать к системе водоснабжения. Они думают, что неожиданно могут прорваться трубы и тогда весь дачный участок вместе с домом будет заполнен водой. Это не так.

Установка гидроаккумулятора происходит по стандартной и отработанной схеме. По ней интегрировали свои баки множество дачников. И отлично справились с поставленной задачей. Для этого они приобрели все необходимые составляющие в виде ниппелей, насосов и фитингов.

Чтобы поставить его в правильном месте, надо определить параметр расхода воды для всего дома. Определить мощность насоса и объём гидроаккумулятора. Стоит также знать место расположения основных узлов водоснабжения.

Далее вы должны написать список, что вам надо купить для установки бака:

• Шланги;
• Трубы;
• Фитинги;
• Ниппели;
• Краны и так далее.

Потом посмотрите схему установки и просто сделайте всё, как там указано.

С первого взгляда, кажется, что установить бак – это сложная задача. Это не так. Определитесь с местом, посмотрите схемы, которые имеет водопровод. Купите составные элементы для соединения и просто подключите бак к общей системы водоснабжения.

Устройство и назначение гидробака

Гидроаккумулятор, который иначе называют гидробаком или мембранным баком, – это герметичная металлическая ёмкость, в которую помещена частично заполненная водой эластичная мембрана грушевидной формы. По сути, мембрана, помещенная в корпус гидробака и прикрепленная к его корпусу фланцем с патрубком, разделяет его ёмкость на две части: водную и воздушную.

При увеличении объема воды в гидробаке естественным образом уменьшается объем воздуха. В результате повышается давление в поставляющей воду системе. При достижении заданных пользователем параметров давления оно фиксируется реле, которое планомерно подает команду на отключение насоса.

Галерея изображений
Фото из

Гидроаккумулятор — металлический бак, внутрь которого помещена эластичная мембрана в форме колбы, заполняемая водой. Остаток пространства между колбой и корпусом занимает газ или воздух Изменение объема воды в колбе и воздуха в корпусе фиксируется автоматикой, которая контролирует циклы включения/отключения насоса Гидробаки используются как в составе систем с погружным насосом, так и в паре с поверхностным. В обоих случаях они требуются для автоматизации работы системы Гидроаккумуляторы устанавливают либо на входе водопровода в дом, либо возле водозаборной скважины непосредственно в кессоне На входном патрубке в гидробак устанавливается обратный клапан, предотвращающий отток воды обратно в выработку после остановки насоса Оптимальным местом для установки манометра считается выход из гидроаккумулятора, требующийся для контроля параметров давления в системе В обустройства дач и небольших загородных домов используются гидробаки емкостью от 12 до 24 л. Для работы в паре с погружными насосами объем берут больше, рассчитывают исходя из технических характеристик конкретного агрегата Если для нормальной работы автономной системы требуется резерв воды в 300 — 500л, то схему с гидробаком дополняют большим гидроаккумулятором, готовым или самодельным накопителем

Компоненты системы водоснабжения с гидробаком

Гидоаккумулятор в составе насосной станции

Установка гидроаккумулятора в кессоне

Гидроаккумулятор на вводе водопровода в дом

Расположение обратного клапана

Место установки манометра

Стандарты объема гидроаккумулятора

Система для резервного запаса воды

Корпус бака выполнен из металла, но вода не контактирует с ним: она заключена внутрь камеры-мембраны, которую производят из прочного резинового бутила.

Этот стойкий к воздействию бактерий материал помогает воде не терять тех качеств, которые предъявляются к ней санитарными и гигиеническими нормами. Питьевая вода при взаимодействии с резиной сохраняет все свои замечательные свойства.

Вода в попадает через присоединительный патрубок, снабженный резьбовым соединением. Напорный патрубок и выход соединительного водопровода должны, в идеале, иметь одинаковые диаметры. Это условие позволяет избегать дополнительных гидравлических потерь внутри трубопровода системы.

В тех гидроаккумуляторах, которые входят в состав бытовых систем водоснажбения, используется воздух. Если же это устройство предназначено для производственного применения, в него закачивают газ

Чтобы регулировать давление внутри устройства, в воздушной камере предусмотрен специальный пневмоклапан. Воздух накачивается в отведенный для него отсек через обычный автомобильный ниппель. Кстати, через него можно не только докачать воздух, но, при необходимости, и стравить его излишки.

Закачивают воздух внутрь мембранного бака, используя для этой цели компактный автомобильный или простой велосипедный насос. При поступлении воды в резиновую грушу сжатый воздух оказывает её напору сопротивление, не позволяя мембране прорваться. Давление внутри гидроаккумулятора тоже регулируется с помощью сжатого воздуха.

Гидроаккумулятор состоит из следующих элементов: 1 – металлический корпус, 2 – резиновая мембрана, 3 – фланец, снабженный клапаном, 4 – ниппель, через который можно закачать воздух, 5 – воздух под давлением, 6 – ножки, 7 – установочная платформа для насоса

Оптимальное давление воздуха

Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.

Именно это значение и следует выставить на реле водяного давления, которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:

Vатм.=(Hmax+6)/10

В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.

Обратите внимание, что полученное значение не должно превышать максимально допустимые характеристики для прочих бытовых и сантехнических приборов, иначе они попросту выйдут из строя. Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:

Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:

• насос,
• гидроаккумулятор,
• реле давления,
• обратный клапан,
• манометр.

Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.

Как видите, именно на этой схеме манометр не отображен, но это не значит, что он вообще не нужен. Просто его включат в момент выполнения контрольных замеров

При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.

Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.

Впрочем, этот штуцер можно заменить кучей соединительных элементов. Но зачем?

На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения

Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:

• один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
• к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
• остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.

Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.

К тем частям, которые заканчиваются муфтами, будут присоединяться труба от насоса и разводка водопровода, которая пойдет к потребителям воды

К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.

Замеряем показатели давления

Сделать это можно с помощью манометра, которым измеряют давление в шинах автомобиля, если в комплекте не было «родного» прибора

Важно, чтобы он имел как можно более минимизированную шкалу измерения. Замеры делают в пустом гидроаккумуляторе путем подцепления манометра к ниппелю бака

Если уровень превышает допустимый, воздух должен быть спущен, если не дотягивает, необходимо подкачать. После этого переходим к регулировке реле. Здесь важно сверить фактическую величину давления в баке с цифрой, указанной в техническом паспорте.

Процедура эта проста. Можно воспользоваться тем же манометром, который устанавливают на горловину пустого гидроаккумулятора. Далее включить насосную станцию и подождать пока давление в баке не увеличится до максимального уровня, в результате чего станция отключится. После этого сравниваем показатели манометра с цифрами, прописанными в техпаспорте. Если они не совпадают, значит, необходима ручная регулировка реле.

Проверка и коррекция давления

Итак, непосредственно перед подключением рекомендуется проверить уровень давления в самом гидроаккумуляторе. За счет этой информации вам получится осуществить правильную настройку реле давления

Более того, крайне важно осуществлять и будущий контроль уровня давления. Для этой цели предназначается манометр. Некоторые домашние мастера временно используют автомобильный манометр

Его погрешность минимальная, поэтому вполне нормальный вариант

Некоторые домашние мастера временно используют автомобильный манометр. Его погрешность минимальная, поэтому вполне нормальный вариант.

Если это необходимо, то уровень давления можно сократить или добавить. Для этой цели на верхней части гидроаккумулятора имеется ниппель. К нему подключается автомобильный или велосипедный насос. За счет этого давление поднимается. Если давление воздуха, наоборот, необходимо понизить, то в ниппеле есть специальный клапан. Вам следует взять острый и тонкий предмет и нажать на него.

Реле давления насосной станции

Датчик в автоматическом порядке регулирует процесс откачки воды в системе. Именно реле давления отвечает за включение и отключение насосного оборудования. Он же контролирует уровень напора воды. Встречаются механические и электронные элементы.

Механические реле

Устройства такого плана отличаются простой и вместе с тем надёжной конструкцией. Они гораздо реже выходят из строя, чем электронные аналоги, потому как в механических реле перегорать попросту нечему. Регулировка происходит посредством смены натяжения пружин.

Механическое реле давление регулируется натяжением пружин

Механическое реле включает в себя пластину из металла, где закреплена контактная группа. Здесь же находятся клеммы для подключения устройства и пружины для регулировки. Нижняя часть реле отведена под мембрану и поршень. Конструкция датчика достаточно проста, поэтому с самостоятельной разборкой и анализом повреждений серьёзных проблем возникнуть не должно.

Электронные реле

Подобные устройства привлекают в первую очередь удобством пользования и своей точностью. Шаг электронного реле заметно меньше, чем механического, а значит, вариантов регулировки здесь больше. Но электроника, в особенности бюджетная, часто ломается. Поэтому излишняя экономия в этом случае нецелесообразна.

Электронное реле давления воды

Ещё одно явное преимущество электронного реле – это защита техники от холостого хода. Когда напор воды в магистрали будет минимальным, элемент некоторое время будет продолжать работать. Такой подход позволяет защитить основные узлы станции. Отремонтировать электронное реле своими силами гораздо сложнее: кроме технических знаний необходим специфический инструмент. Поэтому диагностику и обслуживание датчика лучше предоставить профессионалам.

Характеристики устройства

В зависимости от модели станции и её типа устройство может располагаться как внутри корпуса, так и крепиться снаружи. То есть, если оборудование идёт без реле, или его функционал не устраивает пользователя, то всегда есть возможность подобрать элемент в отдельном порядке.

Датчики также различаются по максимально допустимому давлению. Добрая половина классических реле настроены на 1,5 атм для запуска системы и 2,5 атм на её деактивацию. Мощные бытовые модели имеют порог в 5 атм.

Когда речь идёт о внешнем элементе, то здесь крайне важно учесть характеристики насосной станции. Если оперировать слишком высоким давлением, то система может не выдержать, и как следствие появятся протечки, разрывы и скорый износ мембраны

Поэтому так важно отрегулировать реле именно с оглядкой на критичные показатели станции.

Особенности работы

Рассмотрим принцип работы устройства на примере одного из самых распространённых реле для насосных станций – РМ-5. В продаже также можно встретить зарубежные аналоги и более продвинутые решения. Подобные модели укомплектованы дополнительной защитой и предлагают расширенные функциональные возможности.

РМ-5 включает в себя подвижную металлическую основу и пару пружин с двух сторон. Мембрана в зависимости от давления двигает пластину. Посредством прижимного болта можно отрегулировать минимальные и максимальные показатели, при которых техника включается или отключается. РМ-5 оснащён обратным клапаном, поэтому вода при деактивации насосной станции не сливается обратно в скважину или колодец.

Поэтапный разбор работы датчика давления:

1. По открытию крана вода начинает поступать из бака.
2. По мере убывания жидкости в насосной станции давление постепенно снижается.
3. Мембрана воздействует на поршень, а он в свою очередь замыкает контакты, включая технику.
4. По закрытию крана бак наполняется водой.
5. Как только показатель давления достигает максимальных значений, оборудование отключается.

От имеющихся установок зависит периодичность работы насоса: как часто он будет включаться и отключаться, а также уровень давления. Чем меньше промежуток между запуском и деактивацией оборудования, тем дольше прослужат основные узлы системы и вся техника в целом. Поэтому так важна грамотная регулировка реле давления.

Но на работу оборудования влияет не только датчик. Случается, что устройство настроено правильно, но другие элементы станции сводят на нет работу всей системы. К примеру, проблема может быть из-за неисправного двигателя или засора коммуникаций. Поэтому к осмотру реле стоит подходить после диагностики основных элементов, особенно если речь идёт о механических датчиках. В доброй половине случаев для устранения проблем с разбросом давления достаточно почистить реле от скопившейся грязи: пружины, пластины и контактные группы.

Порядок работы водяной станции под управлением реле

Работает насосная станция по следующему сценарию:

• Насос набирает воду в имеющийся бак.
• Происходит увеличение давления, которое можно проверить по манометру.
• После того, как достигнут максимально установленный предел, контакты размыкаются, и происходит отключение насоса.
• При открытом водяном кране давление в системе снижается и когда оно достигает минимального значения, происходит автоматическое включение насосной станции.

Принцип работы водяной станции

Постоянное и бесперебойное повторение этого цикла – гарантия надежной, беспроблемной работы оборудования, постоянного напора в водопроводной системе.

Настройка реле давления

В процессе сборки насосной станции особое внимание уделяется настройке реле давления. От того, насколько правильно будут выставлены его предельные уровни, зависит удобство эксплуатации системы водоснабжения, а также сроки безаварийной службы всех составляющих устройства

На первом этапе нужно проверить давление, которое было создано в баке при изготовлении насосной станции. Обычно в заводских условиях устанавливается уровень включения в 1,5 атмосферы, а отключения – 2,5 атмосферы. Проверяют это при пустом баке и отключённой от электросети насосной станции. Рекомендуется проводить проверку автомобильным механическим манометром. Он помещается в металлическом корпусе, поэтому измерения получаются более точными, чем с использованием электронных или пластиковых манометров. На их показания могут повлиять как температура воздуха в помещении, так и уровень зарядки батареи. Желательно, чтобы предел шкалы манометра был как можно меньшим. Потому что по шкале, к примеру, в 50 атмосфер очень сложно будет точно измерить одну атмосферу.

Возможен и другой вариант – внимательно следить за давлением отключения насоса. Если оно увеличилось, это будет означать уменьшение давления воздуха в баке. Чем меньшим будет давление воздуха, тем больший запас воды может быть создан. Однако разброс давления от полностью заполненного до практически опустошённого бака получается большим, и всё это будет зависеть от предпочтений потребителя.

Выбрав желаемый режим работы, нужно установить его, стравив для этого лишний воздух, или подкачать дополнительно. Нужно иметь в виду, что не следует уменьшать давление до значения менее одной атмосферы, а также чересчур перекачивать его. Из-за малого количества воздуха резиновая ёмкость, наполненная водой внутри бака, будет касаться его стенок и протираться. А излишек воздуха не даст возможности закачивать много воды, поскольку значительную часть объёма бака будет занимать воздух.

4 Другие варианты автоматики Джилекс

Помимо блока автоматики, компания производит и менее популярные варианты автоматизации для насосной техники. Одним из таких вариантов является установка Джилекс Краб. Устройство отвечает за стабильное давление в магистрали снабжения, производит запуск и выключение насоса при необходимости. Кроме того, фильтрующий элемент очищает поток от твердых включений.

Джилекс Краб состоит из таких комплектующих:

• полимерный гидрораспределитель;
• бак-ресивер с объемом 24 или 50 л, покрытый антикоррозийной эмалью;
• электрическое реле давления;
• фильтр со сменным картриджем, отвечающий за очистку водного потока от примесей;
• манометр;
• два электрических кабеля;
• специальный кронштейн для фиксации агрегата на стену.

Аппарат работает на основе стандартной электрической сети на 220 В. Подходит для одновременного подключения 2-3 точек водозабора. Регулируемое реле позволяет установить еще перед началом работы уровень давления, который будет поддерживать прибор. Как и предыдущий тип устройств, Краб 50 является универсальным аппаратом и подходит для подключения на скважинные насосы любого производителя.

Реле давления РДМ-5

Более простым вариантом автоматизации насосной станции является установка на нее специального реле РДМ-5. Компактный прибор монтируется в магистраль и соединяется с насосным аппаратом с помощью электрического кабеля. Провод фиксируется на контакты реле.

Принцип действия устройства заключается в следующем. Аппарат реагирует на уровень давления в линии. Если показатель ниже установленного значения – контакты соединены, ток подается на точку забора воды и жидкость заполняет трубопровод, пока давление не нормализуется. Когда уровень давления приходит в норму (данный показатель также выставляется пользователем) – контакты расходятся. Подача тока на скважинный аппарат прерывается и он выключается.

Минимальный и максимальный показатели, при которых срабатывает насосное устройство, выставляются пользователем. Осуществить их настройку можно с помощью двух гаек, которые фиксируют степень напряжения пружины. Более крупная гайка при вращении против часовой стрелки выставляет максимальный показатель давления, гайка поменьше при вращении позволяет настроить разницу между максимальным и минимальным показателем.

РДМ-5 рассчитано на использование исключительно в воде. Рабочее напряжение для аппарата составляет 220-230 В. Температура перекачиваемой жидкости – 0-40 градусов. Реле фиксируется на трубопровод с сечением ¼ дюйма. Обязательным условием при использовании РДМ-5 является качественное заземление.

Поплавковый выключатель Джилекс

Для дренажных, фекальных и поверхностных насосов для воды наиболее дешевым и практичным способом автоматизации является поплавковый выключатель. По сфере использования такие устройства делятся на легкие и тяжелые. Легким поплавком комплектуются дренажные модели, тяжелые поплавки устанавливаются на станции водоснабжения и водяные насосы.

Состоит конструкция из электрического кабеля длиной 3,5,8 или 10 м и пластикового поплавкового механизма. Внутри поплавка расположены два контакта, рычаг переключения и шарик, меняющий положение рычага. По количеству проводов выделяются двух и трехпроводные поплавки.

В варианте с двумя проводами, они напрямую подсоединены к контактам поплавка. Когда такой механизм поднимается с уровнем воды до обозначенного уровня, рычаг давит на контакты, они смыкаются и подают энергию на насос.

В моделях с тремя проводами поддерживается возможность включать точку забора в крайнем верхнем и в крайнем нижнем положениях. Для этого один провод идет на один из контактов, а два других провода в зависимости от положения выходят на второй контакт.

Принцип действия такого поплавкового механизма заключается в том, что устройство автоматически включает насос, когда уровень воды поднимается до выставленного показателя. В случае с двухпроводным устройством, поплавок наоборот размыкает контакты и отключает устройство, когда вода падает ниже нормы.

Произвести ремонт насоса Джилекс не всегда возможно своими силами, но встречается целый ряд мелких неисправностей, ради устранения которых необязательно обращаться в сервисный центр. Домовладельцам, эксплуатирующим насосные агрегаты этой торговой марки у себя дома, не помешает знать, как действовать в случае той или иной поломки. Ведь долго обходиться без водоснабжения крайне некомфортно, лучше попытаться разобрать и отремонтировать аппарат фирмы Джилекс своими руками. Если это не удастся, вы всегда можете отвезти его специалистам.

Оборудование

Желательно, чтобы это значение было несколько выше необходимой потребности, для создания небольшого запаса.

Основным моментом при выборе будет являться пиковые значение потребности воды, а также мощность насосной станции. При этом, количество воды, которое будет находиться в гидравлическом аккумуляторе должно хватать, чтобы даже при максимальной нагрузке, насос включался не более 30 раз за одну минуту.

Обычно объем необходимого гидравлического аккумулятора определяется, исходя из количества потребителей (ванна, стиральная машина, и т.д.). Чем больше их будет, тем соответственно выше должно быть значение объема.

А в случае установки варианта меньшего по объему чем требуется, можно докупить еще один гидробак и установить его в дополнение к первому, их объем будет суммироваться.

Важно знать: материал мембраны должен соответствовать предполагаемой на него нагрузке

Чтобы более оптимально выбрать гидробак, желательно проводить расчет, обратившись к специалистам.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор устройства реле давления представлен здесь:

Этот видеоматериал подробно повествует о процессе настройки реле давления:

Настроить реле давления не всегда просто

Нужно действовать осторожно и внимательно. Но понимание принципов работы устройства и особенностей его настройки позволяет справиться с этой задачей вполне удовлетворительно

Ждем ваших рассказов об опыте установки и настройки реле давления, эксплуатации насосной системы, оснащенной прибором. Возможно, у вас возникли вопросы в процессе ознакомления с материалом? Задавайте их и комментируйте статью в расположенном ниже блоке.