Каждый застройщик, планируя индивидуальную систему водоснабжения, сталкивается с необходимостью выбора гидроаккумулятора. Ассортимент этих устройств довольно обширен, как и разброс цен на них. Так все-таки, как выбрать гидроаккумулятор, чтобы впоследствии не возникало проблем с водоснабжением дома?

Для того чтобы выбор был оптимальным, нужно учесть основные технические характеристики конкретной системы водоснабжения и иметь представление о том, что такое гидроаккумулятор, как он работает и как взаимодействует с данной системой.

Что такое гидравлический аккумулятор

Гидробак (или гидравлический аккумулятор) представляет собой емкость для воды с резиновой эластичной мембраной (по виду напоминающей грушу), находящейся внутри емкости и имеющей герметичное соединение с металлическим корпусом бака. Данное соединение выполняется при помощи фланца с резьбовым соединением для подключения устройства к водопроводу. Полость между мембраной и металлическим корпусом гидробака заполнена сжатым воздухом, обычно давление составляет 1,5-2 бар. Гидроаккумуляторы используются для поддержания постоянного давления и создания резерва воды в бытовых либо промышленных условиях. Именно данный агрегат при отключенном насосе обеспечивает требуемое давление в системе.

Рис.1. Устройство гидроаккумулятора

1 – корпус металлический; 2 – мембрана резиновая; 3 – фланец с клапаном (пропускает воздух); 4 – ниппель для закачивания воздуха в свободное пространство; 5 – полость для сжатого воздуха; 6 – опоры; 7 – платформа для насоса.

Подробнее об устройстве гидробака в видео:

Принцип действия

При поступлении воды под давлением подключенная к водопроводу мембрана постепенно увеличивается в объеме. В результате воздух, который находится между мембраной и стенками металлического бака, сжимается и создается давление. Как только установленный показатель давления достигнут, реле давления отключает подачу электрической энергии на насос, и он отключается. В итоге находящийся в гидробаке воздух начинает под большим давлением воздействовать на внутреннюю мембрану с водой. При открытии крана подачи воды воздух, давящий на мембрану, выдавливает воду из бака в кран. При этом по мере расходования воды давление в «груше», созданное насосом, снижается. И как только оно достигнет установленного показателя, реле давления сработает, сомкнув контакты, и насос заработает вновь.

То есть в гидравлическом баке всегда находятся вода и воздух в полном рабочем состоянии, но отделенные один от другого резиновой мембраной. Стоит заметить, что при работе давление воздуха, содержащегося в пространстве гидроаккумулятора, может снижаться. Поэтому раз в год рекомендуется выполнять проверку давления воздуха в пустом, не наполненном водой баке. В случае если оно окажется ниже нормы, его нужно будет подкачать через ниппель обычным автонасосом. Следует знать, что вода никогда не занимает весь объем гидравлического бака полностью. Обычно объем воды, содержащейся в гидробаке, находится в зависимости от ряда факторов: от формы самого агрегата, начального давления в нем воздуха, гибкости и формы мембраны, а также от заданных границ (верхней и нижней) в реле давления и т.д.

Горизонтальный или вертикальный

В зависимости от способа установки гидравлические аккумуляторы бывают вертикальными и горизонтальными. Какой же гидроаккумулятор предпочтительнее? Следует выяснить, как в устройстве происходит удаление собравшегося внутри мембраны («груши») воздуха. Дело в том, что в любой водоснабжающей системе присутствует растворенный в воде воздух. Со временем он выделяется из воды и, скапливаясь, образует в разных точках системы воздушные пробки. Для их удаления в гидравлических аккумуляторах больших объемов (≥100 литров) предусмотрен фитинг с клапаном, через который скопившийся в системе воздух можно время от времени стравливать. В гидравлических аккумуляторах вертикального типа (≥от 100 л) весь воздух собирается в верхней части агрегата и легко удаляется с помощью такого клапана.

В горизонтальных гидравлических аккумуляторах воздух удаляется, используя дополнительный участок трубопровода, состоящий из шарового крана, воздушного выводного ниппеля и слива. Гидравлические аккумуляторы небольших объемов такого клапана не имеют. Удаление собравшегося воздуха возможно в них только при полном опорожнении бака. Обычно горизонтальные гидравлические аккумуляторы выбирают для установки на них наружных насосов, а вертикальные – для небольших помещений и при работе с погружными насосами.

Оптимальный объем бака

Чтобы выбрать нужный гидробак, следует определиться с его предназначением:

1. Для предотвращения частого включения насоса. Так как насос желательно включать не чаще 30 раз/ч., выбирать гидроаккумулятор следует, исходя из того, что в быту зачастую используют насосы, чья производительность составляет 30-40 литров воды в минуту. С учетом того, что вода в гидравлическом баке занимает до половины объема емкости, то агрегат с баком в 80-100 л полностью решит проблему частых включений.
2. Для поддержания (при неработающем насосе) давления в системе. Система работает в нормальном режиме даже с небольшим (24 литра) гидроаккумулятором. Место установки бака может быть любым, но чем он ближе к насосу, тем лучше система функционирует.
3. Для резерва воды. Если есть намерение использовать гидробак как резервный источник воды при пропадании электричества (а полезный объем гидробака составляет от 30 до 50% от всего объема бака), лучше приобретать гидроаккумулятор V ≥100 л.
4. Для компенсации пикового потребления воды. При выборе гидравлического аккумулятора для компенсации пиковых значений потребления воды используют определенные формулы и коэффициенты. Но насколько это необходимо? Дело в том, что предлагаемые на рынке агрегаты выполнены по нескольким стандартным объемам, поэтому, вне зависимости от того, какой объем после расчета по формулам получится – 32,3 литра или 41,5 литра, все равно покупать придется гидравлический аккумулятор объемом 50 л.

Расчеты по коэффициентам и практика использования гидробаков свидетельствуют о следующем – в 95% водоснабжения частного дома:

• для одного-двух потребителей достаточно гидробака объемом 24 л,
• для двух-трех – 50 л,
• для четырех и более – 80-100 л и т.д.

Каким должно быть оптимальное давление в гидробаке

Одной из важнейших характеристик гидравлических аккумуляторов является их рабочее давление, то есть давление воздуха в пустом баке (без воды). Это давление для каждого прибора является постоянным, и его величина указывается на корпусе устройства. В гидравлическом аккумуляторе оно определяется исходя из показателя гидростатического (высоты воды) давления в системе снабжения водой конкретного частного дома, и должно быть не ниже этого показателя. Например, если высота установленных в доме труб равна 10 м, то давление водного столба составляет 10 м или 1 бар.

Следует знать, что давление насоса при его включении обязательно должно быть выше рабочего давления гидробака не менее чем на 0,5 бар, а для наиболее продуктивной работы эта разница между рабочим и максимальным давлением должна составлять от 1,5 до 3 бар. Исходя из вышесказанного, например, для двухэтажного дома потребуется гидравлический бак с рабочим давлением в пределах 1,5 бар и с максимальным ≥ 4,5 бар.

Каждый производитель обычно устанавливает давление воздуха в гидравлическом аккумуляторе 1,5 бар, но иногда давление в купленном приборе бывает иным. Поэтому нужно изначально его проверить обычным манометром, присоединив его к ниппелю гидробака. Также нужно сказать, что максимальное давление гидравлического аккумулятора не может быть ниже максимального давления системы, возникшего, например, в результате поломки реле. Поэтому большинство гидравлических баков рассчитано на максимальное давление 10 бар.

Если его объем превышает 100 л, в верхней части имеет отверстие с резьбой, что позволяет оснащать модель воздухоотводчиком. Нужно лишь правильно настроить этот запорный элемент и своевременно обслуживать, если последнее предусмотрено технической документацией на изделие.

Преимущество вертикальных гидроаккумуляторов – в большом сортаменте. Емкость резервуаров доходит до 750 л. Если кроме основной функции ГА (стабилизация давления в системе) требуется обеспечить запас воды в доме, то такие модели – самый рациональный выбор.

В горизонтальных гидроаккумуляторах задача воздухоудаления решается иначе, и связано это именно с пространственной ориентацией корпуса сосуда. Для этого задействуется примыкающий участок трубы с установленным на нем краном (шаровым) и специальным ниппелем, через который производится отвод воздуха до появления нормальной струи воды (ее слив). С этой процедурой знакомы все, кому доводилось в начале отопительного сезона обезвоздушнивать чугунные батареи старой модификации.

Минус горизонтальных гидроаккумуляторов в том, что они не отличаются большим объемом, как вертикальные аналоги. Следовательно, сохранение запаса воды – не их функция. Зато с монтажом подобных моделей не возникнет каких-либо проблем. Они могут устанавливаться на пол, крепиться на стене. А это значит, что найти удобное место для размещения такого гидроаккумулятора гораздо проще. Иногда именно этот фактор имеет определяющее значение.

Чтобы обеспечить стабильную работу системы водоснабжения и продлить срок эксплуатации насоса, необходим гидроаккумулятор. Он компенсирует перепады давления воды, снимая тем самым нагрузки с насосного оборудования. Кроме этого, устройство собирает в баке запасы воды и гарантирует отсутствие перебоев с ее подачей. Последняя функция напоминает бойлер, только без подогрева.
Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения
Для бытового использования такой баллон – вещь нужная и полезная. Но, чтобы прибор в точности оправдал возложенные на него надежды, стоит в начале изучить теорию, как подобрать гидроаккумулятор для системы водоснабжения.
Тип гидробака – мембранный или баллон
Первое, с чего стоит начать – определить тип необходимого гидробака. Бывают они двух видов: мембранные и баллонные. Для чего служит каждый вид, а также плюсы и минусы устройств показаны в таблице ниже.
Баллонный и мембранный гидроаккумуляторы
Горизонтальный или вертикальный бак – какой лучше?
Чтобы в полной мере ответить на этот вопрос, нужно вначале рассмотреть некоторые особенности конструкции приборов. Итак, каким бы образом не был расположен баллон, для бесперебойности его работы необходимо периодическое обслуживание. Этот процесс заключается, кроме прочего, в удалении воздуха из внутреннего пространства. В вертикальных моделях такая манипуляция осуществляется в считанные секунды, нужно лишь:
найти запорный элемент с резьбой в верхней части корпуса;
открутить ее и выпустить лишний газ.
В горизонтальных экземплярах действие выполняется по-другому и в точности имитирует спуск воздуха в централизованных системах отопления. Газ спускается с баллона через специальную трубку до того времени, пока не начнет течь вода. Пример горизонтальной модели – Zilmet Ultra-Pro 300 V.

Горизонтальные и вертикальные гидроаккумуляторы
Еще одна разница между горизонтальными и вертикальными образцами заключается в их объеме. Для тех, кому нужен «хранитель» водных запасов, больше подойдут варианты с вертикальным расположением баллона.

Коллекция таких устройств включает баки вместительность до 1000 л.

Горизонтальные экземпляры менее емкие, зато благодаря своей компактности просты в установке. Могут располагаться в любом месте дома, поблизости с насосной станцией или газовым котлом.

Выбор гидробака по объему
В большинстве случаев для бытовой системы можно установить мембрану с запасом по объему воды. Но если пространства для монтажа большого бака недостаточно, придется подбирать оптимальный вариант с подходящей под все запросы вместительностью (пример небольшого бака: Imera VA12). Чтобы ее посчитать, вовсе не обязательно перечитывать горы литературы в поисках сложных математических формул, достаточно определить главную цель покупки.

Их выделяют всего 3:

1. Продлить работоспособность насоса. Согласно техническим характеристикам насосов для бытовых систем водоснабжения, количество их включений и выключений за час не должно превышать 30 раз. Чтобы сократить это количество, как раз пригодится гидроаккумулятор. Для тех пользователей, которые часто открывают кран, не используя большое количество воды, подойдет бак максимальной емкостью 80-100 л. В таком случае набрать чайник или ведро можно, вовсе не задействуя насос.

А чтобы обеспечить себя горячей водой, нужен бойлер. Почитайте перед покупкой: Как выбрать электрический водонагреватель

2. Создать резервный водный запас. Особенно актуально в местностях с перебоями централизованной подачи воды или электроэнергии. Чтобы обеспечить себя жидкостью, не впадая в зависимость от «коммунальщиков», лучшим решением будет приобрести гидробак объемом 100 литров и больше. Здесь при выборе вместительности стоит также учесть количество пользователей (душ, кухня, стиральная машина и т.д.).

3. Стабилизировать давление в системе. Одна из главных функций гидроаккумулятора. Приобретая его только с этой целью, вполне достаточно будет модели на 30 л. Такая «малютка» устанавливается поблизости с насосом, предотвращая износ системы от гидроударов.
Если самостоятельно определить, сколько литров должно быть в баллоне, не получается, консультанты специализированных магазинов помогут легко решить эту дилемму.

Гидроаккумуляторы разных объемов

Как рассчитать необходимое давление воздуха в гидроаккумуляторе?
На корпусе каждого гидробака указано его рабочее давление. Эта цифра рассчитана для пустого баллона и является одним из важнейших показателей бесперебойной работоспособности прибора.

Когда устройство подключается в общую систему водоснабжения, его внутреннее давление начинает напрямую зависеть от аналогичного показателя насосного оборудования. Так, разница между этими параметрами не должна превышать 1,5-3 Бар (давление насоса больше). Проверяются показатели с помощью манометра, подключенного к ниппелю.

Если по результатам проверки получился слишком большой разрыв в цифрах, решить эту проблему можно, используя обычный автомобильный насос для закачки воздуха.

Общие рекомендации
Немаловажным моментом при выборе гидроаккумулятора (гидробака) для системы водоснабжения выступает и материал самой мембраны. Она должна быть выполнена из экологически чистых материалов, прочной и эластичной. Не лишним будет при покупке также уточнить возможность замены детали и где ее можно приобрести. В противном случае при малейших дефектах придется покупать новый гидробак.

И в завершение – выбранная модель в обязательном порядке должна иметь специальные документы, подтверждающие возможность использования в системах с питьевой водой.

Гидроаккумуляторы мембранного типа предназначены для поддержания оптимального давления в системах водоснабжения, предотвращения гидравлических ударов, могут использоваться как ёмкости для хранения воды.

Модели ГА - хх (гор) горизонтального исполнения для стационарной установки.

Присоединительный размер фланца 1«

Гидроаккумуляторы бывают двух видов:

Гидроаккумулятор вертикальный

Горизонтальный

Они отличаются исполнением крепления. Вертикальный гидроаккумулятор устанавливается на ножки, а горизонтальный имеет площадку и крепления сбоку. Скорее его можно назвать настенным, потому, что крепить все равно предпочтительно вертикально, в таком положении мембрана равномерно нагружается. Кроме того при вертикальной установке воздух растворенный в воде выходит из бака через магистраль и не скапливается в мембране.

Устройство гидроаккумулятора

Комплектующие для гидроаккумулятора состоят из:

1 - корпуса, выполненного из листовой стали,

2 - сменной резиновой мембраны,

3 - ниппеля 1 2 1 4 для закачки воздуха,

4 - съёмного фланца с резьбовой частью для подключения к водопроводной системе.

В рабочем состоянии в гидроаккумуляторе всегда находится вода и воздух, которые разделены между собой мембраной. Мембрана выполнена из пищевой резины. При работе систем водоснабжения вода вытесняется в магистраль под действием давления воздуха, находящегося в гидроаккумуляторе до момента включения насосного оборудования, компенсирующего падение давления.

Возможность смены мембраны при ремонте, техническом обслуживании является большим преимуществом по сравнению с гидроаккумуляторами других производителей. По виду установки поставляются гидроаккумуляторы горизонтального и вертикального типа.

Приблизительная оценка емкости.

Установка гидроаккумулятора и подключение гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор должен быть смонтирован в доступном для обслуживания месте. После подключения к системе водоснабжения необходимо отрегулировать давление воздуха в нём, подключив манометр к воздушному ниппелю (позиция 3). Давление должно соответствовать 0, 15 МПа. При необходимости давление устанавливается с помощью автомобильного насоса.

Далее система водоснабжения заполняется водой. Для оптимального удаления скапливающегося в процессе эксплуатации воздуха при разветвлённой системе водоснабжения требуется установка дополнительных воздухоудалительных клапанов.

Меры безопасности

1. Производите монтаж гидроаккумулятора только после окончания всех сварочных работ и удаления механических примесей из системы водоснабжения.

2. Не допускайте замерзания воды в гидроаккумуляторе.

3. Монтаж и ввод его в эксплуатацию должны осуществляться специализированной монтажной организацией.

Выполнение работ оформляется актом.

4. Внимание! Гидроаккумуляторы являются частью системы водоснабжения. Его работоспособность, состояние мембраны зависят от параметров настройки реле давления и первоначального давления воздуха.

Техническое обслуживание

1. Не реже, чем 1 раз в полгода, проверяйте давление воздуха при отсутствии воды в полости мембраны. Давление должно соответствовать (Рmax = 0, 8 МПа). Мембрана является сменным элементом и при использовании неочищенной воды, нарушении условий эксплуатации и технического обслуживания замене по гарантии не подлежит.

2. Разборка и ремонт гидроаккумулятора должны осуществляться только уполномоченными специалистами.

В производстве гидроаккумулятор часто устанавливается в маслосистему и используется для обеспечения плавного изменения давления масла. В быту гидроаккумулятор применяют для этих же целей — защиты от гидроударов, а также для обеспечения небольшого запаса воды на случай отсутствия электроэнергии, уменьшения количества включений насоса. В гидроаккумуляторе в зависимости от его объема есть запас воды, при небольшом расходе которой можно помыть руки, умыться и при этом насос не включится. Но включится только тогда, когда сработает реле по давлению в баке.

Гидроаккумулятор — это сосуд, работающий под давлением, состоящий из металлического корпуса и расположенной внутри него резиновой мембраны или баллона. Принцип действия — резиновые мембрана или баллон аккумулируют (накапливают) энергию сжатого воздуха/азота для передачи ее в гидравлическую систему.

Виды гидроаккумуляторов.

По способу накопления энергии гидроаккумуляторы делятся на баки с пневматическим и механическим накоплением. К пневматическим накопителям относятся баллонные , поршневые и мембранные . Самый распространенный вид — это баллонный аккумулятор. Резиновый баллон выступает в роли разделителя среды, и, первоначально, наполнен газом (азотом). При повышении давления в системе каучуковый баллон сжимается наполняя аккумулятор жидкостью, а при уменьшении давления, наоборот, сжатый газ выталкивает жидкость обратно в систему. Поршневые и мембранные гидроаккумуляторы работают аналогичным образом, только в качестве разделителя среды в них выступают соответственно металлический поршень и мембрана.

К механическим накопителям относятся грузовые и пружинные гидроаккумуляторы. В первом случае накопление энергии происходит за счет потенциальной энергии находящегося на высоте груза, во втором — за счет механической энергии сжатой пружины.

Какой гидроаккумулятор лучше, горизонтальный или вертикальный?

Гидробак для систем водоснабжения может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Если объем вертикального гидроаккумулятора превышает 100 л, то в его верхней части имеется отверстие с внутренней резьбой. Такой ГА можно без труда оснастить воздухоотводчиком. Емкость вериткальных гидроаккумуляторов достигает 750 л, и если вам требуется обеспечить запас воды в доме — это будет прекрасное решение.

В горизонтальных гидроаккумуляторах удаление воздуха осуществляется через дополнительный участок трубы с установленным на нем шаровым краном и ниппелем, причем емкости малого размера не оснащаются такими клапанами.

Какой выбрать объем гидроаккумулятора водоснабжения?

Чем чаще происходит смена фаз работы и простоя циркуляционных насосов в системе водоснабжения, тем выше энергопотребление и износ узлов и деталей в оборудовании гидросистемы. Поэтому целесообразно выбрать гидроаккумулятор в расчете на сокращение числа пусков электродвигателя насоса. Главным критерием в этом выборе является определение оптимального объема гидробака. При этом можно использовать как общие (приближеные) рекомендации, так вполне конкретные и точные методики расчета.

Для экономии электроэнергии и продления срока службы, насос должен пускаться не более 30 раз в час. Для ориентировочного подсчета объема придется учесть еще несколько параметров:

• Производительность насоса (QH). Среднестатистический бытовой насос имеет производительность примерно 2-3 м3/час (2000-3000 л/час);
• Полезный объем гидроаккумулятора (VЭФ). Это количество жидкости (воды), которое может быть извлечено из гидробака в пределах мин. и макс. давлений срабатывания реле. В жизни он составляет в районе 40% от общего объема емкости.

Чтобы обеспечить это условие, нужно выбирать ГА общим объемом, как минимум:

V_min=Q_H/(30∙V_ЭФ)=(2000…3000)/(30∙0,4)=170…250л

В случае, если объем воды в гидроаккумуляторе использовать в качестве резерва, например при отсутствии электричества, для семьи из 1-2 человек достаточно бака емкостью от 24 л. Для трех потребителей рекомендуются баки от 50 л, а для четырех и более — от 100 л.

Казалось бы — чем больше объем бака, тем лучше. Но не стоит забывать, что запас воды — это всего лишь дополнительный бонус и стремление к его увеличению может иметь минусы:

• Такой гидробак занимает много места, а значит, придется иметь большое помещение для его размещения.
• При большом объеме и незначительном потреблении, вода в баке может застаиваться.
• Не факт, что минимальное количество пусков электродвигателя продлит насосу жизнь

Ремонт и устранение неисправностей гидроаккумулятора

Основные неисправности с которыми приходится сталкиваться при эксплуатации гидробаков это:

• Очень частое включение-выключение насоса. Причиной этого может быть низкое давление воздуха в воздушной полости гидробака, не герметичность мембраны/груши или самого корпуса бака. Так же это может быть вызвано неправильной настройкой реле давления.
• Если давлние воздуха ниже нормы, то вероятно поврежден нипель, который не справляется со своей фунцией — держать избыточное давление.
• Через воздушный клапан протекает вода? Это признак повреждения мембраны или резиновой груши.
• Давление воды ниже необходимого? В баке может быть мало воздуха, тогда следует произвести закачку.