Опубликовано:

Для чего нужен мембранный бак для водоснабжения? При организации автономного водообеспечения частного дома от скважин или колодцев необходимо создать аварийный запас воды. Для этих целей прекрасно подходит расширительный бак для водоснабжения. Эти емкости практичны, имеют большой объем, но для обеспечения нормального рабочего режима необходимо применить ряд устройств, а не ограничиться только одной установкой.

При включении в систему водоподачи бака существенно повышается автономность водообеспечения. Созданный запас позволит решить проблемы с подачей воды, которые могут возникнуть при поломках насосов и при проведении эксплуатационного ухода за оборудованием и скважиной. На данный момент промышленностью выпускается огромное количество различных моделей, что существенно осложняет выбор.

Расширительный бак для воды

Описание, типы конструкции

Расширительный бак для водоснабжения используется для поддержки нужного уровня давления при автономном водоснабжении. Наиболее часто для этих целей применяют мембранные (расширительные баки). Это емкости, внутри которых имеются резиновые мембраны, которые разделяют бак на камеры. Одна камера — водная, другая — воздушная.


Бак соединен с водопроводом автономной системы подачи воды так, что входная ветка подает воду в бак, наполняя его, и только после заполнения определенного объема происходит подача воды потребителям.

Расширительный бак для воды

Принцип работы таков: когда система включена (запущена), то насос накачивает в водную камеру воду до ее заполнения. При этом объем второй камеры значительно сокращается. При сокращении воздушной камеры количество воздуха внутри нее не изменяется, поэтому увеличивается давление на мембрану. Соответственно, давление в системе увеличивается.

В расширительных баках используется мембрана, разделяющая его на 2 резервуара, один из которых с воздухом, а другой с жидкостью. При этом необходимо наличие в баке аппаратуры контроля давления (реле давления). Это необходимо для автоматического отключения насоса, этим же датчиком насос автоматически запускается при падении давления в резервуаре ниже запрограммированного значения. Это позволит осуществлять автоматическую работу всей системы водоснабжения.

Для контроля давления необходимо установить и отдельный манометр, который будет дублировать реле давления на случай его поломки. При этом важно очень тщательно и точно настроить датчик давления, поскольку от его работы зависит давление в водопроводе. Установка расширительных (мембранных) резервуаров в системе автономного водоснабжения решает сразу несколько вопросов:

Расширительный бак для воды» />


  1. Поддержание давления в системе при отключении насоса и в случае его остановки на обслуживание или ремонт. Кроме того, такие баки позволяют существенно снизить мощность насоса водоподачи.
  2. Защита системы водоснабжения от гидравлических ударов, которые могут возникать из-за перепадов напряжения в электрических сетях, что существенно повышает живучесть системы.
  3. Защищает от перепадов давления и других неприятных нюансов, связанных с попаданием воздуха в систему (например, при падении уровня воды в скважине).
  4. В случае непредвиденного отключения насоса будет поддерживать некоторое давление в системе.
  5. Снижает износ насосного оборудования, тем самым продлевая срок его эксплуатации. Это происходит из-за того, что насос качает воду только после понижения давления воды в баке, а не после понижения давления воды в системе.
  6. В случае малого расхода воды позволяет вообще не включать насосное оборудование, а пользоваться только водой, которая находится в баке.

Мембранные баки бывают разной конструкции. На данный момент различают всего 2 типа:

Расширительный бак для воды» />


  1. Со сменной мембраной. Его основным достоинством является возможность заменить мембрану при ее износе или прорыве. Для замены предусмотрен фланец, через который происходит извлечение старой мембраны и закладка новой. Фланец крепится болтами к корпусу бака. В случае если резервуар имеет большой объем, возможны дополнительные крепления мембраны. Чаще всего заднюю часть мембраны крепят к ниппелю. Поэтому для извлечения необходимо демонтировать ниппель, в противном случае мембрану можно порвать.
  2. Особенность функционирования такого устройства — отсутствие контакта воды с баком. Поскольку вода остается внутри мембраны. Это защищает металлический корпус от ржавчины, вода не загрязняется при контакте с поверхностью. Таким образом, существенно продлевается срок эксплуатации таких баков. Устройства с подобными конструкциями бывают в вертикальном и горизонтальном исполнении. Главным недостатком является повышенный износ мембраны (что требует ее частой замены) и необходимость тщательно контролировать химический состав самой мембраны для предотвращения попадания в систему ядовитых веществ (поэтому нельзя покупать дешевые китайские или польские мембраны!).
  3. Имеющие стационарную диафрагму. Они имеют статично закрепленную мембрану (диафрагму), которая делит бак на 2 части.

    авным отличием является невозможность осуществления замены диафрагмы в случае ее прорыва или износа в процессе эксплуатации. Аналогично предыдущей конструкции в одном отсеке будет находиться воздух, в другом — вода. При этом вода имеет прямой контакт с корпусом бака. В случае использования металла в качестве корпуса возможно его ржавление и засорение системы ржавчиной. Поэтому для защиты от появления ржавчины внутренние поверхности таких баков красят специальной краской. Стоит отметить, что со временем краска смывается, это приводит к контакту металла с водой.

Выбор устройства

Главным критерием выбора такого бака является максимальный допустимый объем воды, который может аккумулироваться в баке. Для выбора бака по объему необходимо учесть целый ряд параметров: количество проживающих в доме человек, количество потребителей воды (унитазы, водозаборные точки, вентили, бытовые приборы и т.д.). При этом следует рассчитать падение давления, которое может быть при одновременном открытии всех водозаборных точек.

Критерием является количество включений системы в час (при этом следует учитывать возможности циклов «пуск-стоп» для насоса).

Расширительный бак для воды» />

Так, для частного дома, в котором проживает 3 человека, с насосом 2 м³/час подбирают бак объемом около 25 л. В случае если в доме проживает 4-5 человек, с насосом 4 м³/час подбирают бак объемом около 50 л. Далее, при увеличении роста числа потребителей существенно возрастает необходимый минимальный объем бака и потребность частого включения насосной станции.


Однако стоит помнить, что меньший объем позволяет снизить перепады давления в системе. При этом сам бак является резервной емкостью для хранения воды.

Немаловажным критерием является и выбор производителей бака. Стоит заранее исключить дешевые модели из Польши и Китая, поскольку очень часто они используют некачественные и опасные для здоровья человека материалы. При этом стоит уделять внимание качеству каучуковой мембраны или диафрагмы.

Следующий критерий — стоимость мембраны. Это актуально только для баков со сменной мембраной. Дело в том, что производители существенно завышают стоимость расходных (запасных) материалов, зачастую необоснованно. Поэтому рекомендуется подбирать такие модели, которые позволяют установить мембраны от других производителей.

Установка и подключение

Схема подключения расширительного бака проста. Для этого у бака есть вводная и выходная трубы, к которым должна быть подключена система водоснабжения. Точка установки бака зависит от прокладки коммуникаций и наличия свободного помещения. Рекомендуется также соединить мембранный бак с дополнительным накопительным баком, который должен иметь больший объем.

При этом в ходе установки необходимо помнить, что накопительный бак должен быть установлен в систему до подключения мембранного (т.е. сначала заполняется накопительный, потом мембранный). Рекомендуется установить накопительный бак выше мембранного. Это позволит существенно увеличить запас воды и более длительное время осуществлять ее подачу.

Источник: MasterKanalizacii.ru

Что это?


Даже само название говорит за себя – расширительный бак нужен для расширения всего контура обогрева дома или труб водоснабжения, по которым течет горячая или холодная вода. Дело в том, что во время нагрева жидкость увеличивается в объемах, а трубы, по которым она течет, своих физических параметров не меняют – их эластичность стремится к абсолютному нулю. А значит, давление внутри труб и всей установки будет повышаться, что может привести к повреждениям – возникают так называемые гидроудары, а в результате их – разрушение отдельных элементов установки или контуров из труб. Это касается в основном системы отопления, но и к горячему водоснабжению имеет отношение в полной мере. Какое давление воды в водопроводе многоквартирного дома, Вы можете прочитать в нашей статье.

Чтобы избежать гидроударов, инженеры придумали включать в систему небольшой резервуар, наполненный воздухом, то есть тем веществом, что, в отличие от воды, сжимается. И если давление в трубах во время нагрева воды будет увеличиваться, то благодаря этому бачку оно повысится совсем незначительно.                                                                                                   «Подбор расширительного бака онлайн, Вы можете прочитать в нашей статье».


На заметку! Расширительный бак часто устанавливается и в других системах, но цель его применения одна – снижение давления в трубопроводах и риска возникновения воздушных пробок.

Еще такой бак порой применяется и для создания резервного запаса холодной воды и обеспечивает поставку жидкости в любое место системы за считанные минуты. При этом средний объем емкости – около 30 л.

Для системы, обеспечивающей дом водой, чаще всего применяют баки, оснащенные мембранами. Это относительно небольшая емкость, внутри которой имеется диафрагма, изготовленная из эластичного материала и разделяющая устройство на две части – с воздухом и безвоздушную, вернее, водную. Когда система водоснабжения работает, то водная камера заполняется жидкостью и, воздействуя на мембрану, сжимает ее, уменьшая объемы части воздушной, увеличивая давление в ней. Как только давление достигнет определенного уровня, насос, нагнетающий воду, остановится. А его включение происходит, когда давление снизится до минимальных значений.

На заметку! Давление внутри системы позволяет отслеживать установленный в ней манометр.


Такой бак позволяет обеспечить бесперебойную работу системы водоснабжения и устойчивый расход воды в любом доме, даже в многоэтажном.

Виды баков

Расширительные баки бывают двух видов – закрытые и открытые. Отличаются друг от друга они особенностями конструкции.

Возможно, Вас заинтересует информация-принцип работы мембранного компрессора

Таблица. Виды расширительных баков.


Тип Описание
Это бак, имеющий как раз мембранное разделение между отсеками – водным и воздушным. Диафрагма в нем термоустойчива и позволяет избежать коррозионной активности. Такой бак герметичен, внешне выглядит как небольшой баллон или шар из металла. Служит этот элемент системы долго, а при повреждениях мембраны ее легко заменить на новую. Также дополнительно для расширительного бака этого типа должны быть установлены манометр и предохранительный клапан – все вместе они образуют систему безопасности.
Такой бак – это емкость, на дне которой имеется соединитель с резьбой, который и позволяет объединить устройство с системой. Устанавливать эту конструкцию необходимо в самой высокой части системы отопления. Используется крайне редко, так как обладает массой недостатков – это и увеличение риска возникновения коррозии в трубах, и достаточно приличные размеры, и быстрый выход из строя при критических показателях давления. Показатели уровня жидкости в такой емкости напрямую зависят и от того, сколько воды находится в отопительном контуре.

Мембранные баки, в свою очередь, делятся на два типа – со сменной диафрагмой и со стационарной. Сменная мембрана говорит сама за себя – при необходимости ее можно легко поменять, вынув через фланец, закрепленный при помощи нескольких болтов. Расширительный бак такого типа служит максимально долго, а по форме корпуса бывает как вертикальный, так и горизонтальный, что обеспечивает возможность подбора емкости под определенное помещение.

Внимание! В больших расширительных баках мембрана дополнительно закрепляется при помощи ниппеля.

В емкостях со стационарной мембраной заменить эту деталь не получится – она плотно крепится к стенкам корпуса. В случае выхода агрегата из строя его меняют полностью. Кстати, вода в такой установке, в отличие от предыдущего типа, контактирует с металлом бака, вследствие чего на его внутренней поверхности возникает процесс коррозии. Установка также бывает как вертикально, так и горизонтально ориентированной.

Баки расширительные бывают не только навесные, но и напольные. Могут иметь и плоскую форму, отличаются цветом: синие предназначены для холодной воды, красные – для горячей.

Популярные модели


Сейчас на рынке представлен огромный ассортимент различных расширительных баков от всевозможных производителей. Модели отличаются друг от друга качеством, размерами, формой и даже цветом, хотя по принципу действия похожи друг на друга. Подобрать бак под конкретную систему водоснабжения труда не составит. Следует обратить внимание на модели баков от следующих фирм – российские «Джилекс» и итальянские Elbi, Aquasystem, а также Refix (Reflex), Zilmet. Как рассчитать объем воды в системе отопления, Вы можете прочитать в нашей статье.

Преимуществами баков фирмы «Джилекс» являются полное отсутствие риска появления воздушных пробок в системе и отсутствие контакта воды с воздухом, за счет чего исключено испарение жидкости, а ржавчина не повреждает трубы. Бренд выпускает баки различных объемов – от 6 до 700 литров. Недостаток емкостей заключается в том, что съемные мембраны бывают лишь у установок объемом свыше 24 литров. Кстати, диафрагма выполняется из качественного EPDM – этилен-пропилен-диен-каучука. Баки «Джилекс» экономны, долговечны, недорогие, но при этом надежны и могут иметь различную форму.

Баки Elbi имеют все необходимые документы, в том числе сертификат соответствия и санитарно-эпидемиологическое заключение, позволяющее смело использовать их в жилых домах. Бывают вертикальные, горизонтальные, а также для санитарной воды. Вертикальные емкости относятся к серии AS/AC и имеют сменные диафрагмы, могут быть разного объема – от 5 до 25 литров – и используются в домашних системах водоснабжения, а также в системах полива и других установках, не нуждающихся в мощном напоре воды. Мембраны внутри емкостей выполнены из EPDM, рабочая температура колеблется от -10 до +99 градусов. От коррозии бак защищен стойкой краской.

Баки Elbi горизонтального способа установки относятся к серии AFH и имеют сменные мембраны. Вместимость у них больше, чем у предыдущей серии – от 25 до 100 л воды. Такие установки уже могут применяться и на небольших производствах. Баки выполняются из прочной стали и имеют специальную площадку для крепления насоса.

Баки Refix подходят для использования в системе как технического, так и питьевого водоснабжения и являются отличными гидроаккумуляторами. Все части, контактирующие с водой, защищены от ржавчины, а жидкость прекрасно хранится внутри резиновых груш. Модели DD, DE разработаны для использования в целях водосбережения, применяются в системах питьевого водоснабжения, идеальны для использования в условиях с повышенным уровнем образования ржавчины. В баках серии DE имеется груша, которая заменима только в моделях объемом свыше 50 л. У моделей серии HW, предназначенных для систем индивидуального водоснабжения, есть также ножки для установки на полу и место для крепления насоса.

Международная компания Zilmet уже более 50 лет удерживает высокие позиции на рынке оборудования, а в Европе считается крупнейшим производителем расширительных баков. Их устройства Hydro-PRO используются для работы с любой водой в различных типах установок. Оборудование изготавливается из углеродистой прочной и качественной стали, а также при производстве используется специальная внутренняя MIG-сварка, благодаря которой получается избежать повреждений мембран из бутиловой резины. Внутри баки покрыты высокопрочной порошковой смолой, которая предотвращает возникновение ржавчины при длительном контакте с влагой. Диапазон рабочих температур – от -10 до +99 градусов.

Баки Aquasystem имеют сменные мембраны и бывают различных объемов – от 8 до 50 литров. Максимальное давление теплоносителя составляет 0,5 МПа, а воздуха – 0,15 МПа. Диапазон рабочих температур оборудования варьируется от -10 градусов до +110. Изготавливаются баки из черной стали, окрашенной порошковой краской.

Внимание! Не стоит гнаться за дешевизной! Как известно, скупой платит дважды. Дело в том, что использование некачественного оборудования способно привести к серьезным поломкам не только расширительного бака, но и самой системы, а починка обойдется куда дороже, чем покупка качественного оборудования сразу же.

В отношении качества оборудования стоит особое внимание уделить каучуку, из которого изготавливается диафрагма. Хорошая резина – не только залог долгой службы оборудования, но и безопасность тех, кто будет пользоваться водой из оборудованной баком системы водоснабжения.

Цены на расширительные баки

Выбор гидроаккумулятора

Выбирая расширительный бак, следует обратить внимание на его характеристики, материалы, из которых он сделан. Обязательно оценивается материал, из которого сделана груша или диафрагма, его прочность и качество, соответствие всем гигиеническим и санитарным нормам, допустимые температуры использования. От правильного выбора в соответствии с условиями эксплуатации будет зависеть и долговечность работы.

Важный момент при выборе оборудования – правильный подбор необходимого объема емкости. Это позволит предотвратить количество запусков насоса в системе, что продлит его срок службы. Рассчитать правильный объем для системы подачи холодной воды можно по формуле:

Vt = 16,5*(Qmax/a)*((Pmax*Pmin)/((Pmax – Pmin)*Pprec)),

где:

  • Qmax – это максимальное водопотребление (л/мин.);
  • а – оптимальная частота включений оборудования за 1 час (варьируется от 10 до 15 и указана в паспорте насоса);
  • Pmax и Pmin – величины (измеряемые в барах), которые показывают давления включения и выключения насоса (настройки реле давления);
  • Pprec (бар) – показатель начального давления в полости с воздухом внутри расширительного бака (не должно быть больше показателя Pmin; напротив, его устанавливают на 0,5 меньше, чем Pmin).

Обратите внимание! При расчете по этой формуле ко всем величинам прибавляется 1. А полученная по формуле величина объема емкости Vt всегда округляется в большую сторону.

Для систем подачи воды горячей объем рассчитывается по-другому:

V = 0,0221*C / (1-((Pi+1)/(Pf+1)),

где:

  • С – общее количество воды в водонагревательной системе;
  • 0,0221 – показатель теплового расширения, в диапазоне 10-60 градусов равный данной цифре;
  • Pi – показатель давления предварительной закачки расширительного бака;
  • Pf – показатель давления во время стравливания предохранительного клапана.

На объем используемой воды, в свою очередь влияет число человек, проживающих в доме, количество точек использования воды (краны, стиральные машины и т. д.), возможность включения сразу нескольких таких точек.

Внимание! Если использовать бак неподходящего размера (с заниженными показателями), то в скором времени из-за сильной нагрузки он начнет протекать. К счастью, при увеличении количества проживающих в доме, а значит, и нагрузки на оборудование можно установить дополнительный бак без удаления уже установленного.

Калькулятор расчета давления и объема расширительного бака для системы отопления

Можно воспользоваться и уже выведенными усредненными расчетами: если в доме живут всего 3 человека, а насос может перекачивать около 2 м3/час, то расширительный бак должен иметь объем 20-24 л. Если в доме проживает 4-8 человек (насос на 3,5 м3/час), то и емкость должна быть больше – 50 л.

При покупке бака обязательно следует требовать сертификаты качества и безопасности у продавца – от этого нередко зависит здоровье всех членов семьи, а также надежность оборудования.

Видео – Выбираем расширительный бак

Монтаж расширительного бака

Рассмотрим, как установить расширительный бак в системе холодного водоснабжения.

Шаг 1. К насосу для воды, идущему от скважины, подключаются фильтры для воды.

Шаг 2. Устанавливается тройник, переходники, шаровой кран, «пятивывод» для будущего подключения манометра, гидроаккумулятора и реле сухого хода.

Шаг 3. Расширительный бак закрепляется на стене при помощи специального крепления и подключается к системе при помощи гибкой подводки к «пятивыводу».

Шаг 4. Устанавливается манометр на «пятивывод».

Шаг 5. Подключается реле сухого хода.

Источник: kanalizaciyaseptik.ru

Какие функции возлагаются на гидроаккумулятор в системе водоснабжения дома?

В любой водопроводной системе должно поддерживаться определенное избыточное (выше атмосферного) давление. В противном случае в трубах попросту образуется застой, отсутствие движение воды при открытии крана, или же напор становится столь вялым, что толку от него будет немного. Представьте тоненькую, «едва живую» струйку, которой для банального умывания-то недостаточно, не говоря уже про душ или про подключённую к водопроводу бытовую технику.

  • Можно, конечно, собрать систему, в которой датчик потока, срабатывающий при открытии какой-либо из точек водозабора в доме, запускает в действие насос. И, тем самым, пока кран открыт – работает и насосная установка, поддерживая в системе нужное давление.

Удобно? Прямо скажем, не очень. Получается, что даже при малейшем расходе (например, сполоснуть руки или набрать чашку воды) будет запускаться насосное оборудование. Это крайне невыгодно, да и прослужит такая установка недолго, так как быстро растратит свой заложенный эксплуатационный ресурс.

Поэтому такая схема обычно даже не рассматривается в качестве приемлемого варианта. Подобный подход возможен, наверное, только при поливе огорода из колодца.

  • Другой вариант – использование вместительной негерметичной накопительной емкости, расположенной в самой высокой точке системы. Вода в нее нагнетается насосом, управление которым завязано с поплавковым датчиком уровня наполнения. В самой емкости избыточного давления не создаётся, но напор во всех точках водозабора обеспечивается гравитационными законами, то есть банальным превышением гидранта над точками потребления. Ведь каждый метр водяного столба соответствует 0,1 технической атмосферы.

Если такого напора в какой-то отдельной точке недостаточно, ничего не стоит поднять его установкой специального дополнительного повышающего насоса. Такое практикуется, например, перед проточными водонагревателями, душевыми кабинками, другой бытовой техникой, требующей повышенных показателей давления для корректной работы.

Система очень неплохая, вполне работоспособная, но, скажем так – весьма хлопотная. Да и не всегда возможная. Ведь далеко не у каждого есть возможность разместить внушительную по размерам и по массе (в заполненном состоянии) емкость в каком-то верхнем помещении. Тем более что если дом рассчитан на круглогодичное проживание семьи, то такой бак потребует еще и очень надежной термоизоляции.

  • Так как же можно одновременно и создать и запас воды, и держать его под нужным напором? Ведь жидкость несжимаема, и любое открытие крана моментально стравит закачанное в трубе избыточное давление.

Вот здесь на помощь гидравлике приходим пневматика. Сжатый газ способен накапливать и отдавать внушительный энергетический потенциал – недаром столь распространены пневматические инструменты. И этого, создаваемого за счет сжатия воздуха, запаса энергии может быть вполне достаточно для создания и поддержания необходимого напора воды в домашней водопроводной сети.

Такое оптимальное сочетание достигнуто за счет создания специального прибора — гидроаккумулятора, о котором как раз и будет идти речь далее в статье. Устройство у него не особо сложное, и разобраться с ним и с принципом работы — труда не составит.

Итак, представьте бак в прочном металлическом корпусе, способном выдерживать повышенное давление (поз. 1 на иллюстрации ниже ).

Внутри этого жесткого бака размещена эластичная емкость (поз. 2), способная изменять свой размер при заполнении ее водой, нечто вроде резинового баллона. Горловина этого баллона (поз. 3) герметично соединена с подходящей к гидроаккумулятору трубой системы водопровода.

Оставшееся пространство между эластичным баллоном и металлическими стенками бака (поз. 4) превращается тем самым в воздушную камеру гидроаккумулятора.

Имея представление об элементарных основополагающих физических законах из раздела термодинамики, несложно представить себе, как работает такое устройство.

В воздушной камере предварительно создаётся определенное давление – для этого предусматривается специальный ниппель, весьма схожий со своим «собратом», применяемом на автомобильном колесе.

При наборе воды в эластичную камеру (понятно, что это возможно только при избыточном давлении, то есть при работе установленного в системе насоса) она начинает увеличиваться в объеме. Естественно, при этом уменьшается объем воздушной камеры. Так как температуру полагаем здесь постоянной, уменьшение объема будет сопровождаться значительным возрастанием давления. И за счет сжимаемости газа и прочности герметичного корпуса это давление можно довести до весьма внушительных величин в несколько атмосфер.

Понятно, что с таких же давлением стенки эластичной камеры давят на заполняющую ее воду. А так как давление распространяется равномерно во все стороны, то и во всей системе домашнего водопровода оно такое же (ну, за вычетом некоторых потерь от гидравлического сопротивления).

То есть если где-то открыть кран, то вода пойдет через него под напором. По мере расходования воды объем эластичного баллона постепенно уменьшается, что приводит и к снижению давления. Если не закачивать воду в гидроаккумулятор принудительно, то предварительно созданное избыточное давление в воздушной камере и вовсе вытеснит все заполнение.

Ну а если поручить включение и выключение насосного оборудования автоматике, которая будет следить за уровнем давления в системе, то мы как раз и получим то, что нам требуется.

Это было краткое описание работы – к данному вопросу мы вернемся чуть позднее. А теперь можно пока взглянуть на то, какими преимуществами будет обладать система автономного водоснабжения, оснащенная гидроаккумулятором.

Итак, установка гидроаккумулятора в систему автономного водоснабжения разом решает несколько важных проблем:

  • В системе поддерживается напор воды в диапазоне, достаточном для безопасной и полноценной работы всех точек потребления.
  • Сам по себе гидроаккумулятор – это немалый запас воды, находящейся под давлением и готовой к подаче в любую точку системы. Таким образом, если по тем или иным причинам временно невозможно поступление поступления воды из источника, домашний водопровод остается работоспособным, пока не будет израсходован весь запас.
  • Созданный запас тратится не сразу. И поэтому открытие крана или включение другог сантехнического прибора далеко не всегда вызовет срабатывание насосного оборудования. Пока автоматика (настроенная пользователем, конечно) «считает», что имеющегося давления в гидроаккумуляторе достаточно для поддержания работы системы, оборудования будет «отдыхать в спящем режиме». Уменьшение количества пусков и остановок – это увеличение долговечности насоса, да и всего домашнего водопроводного «хозяйства» в целом, снижение расхода электроэнергии.
  • Еще одно важное качество – это амортизационная роль. Как ни крути, любой пуск насоса сопровождается кратковременным, но весьма резким повышением давления в трубах. Такие гидроудары могут достигать 10 и более атмосфер, что, скажем так, не особо полезно ни для труб, ни для сантехнических приборов. А вот гидроаккумулятор, встроенный в систему, становится отличным демпфером, сглаживающим удары и делающим их безопасными.

Подобные баки нередко называют и «расширительными», хотя в этом, по мнению автора, все же кроется некоторая некорректность. В системе холодного водоснабжения расширяться особо нечему – если и есть какие-то изменения в температуре воды от источника до точки потребления, то они не настолько существенны, чтобы оказывать сколь-нибудь заметное влияние на объемное расширение.

Правда, если речь идет о горячем водоснабжении, то здесь несколько иная картина. Около водонагревательного прибора накопительного типа (бойлера) часто действительно устанавливается бак, прямым предназначением которого становится именно компенсация объемного расширения воды от ее нагрева. Просто для того, чтобы не заставлять часто срабатывать предохранительный клапан.

Отдельной группой стоят расширительные баки для систем отопления – вот здесь они полностью оправдывают свое наименование. Они обычно внешне выделяются кратным цветом, хотя это – и необязательно.

Смотреть все же следует на характеристики.

  • В расширительных баках для систем отопления основной упор делается на температуру – они способны выдерживать нагрев даже выше 100 градусов. Но показатели давления обычно – довольно скромные, не превышающие 3÷4 атмосфер.

В таких приборах вполне может использоваться техническая резина SBR, применение которой в системах с питьевой водой – категорически запрещено.

  • В гидроаккумуляторах для систем водоснабжения допустимые температурные границы, как правило, не выходят за 70÷80 градусов. Но зато они способны выдерживать давление более 10 атмосфер.

Важное требование к таким приборам – это гигиеничность всех деталей и узлов, контактирующих с водой. Понятно, что они ни в коем случае не должны снижать ее качества.

Поэтому для изготовления мембран (баллонов) используются или натуральный каучук (ограничен по нагреву до 50 градусов), или этиленпропиленовая синтетическая резина (EPDM), вполне пригодная для «пищевого» применения. Или наиболее предпочтительный как с гигиенической точки зрения, так и с позиций долговечности материал – синтетический бутиловый каучук (BUTYL), которому, кстати, не страшен даже нагрев до температуры кипения воды.

  • Еще один момент. Для расширительных бачков системы отопления часто используют изделия мембранной схемы. То есть емкость разделена примерно надвое эластичной мембраной. Одна сторона — воздушная камера, вторая – водяная.

Устройство хорошо показано на иллюстрации. В системе отопления такие бачки вполне справляются со своими задачами. Но есть у них некоторые недостатки, ограничивающие их использование в системе водоснабжения.

— Первое – вода контактирует с внутренней поверхностью водяной камеры бака. Понятно, что там наносится водостойкое защитное покрытие, но, тем не менее, полностью избежать вероятности попадания в воду продуктов коррозии – нельзя.

— Второе – такие баки имеют неразборную конструкцию. Так что если мембрана не выдержит длительной эксплуатации под высоким давлением и прорвется – придется менять весь бак целиком.

Для прибора небольшого объема, свойственного  системам отопления – это хоть и неприятность, но не столь серьезная. А вот поменять полностью объемный бак, служащий гидроаккумулятором для системы водопровода – влетит в немалую сумму.

А вот поменять баллон («грушу») получится не столь дорого. Тем более что процесс замены не особо сложен, и с ним вполне можно правиться самостоятельно.

Так что в дальнейшем по ходу изложения будем все же оперировать термином «гидроаккумулятор», как более верным для системы холодного водоснабжения. И разговор пойдет про приборы баллонного типа.

Цены на различные виды гидроаккумуляторов

Более подробно — устройство и подключение гидроаккумулятора

Вернемся ненадолго к устройству гидроаккумулятора, а затем взглянем, как он подключается к системе домашнего водопровода.

В целом, с конструкцией мы уже знакомы:

1 – металлический корпус. Обычно баки для водопровода имеют голубую окраску, но это вовсе не какой-то жесткий стандарт, встречается немало исключений. Поэтому выбор должен делаться по характеристикам изделия.

2 – фланец на входном окне бака, закрепляющий герметично края баллона («груши»).

3 – патрубок с резьбой, для подключения гидроаккумулятора к системе.

4 – основная деталь, то есть эластичный баллон гидроаккумулятора.

5 – создаваемая баллоном водяная камера.

6 – «антагонист» водяной камеры, то есть воздушная камера.

7 – ниппельное устройство для предварительного создания в воздушной камере избыточного давления.

Баки, как мы видели, могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение, серьезно различаться размерами. Но принцип устройства и подключения к системе при этом не меняется.

Схем подключения гидроаккумулятора к системе практикуется немало. Но наиболее распространена, ввиду своей простоты, понятности и надежности, схема с использованием пятивыводного штуцера.

Три больших вывода такого штуцера предназначены для соединения водопроводных труб. И два малых патрубка, «папа» и «мама» — для подключения реле давления и врезки манометра соответственно.

Манометр может использоваться самый обыкновенный. А для управления питанием насосного оборудования применяется реле давления. Например, такое, как показано на иллюстрации.

На иллюстрации хорошо виден соединительный узел с накидной гайкой, которой реле герметично подсоединяется к парубку пятивыводного штуцера.

Давайте посмотрим на схеме, как производится соединение системы:

На схеме все уже должно быть понятно:

1 — уже знакомый пятивыводной штуцер.

2 — участок трубы, по которой насос (неважно, поверхностный или погружной) передает воду из источника. Этот участок может быть различным по длине, нередко именно на нем, то есть до гидроаккумулятора, устанавливаются необходимые уровни водоподготовки.

3 — насос, подающий воду из источника.

4 — участок трубы, соединяющий пятивыводной штуцер с гидроаккумулятором. К слову, его (этого участка) может и не быть. Имеется в виду, что очень часто из соображений компактности этот штуцер «пакуется» непосредственно на резьбовой патрубок гидроаккумулятора.

5 — гидроаккумулятор.

6 — условно показана разводка домашнего водопровода.

7 — так же условно показана одна из точек водозабора.

8 — манометр, необходимый и для предварительной настройки системы, и для повседневного мониторинга ее состояния.

9 — реле давления, подсоединяемое гидравлически к патрубку штуцера. А электрически (условно показано красными линиями) – к источнику питания и к насосному оборудованию. То есть в зависимости от уровня давления оно осуществляет включение или выключение насоса.

Реле имеет свою мембрану, способную оценивать уровень давления и вызывать срабатывание электротехнического (коммутационного) механизма.

Если снять с реле верхнюю крышку, то под ней откроются колодки (клеммы) для подключения кабелей питания (от источника питания 220 В и к насосу), и два регулировочных винта с пружинами, поджатыми тарельчатыми шайбами и гайками. Поджатием или ослаблением этих пружин регулируются пороги срабатывания реле. Большая пружина отвечает за пуск насоса, то есть за нижний предел давления (Pmin), маленькая – за ΔР, то есть за разницу между минимальным и максимальным давлением в системе, между Pmin и Pmax.

Как производится настройка – будет рассказано чуть ниже.

Итак, если давление в системе снижается до какого-то заранее установленного уровня Pmin, насос запустится и станет нагнетать воду. От этого расширяется водяная камера гидроаккумулятора, что, соответственно, ведет к возрастанию давления.

Когда давление поднимется до верхней границы установленного диапазона, реле сработает на разрыв цепи питания насоса, и подача воды прекратится.

При открытии водоразборного крана вода начинает под установленным напором вытекать из системы. Если водозабор небольшой, то и давление снизится ненамного, то есть это не приведет к пуску насоса. Но если воды требуется много, то давление снизится до минимума, и будет запущен насос. Таким образом, нижнюю границу в системе давление все равно не пересечет.

По такому циклу и строится работа автоматической насосной станции.

Цены на различные виды реле давления

Основные эксплуатационные параметры гидроаккумулятора

При выборе комплектующих для насосной станции и при ее регулировке после сборки необходимо уметь ориентироваться в основных параметрах. Сам насос сейчас «выведем за скобки» — в контексте настоящей статьи нас интересует специфика гидроаккумулятора. А конкретно – какой объем бака будет оптимальным, и какие показатели давления должны быть установлены при настройке системы.

Эти величины, между прочим, тесно между собой взаимосвязаны.

Давление в гидроаккумуляторе

Итак, как, наверное, уже понятно, здесь необходимо оперировать тремя значениями давления. А именно:

— давление предварительной накачки воздуха в воздушной камере Рв;

— минимальное давление Pmin;

— максимальное давление Pmax.

Давайте посмотрим, что рекомендуют на этот счет.

  • Давление в воздушной камере Рв может выбираться по-разному, но с учетом следующих рекомендаций.

— Оно не должно быть выше Pmin, то есть не должно полностью вытеснять воду из системы при открытом кране и пока еще не сработавшем насосе. Обычно исходят из того, что оно меньше на 0,2 атмосферы, чем Pmin.

— Второй принцип его отсчета – это гидростатическое давление плюс примерно пол-атмосферы. А гидростатическое рассчитывается разницей высоты зеркала воды в колодце и точкой установки гидроаккумулятора (исходят из того, что, как уже отмечалось, метр водяного столба равен примерно 0,1 атмосферы).

То есть, например, при заборе воды с глубины 7 метров оптимальным давлением в воздушной камере будет:

Рв  =  7 / 10 = 0,7 + 0,5 = 1,2 атмосферы.

Надо сказать, что к такому расчету прибегают нечасто, обычно ориентируясь все же на первое правило, то есть исходя из Pmin.

— Наконец, некоторые производители гидроаккумуляторов еще на стадии производства создают в баке определенное давление газа. И при этом – не рекомендуют его изменять в процессе эксплуатации.

Таким образом, если следовать правилам, то в этом случае порог минимального давления в системе будет определяться как

Pmin ≈ Рв + 0,2 ат

  • Минимальное давление Pmin, помимо тех зависимостей, о которых было сказано, прежде всего должно обеспечивать корректную работу всех сантехнических и бытовых приборов. а для некоторых (хозяева должны это знать) может потребоваться давление и в две, и даже более атмосферы.

Принцип прост – даже на нижнем пределе вся сантехника должна работать нормально.

Кстати, иногда приходится принимать в расчет и размеры дома, и разветвлённость водопроводной сети. То есть при выборе нижнего порога давления должно учитываться и превышение точек водозабора над насосной станцией (помним, что 1 метр – это 0,1 атмосфера), и даже горизонтальные участки, на которых тоже происходят потери давления. Есть специальные алгоритмы расчета оптимального значения этого параметра. Один из этих алгоритмов реализован в виде калькулятора на нашем портале.

Расширительный бак для водыКак самостоятельно просчитать минимально необходимый напор насосной станции?

Для этого необходимо иметь схему прокладки будущей (или уже имеющейся) водопроводной сети и показатель давления, требуемого для корректной работы сантехнических устройств и бытовой техники. Все остальное возьмет на себя онлайн-калькулятор расчета минимального напора насосной станции.

  • Максимальное давление в гидроаккумуляторе Pmax. Иначе говоря, то, при котором реле срабатывает на выключение насоса.

Понятно, что чем больше закачать в гидроаккумулятор воды, тем выше станет давление, и тем реже будет включаться насос для восполнения израсходованного запаса. Поэтому у неопытных пользователей частенько возникает такой соблазн сделать верхнюю границу повыше, но, конечно, в пределах максимально допустимых нагрузок на сам бак.

Однако, как показывает практика эксплуатации автономных систем водоснабжения, такой подход ошибочен. Можно буквально навскидку указать минимум две причины, ведущие к такому заключению:

Во-первых, слишком большая разница между нижней и верхней границей создаваемого в баке давления — это очень серьёзная нагрузка на эластичный баллон (мембрану). И сколько прослужит такой гидроаккумулятор до аварии – сказать сложно. Но явно меньше того, который будет работать в «благоразумном» режиме. А замена баллона хотя и не столь сложное дело, но все же требующее приобретения запчасти, остановки системы водоснабжения с полным ее опорожнением. А после проведения ремонта (который иногда приходится проводить в весьма стеснённых условиях) — обратного заполнения и отладки.

Во-вторых, большой перепад и не особо комфортен для пользования. Согласитесь, что при приеме душа явно почувствуется падение давления, например, с 4 до 1,5 атмосфер. Такие перепады могут сказаться и на корректности работы, например, проточных водонагревателей или бытовой техники, подключённой к водопроводу.

Как правило, перепад выдерживается в рамках 1,0 ÷ 1,5 атмосфер. Например, предустановка давления в воздушной камере – 1,3 ат, нижняя граница срабатывания реле – 1,5 ат, верхняя – 3,0 ат.

А указанное в паспорте гидроаккумулятора максимальное давление — это на тот неприятный случай, когда, например, вышло из строя реле давления, и насос продолжает, как сумасшедший, гнать воду без остановки. Бак должен суметь выдержать такую нагрузку. То есть при комплектовании системы обращают внимание и на то, чтобы предельный напор, создаваемый насосом, не был больше максимально допустимого давления в гидроаккумуляторе.

Оптимальный объем расширительного бака

Понятно, что чем больше объем гидроаккумулятора, тем более значительным получается создаваемый запас воды при рекомендуемых показателях давления. И тем реже будет включаться насосное оборудование.

Но опять же – такая «очевидность преимуществ» иногда оборачивается и негативными сторонами.

  • Слишком большой по размерам бак потребует немало места для его размещения. Иногда, при дефиците пространства, это становится определяющим параметром.
  • С увеличением объема бака, безусловно, возрастает и его стоимость. Плюс к этому – выше цена на запчасти, ощутимее затраты на транспортировку, сложнее и установка на предназначенное место, и сам монтаж.
  • Слишком большой по объему запас воды может длительное время оставаться неизрасходованным. А подобные застойные явления всегда ведут к снижению качества воды.

Иными словами, все должно быть в меру.

Подбор объёма может осуществляться по-разному. Например, предлагаются таблицы, а которых показываются стандартные объемы гидроаккумуляторов и создаваемый в них запас воды при тех или иных показателях давления Рв, Pmin и Pmax.

Пример такой таблицы показан ниже:

Обратите внимание — при тех «стандартных» показателях давления, о которых уже упоминалось не раз выше в статье, создаваемый резерв воды равен примерно одной трети общего объема бака.

Другой способ определиться с оптимальным объемом гидроаккумулятора – это произвести самостоятельный расчет.

Существует несколько форму для подобных вычислений. Например, можно воспользоваться этой:

Vopt = 16,5 × Qmax × Pmax × Pmin / (n × (Pmax – Pmin) × Pв)

где:

Vopt — оптимальный объем гидроаккумулятора.

Qmax — максимальный расход воды в домашней системе водопровода, литров в минуту. Требует отдельного расчета.

n — рекомендуемое производителем насоса максимальное количество его пусков в час. Как правило, оно лежит в пределах 10 ÷ 15 раз, но может быть и иным – это следует уточнить в паспортных данных оборудования.

Остальные значения – это показатели давления, о которых уже шла речь выше.

Итак, дело за малым – провести расчет. Но для этого сначала нужно определиться с показателем максимального расхода воды в системе.

Для этого существует свой подход, учитывающий и расход воды на каждой из имеющейся (или планируемой к установке) точке водозабора, и вероятность одновременного включения этих точек. Алгоритм воплощен в онлайн-калькуляторе, размещённом ниже.

Калькулятор расчета максимального расхода воды в домашней водопроводной системе

Перейти к расчётам

Вот теперь имеются все данные, чтобы перейти к расчету оптимального объема гидроаккумулятора. Опять же, предложим читателю не возню с формулой, а возможности онлайн-калькулятора:

Калькулятор расчета оптимального объема гидроаккумулятора

Перейти к расчётам
Естественно, полученное значение служит лишь ориентиром при выборе модели. То есть подбирается бак стандартной вместительности, как правило, ближайшей к рассчитанному значению в большую сторону. Например, если расчет показал 37 литров, то необходим гидроаккумулятор объемом 50 литров.

Настройка реле давления — пошагово

Итак, бак приобретён, смонтирован, и остается провести настройку реле давления по намеченным параметрам. Как это выполняется?

Для начала обратим еще раз внимание на само реле давления.

Проблема в том, что когда начинаешь читать рекомендации-инструкции по настройке реле, диву даешься — насколько противоречива информация. В основном расхождения мнений касаются предназначения регулировочного винта с большой пружиной. Понятно, что это установка уровня давления на срабатывание реле – об этом говорит обозначение «Р» и стрелки «больше – меньше».

Но некоторые утверждают, что этим винтом регулируется отключение насоса, другие настаивают на включении. Где правда?!

Неопытных пользователей это ставит в тупик, и они начинают крутить настойки обеих винтов, в надежде «поймать» требуемые пороги срабатывания. Иногда это получается, но после длительных серий проб и ошибок. Иногда – не удается, и приходится звать специалиста.

Но если воспользоваться методикой настройки, предлагаемой одним опытным мастером, то даже у новичка проблем возникнуть не должно.

*  *  *  *  *  *  *

Завершим публикацию видеосюжетом, в котором его автор рассказывает о принципах монтажа насосной станции с гидроаккумулятором и с реле давления, управляющим работой глубинного скважинного насоса.

Источник: remont-book.com



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.