Гидроаккумуляторы

Гидроаккумулятор – это устройство, встраиваемое в поддерживающую давление гидросистему, обеспечивает постоянную готовность к работе под стабильным давлением. Устройство Гидроаккумулятор имеет корпус ( вертикальный или горизонтальный), Изготовленный из листовой высококачественной стали и покрытый порошковой краской – эмалью. Корпус гидроаккумулятора разделен сменной мембраной (2) на две камеры: водяную и воздушную.

В воздушной камере находится предварительно закаченный на заводе азот. Контакт воды с металлическими поверхностями корпуса невозможен, так как вся вода поступает в водяную камеру – мембрану, материалом который является бутил (износостойкий резиновый материал, не восприимчивый к воздействию бактерий и удовлетворяющий всем гигиеническим и санитарным нормам для питьевой воды).

Со стороны воздушной камеры в корпусе располагается пневмоклапан (5), который предназначен для регулирования давления воздуха. Гидроаккумуляторы емкостью от100л и выше снабжены держателем мембраны (резьбовым штуцером диаметром ½ дюйма) (4), который может служить для сброса воздуха их полости мембраны и или установки группы автоматики давления. Поступление и выход из гидроаккумулятора воды осуществляется через резьбовой присоединительный патрубок (3).


Гидроаккумулятор должен быть смонтирован таким образом, чтобы в будущем обеспечить его беспрепятственное обслуживание – слить воду из гидроаккумулятора не сливая при этом всю систему водоснабжения. Диаметр соединительного трубопровода должен быть не менее напорного патрубка насоса, что позволит избежать лишних гидравлических потерь по длине трубопровода. Главное назначение гидробака (гидроаккумулятора) в системе водоснабжения – обеспечение плавного изменения давления во время работы насоса. Это дает нам возможность установить в систему реле давления или датчик давления, который сможет управлять работой насоса в автоматическом режиме. Поскольку вода практически несжимаемая, то отсутствие гидробака вызывало бы мгновенное скачкообразное изменение давления в системе во время начала водоразбора.


В этом случае реле давления работало бы в режиме постоянного включения/выключения насоса, что в конечном итоге привело бы к перегреву электродвигателя, или полной его поломке. Тем самым, именно гидробак ограничивает число кратковременных вкл/выкл насоса, что очень важно. Любой производитель насосного оборудования указывает максимально допустимое количество включений в час. А плавное изменение давления обеспечивается конструкцией гидробака – разделением его на две полости(водную и воздушную) подвижной мембраной из специального материала. Например, если насос используется только для полива (допустим качает воздух из емкости на дождеватели) гидробак не нужен!

Расход воды и создаваемое насосом давление зависят только от его характеристики. Повторно-кратковременных включений нет, запас воды в гидробаке тоже не нужен. После окончания полива насос просто выключается вручную. Применение гидробака в этом случае нецелесообразно. Только следим за отсутствием сухого хода (ставим в емкость поплавковый выключатель). А если же насос предполагается использовать для автоматического водоснабжения дома, бегать включать насос вручную каждый раз, когда кому-то нужна вода, конечно же, никто не будет. Автоматизировать этот процесс можно с помощью реле давления, которое будет подавать команду на включение/ выключение насоса. А реле, как уже говорилось, может работать только совместно с гидробаком.


Метод подбора, расчет объема гидроаккумулятора. Принцип «чем больше, тем лучше» подходит, решает проблему запаса воды и увеличивает срок службы насоса, вследствие уменьшения количества пусков. Ограничения: чем больше гидроаккумулятор, тем дороже его стоимость, и вода в слишком большом гидробаке имеет свойство застаиваться, что ухудшает его качество. Исходя из накопленного нами практического опыта эксплуатации и монтажа, хотим дать вам практические рекомендации выбора гидроаккумулятора для небольших систем водоснабжения. А также более детальный математический подбор и расчет гидроаккумулятора для больших систем водоснабжения.


Начнем с самого простого: Насосная станция мощностью до 1кВт, комплектуются гидробаком, обычно емкостью от 20 до 24 литров. Что это значит? А то, что на заводе-изготовителе уже все просчитано, и тем самым они подтверждают, что гидробака такого объема достаточно для правильной работы насосной станции. Средняя производительность насосной станции 2-3 м³/ч. Давление у всех примерно одинаково, в пределах 2,5-4атм. Это комфортно инее вызывает больших нагрузок на систему. Конечно, насос включается довольно часто, но все работает прекрасно многие годы.


Немного другой подход к скважинным насосам. У скважинных насосов возможная частота включения двигателя меньше, чем у поверхностных насосов, в этом случае для снижения частоты включения насоса, необходимо увеличить емкость гидробака.


Гидроаккумулятор подбираем примерно 50-80л для среднего расхода потребления 2,5-3,5м³ч. Но это относительно небольших бытовых систем водоснабжения. Если необходимо рассчитать систему водоснабжения с большими параметрами расхода воспользуемся методикой подбора объема гидроаккумулятора, в основу которой положен международный метод расчета UNI 9182.

В заводских условиях в бак закачан азот с начальным давлением Pн1,5 бар, которое может быть скорректировано на месте установки с учетом условий эксплуатации. Правильная настройка давления гарантирует надежную работу всей системы водоснабжения и долгий срок службы мембраны. Это давление должно быть настроено на 0,5бар ниже, чем давление включения насоса. Точки включения и выключения насоса регулируется реле давления. Минимальный общий объем гидроаккумулятора рассчитывается по формуле: V=16,5∙(120/20)·((4,5-2,5)/(4,5-2,5))·(1/2) = 278 литрам


Потипоряду гидроаккумуляторов подбираем ближайший в сторону увеличения. Это будет ресивер TANK 300L литров, торговой марки , с мах. рабочим давлением 10 бар. Далее представим наши рекомендации по назначению порогов срабатывания реле давления систем водоснабжения индивидуального дама. Разница порогов срабатывания Рмакс – Рмин определят величину объема воды, выдаваемого гидроаккумулятором системы водоснабжения.

Чем больше эта разница, тем эффективнее работа гидроаккумулятора, но мембрана в каждом цикле работы нагружается сильнее. Значение Рмин (давление включение насоса) определяется исходя из значения гидростатического давления (высоты воды) в системе водоснабжения вашего дома. Например, если высота между самой нижней и самой верхней точек разбора в системе равна 10м, то давление водяного столба – противодавление гидроаккумулятора должно быть больше или равно гидростатическому, то есть в нашем случае – 1 бар.


Нижний порог срабатывания Рмин тогда должен быть несколько больше (на 0,5бар) начального давления воздуха в гидроаккумуляторе. Однако нам надо, чтобы система работала устойчиво. Самой критичной.

С точки зрения стабильности работы, является наиболее высокая точка разбора (например, кран или душ на верхнем этаже). Кран работает нормально, если перепад давления в нем не менее 0,5бар (на практике 1бар).

Следовательно, давление должно быть 1бар плюс значение гидростатического давления этой точки. Таким образом, минимальное значение давления газа в гидроаккумуляторе Рo = 1бар + 1бар = 2бар, а порог срабатывания (включения) насоса минимальное значение газа в нем Рмин = 2+0,5 = 2,5бар.


При назначении верхнего порога срабатывания системы автоматического водоснабжения Рмакс необходимо учитывать несколько моментов, в первую очередь – напорную характеристику насоса. Значение напора, создаваемого насосом и выраженное в метрах водяного столба, разделенное на 10, покажет максимальное значение давления в барах. Однако при этом следует учитывать, что:

в характеристиках насоса указаны максимальные параметры без учета гидравлических сопротивлений трубопроводов;

напряжение электрической сети часто не соответствует номинальному значению 220В, и реальные значения могут быть ниже;

при максимальных значениях напора расход насоса минимален и система будет заполнятся очень долго;

при длительной эксплуатации характеристики насоса уменьшаются. Учитывая вышесказанное, мы рекомендуем назначать величину верхнего порога срабатывания на 30% ниже, чем максимальное значение напора вашего насоса. В бытовых системах водоснабжения рекомендуемая разница между нижним и верхним порогами срабатывания – 1,0-1,5бар. Эти значения наиболее приемлемы.

Таким образом, для определения верхнего порога давления включения насоса мы рекомендуем: 1. определить нижний порог давления включения насоса; 2. к полученному значению прибавить 1,0-1,5бар; 3. полученное значение сравнить с напорными характеристиками насоса. Оно должно быть на 30% ниже максимального значения напора вашего насоса. Таким образом, можно проверить правильность подбора насоса и гидроаккумулятора или возможность использования существующего при установке дополнительного оборудования, потребляющего воду.