Гидроаккумулятор — Википедия

Условное обозначение гидроаккумулятора на принципиальных гидравлических схемах

Гидроаккумуля́тор — сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать энергию сжатого газа или пружины и передавать её в гидросистему потоком жидкости, находящейся под давлением.

Выполняющую похожие функции водонапорную башню формально к гидроаккумуляторам не относят, так как в ней нет внешнего давления на жидкость, и основная задача башни — сохранение жидкости, а не энергии.

История появления гидроаккумулятора[править | править код]

Прообраз современного гидроаккумулятора впервые спроектировал и запатентовал английский изобретатель Джозеф Брама. Он создал сложную гидросистему для подачи разных сортов пива из бочек, стоявших в погребе. Хранить бочки наверху было нельзя, так как при жаре пиво быстро скисало. Поэтому раньше в каждой пивной приходилось держать ватагу мальчишек, всё время сновавших по лестницам. Источником энергии для «пивопровода» стал груз, давивший на жидкость. Так был изобретён грузовой гидроаккумулятор.

Классификация гидро-аккумуляторов по способу накопления энергии[править | править код]

• гидроаккумуляторы с механическим накопителем;
• гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем.

Ввиду ряда недостатков гидроаккумуляторы с механическим накоплением энергии не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение. Наиболее широкое применение на практике во всём мире получили пневмогидравлические аккумуляторы.

Гидроаккумуляторы с механическим накопителем[править | править код]

Классификация гидроаккумуляторов с механическим накопителем[править | править код]

• грузовые гидроаккумуляторы;
• пружинные гидроаккумуляторы.

В грузовых гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт потенциальной энергии находящегося на определённой высоте груза.

В пружинных гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт механической энергии сжатой пружины.

Гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем[править | править код]

В пневмогидравлических аккумуляторах (пневмогидроаккумуляторах) накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт энергии сжатого газа (обычно азота или сжатого воздуха). Для предотвращения попадания воздуха в жидкостную магистраль могут применяться плавающий поршень, мембрана или поплавковый механизм.

Процесс сжатия и расширения газа в пневмогидроаккумуляторе является политропным процессом. Для модели идеального газа справедлива зависимость:

P0×V0n=P1×V1n=P2×V2n{\displaystyle P_{0}\times V_{0}^{n}=P_{1}\times V_{1}^{n}=P_{2}\times V_{2}^{n}}.

Причём, интервал времени, за который происходит процесс, учитывает показатель политропы n{\displaystyle n}. Медленно протекающие процессы расширения и сжатия газа близки к изотермическому с показателем политропы n∼1{\displaystyle n\sim 1}. Быстрому расширению и сжатию газа близок адиабатный процесс, поэтому показатель политропы принимается n∼1,4{\displaystyle n\sim 1,4}.

При давлении выше 200 бар поведение реального газа отличается от поведения модели идеального газа и, если его не учитывать, то при расчётах получается заниженное значение объёма гидроаккумулятора. В этом случае необходимо ввести корректирующий коэффициент, учитывающий это несоответствие.

При практическом применении зависимость давления от объёма газа может быть снижена за счёт увеличения газовой полости путём присоединения дополнительного объёма.

При малом изменении давления в жидкостной полости гидроаккумулятора газ сжимается незначительно. В этом случае для поддержания давления в узком диапазоне изменяемый объём гидроаккумулятора может оказаться недостаточным для рабочего процесса. Для того, чтобы изменение объёма в меньшей степени влияло на изменение давления, газовую полость гидроаккумулятора увеличивают посредством подключения к ней дополнительного ресивера. В этом случае объём газовой полости складывается из объёма ресивера и изменяемого объёма гидроаккумулятора.

Преимущества и недостатки[править | править код]

Каждому типу гидроаккумуляторов свойственны свои преимущества и недостатки.

Тип гидроаккумулятора	Преимущества	Недостатки
Грузовой гидроаккумулятор	постоянное давление аккумулятора большой рабочий объём низкая стоимость	низкая энергоёмкость высокая инерционность громоздкость конструкции низкое давление малая надёжность (возможна течь уплотнения поршня)
Пружинный гидроаккумулятор		давление зависит от характеристики пружины и объёма заполнения (обычно линейно) небольшой рабочий объём инерционность наименьшая надёжность (возможны течь уплотнения поршня, просадка и поломка пружины)
Пневмогидравлический аккумулятор	высокая энергоёмкость при малых (минимальных) размерах; различные исполнения конструкции минимальная инерционность максимальная простота и надёжность конструкции	давление изменяется нелинейно от объёма заполнения и зависит от скорости заполнения

Экономически целесообразно применять гидроаккумуляторы в системах с эпизодическими пиками потребляемого расхода, которые значительно превышают средний расход жидкости в гидросистеме. Установленная мощность гидропривода при этом может быть уменьшена в полтора-два раза, а потребление энергии такой системой можно снизить более, чем на 50 %.

Различные по конструкции (поршневые, баллонные, мембранные, сильфонные) и назначению пневмогидроаккумуляторы позволяют получить решения для многих задач, таких как:

• аккумулирование гидравлической энергии;
• питание системы в нештатных и аварийных ситуациях;
• уравновешивание сил и нагрузок;
• компенсация утечек;
• компенсация объёмов рабочей жидкости;
• демпфирование пульсации поршневых насосов;
• демпфирование пульсаций в напорных и всасывающих магистралях;
• демпфирование пульсации при работе топливных насосов высокого давления дизельных двигателей;
• гашение гидроударов;
• амортизационная подвеска мобильной техники и пр;
• распределение смазочных материалов под давлением;
• увеличение срока службы насосов.

Использование гидроаккумуляторов в быту и промышленности[править | править код]

Наибольшее распространение в быту и промышленности нашли пневмогидроаккумуляторы. Они представляют собой достаточной прочности для заданных давлений ёмкость (металлическую, композитную и т. п.) с эластичной мембраной/баллоном/поршнем внутри, служащей для поддержания давления рабочей жидкости в гидравлической системе или системе водоснабжения/отопления. В быту, в большинстве случаев гидроаккумуляторы используются для систем автономного обеспечения водой загородных домов, коттеджных посёлков, небольших предприятий.

Гидрофор[править | править код]

Гидрофор — устройство в системе санитарно-бытового водоснабжения, служащее для автоматического поддержания необходимого напора воды (либо с целью препятствовать перепадам давления в трубопроводе, например, при нагреве).

Экспанзомат[править | править код]

Экспанзомат — металлический бак с резиновой мембраной внутри. Используется в системах водоснабжения и отопления для создания необходимого давления (напора) в водопроводных трубах, защищает систему от гидроударов.

В автомобилестроении[править | править код]

В автомобилях гидроаккумуляторы могут использоваться для рекуперации энергии, для быстрого запуска двигателя или как замена трансмиссии, а также в составе современных КПП (например, DSG). В первом случае давление в гидроаккумулятор нагнетается во время торможения, а используется для разгона. Во втором случае гидроаккумулятор используется совместно с гидростартёром, облегчающим запуск двигателя. Подобная схема нашла применение в системе «старт-стоп» для тяжёлого коммерческого транспорта CleanStart

[1]. В третьем случае давление в гидроаккумулятор нагнетается двигателем внутреннего сгорания, а расходуется гидромотором на приведение колёс в движение.^[2]

В авиации[править | править код]

Широко применяются в качестве аварийных источников энергии при отказе основной гидросистемы. Как правило, в обязательном порядке устанавливаются в гидросистеме (контуре) торможения колёс шасси и выпуска стоек шасси.

В сельхоз- и строительном машиностроении[править | править код]

В составе гидросистемы машины, а также специализированных систем, например, — подрессоривания, подвешивания кабины, копирования рельефа, натяжения резиновой гусеницы и др.

В нефтедобыче[править | править код]

В составе противовыбросового оборудования для глубоководной добычи.

В станкостроении[править | править код]

Прессовое оборудование, термопластавтоматы.

Электрораспределительные сети[править | править код]

Гидропривод автоматического выключателя.

Современные производители гидроаккумуляторов[править | править код]

что это такое, для чего нужен, как устроен и как работает

Чтобы обеспечить стабильную работу водопровода, следует выяснить, что такое гидроаккумулятор. Это полезное устройство необходимо для автоматизации работы независимой водопроводной системы.

Оно также позволяет заметно продлить срок использования насоса и защитить оборудование от гидроударов.

В этом материале мы расскажем об обустройстве и принципах работы гидроаккумуляторов, а также приведем рекомендации по монтажу оборудования.

Содержание статьи:

Устройство и принцип работы

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

Он состоит из:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Какими бывают гидроаккумуляторы?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рекомендации по монтажу и эксплуатации

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

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

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

Очень важно, чтобы размеры патрубка и водопроводной трубы совпадали. Это позволит избежать гидравлических потерь из-за сужения трассы на каком-то участке. Использование переходников допустимо, но нежелательно. Во время поступления и убывания воды мембранный бак может вибрировать.

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

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

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

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

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

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

Вот признаки того, что мембрана прорвана:

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

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

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

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

Чтобы провести ремонт, нужно:

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

Устройство и принцип работы ГА:

Для системы автономного водоснабжения гидроаккумулятор – полезное оборудование, обеспечивающее автоматический забор воды, включение/отключение насоса. Такое устройство повысит качество водоснабжения и предотвратит поломку технических устройств.

После изучения материала появились вопросы? Вы можете задать их в блоке с комментариями, а мы постараемся дать на них предельно понятный ответ.

виды, расчет модели, роль в системе водоснабжения

Многие застройщики при сооружении частного дома еще на стадии проектирования планируют автономную систему водоснабжения. Разрабатывая проект, они сталкиваются с проблемой выбора гидроаккумулятора. На российском рынке ассортимент этих устройств достаточно большой.

Цены на установки самые разные. Однако такое разнообразие затрудняет правильный выбор гидроаккумулятора. А это очень важно, поскольку, когда прибор подобран оптимально, то при проживании исключаются проблемы с водоснабжением.

Чтобы не ошибиться с выбором гидроаккумулятора, при его покупке необходимо принимать во внимание технические характеристики самой системы, а помимо этого иметь представление об этом агрегате и знать, как он взаимодействует с системой водоснабжения.

Что собой представляет гидроаккумулятор и как он работает?

Перед принятием решения о выборе предпочтительной модели нелишним будет получить представление о самом гидроаккумуляторе и особенностях его работы.

Что такое гидроаккумулятор?

Это емкость для воды, снабжённая мембраной из резины с высокой эластичностью, располагающейся внутри устройства. Она герметично соединена с корпусом резервуара. При помощи фланца с резьбой обеспечивается подключение гидробака к устройству водопровода. Между мембраной и корпусом гидравлического бака имеется полость, заполненная сжатым воздухом. В ней давление составляет 2 бара.

Основное использование гидроаккумулятора:

• поддержание стабильного давления;
• создание резерва воды при использовании системы водоснабжения в быту или в промышленных условиях.

Именно благодаря ему обеспечивается поддержка требуемого в системе давления при отключенном насосе.

гидроаккумулятора Принцип действия

Если говорить о составных частях гидроаккумулятора, то выделим следующие:

• корпус;
• мембрана;
• ниппель, через который обеспечивается передача воздуха в полость;
• воздухоудалительный клапан;
• фитинг.

Если подробно говорить о принципе работы гидроаккумулятора, то в общих чертах он заключается в следующем.

Подаваемая из колодца или скважины вода поступает в бак. При этом происходит увеличение мембраны благодаря тому, что это изделие является довольно эластичным. Оно растягивается, в результате

объем воздуха между стенками бака и мембраной уменьшается. Благодаря этому обеспечивается высокое давление. Когда этот параметр достигает требуемого значения, срабатывает датчик давления. Контакты, которые идут на насос, размыкаются. В результате происходит отключение оборудования.

Воздух, находящийся внутри бака, оказывает давление на воду. Когда человек открывает кран, она под напором стремится наружу, следуя наименьшему сопротивлению. При этом происходит падение внутри бака давления на мембрану. Когда оно доходит до своих минимальных значений, то насосное оборудование начинает работать. Таким образом, цикл повторяется.

Как видно, для того чтобы обеспечить рабочее давление в системе, в баке располагаются вода и воздух, разделителем между которыми выступает эластичная мембрана. По той причине, что

резина — материал достаточно податливый, со временем может происходить падение давления в полости бака.

Поэтому во избежание таких ситуаций необходимо с периодичностью один раз в год выполнять проверку давления воздуха в устройстве при откаченной воде. Если выяснится, что этот параметр превышает нормативы, то необходимо через ниппель добавить небольшое количество воздуха, пользуясь для этого обычным автомобильным насосом. При этом необходимо помнить о том, что вода полностью не заполняет объем бака.

От ряда факторов зависит реальное количество воды:

• форма гидроаккумулятора;
• изначальное давление воздуха;
• пределы реле давления.

Виды гидроаккумуляторов

На основании такого критерия, как способ установки принято различать:

• горизонтальные модели;
• вертикальные модели.

У каждой из них имеются свои особенности. Прежде всего, они касаются способа удаления воздуха. При работе гидробака его скопление происходит вокруг мембраны.

Воздух, растворенный в воде, присутствует в любой системе водоснабжения. Когда происходит попадание воздуха в резервуар, он выделяется и скапливается там. Таким образом, происходит возникновение воздушных пробок, которые могут появляться на самых различных участках системы.

Для удаления этих пробок в конструкции гидроаккумуляторов емкостью от 100 литров встраивают фитинг клапанами. Посредством этой конструкции обеспечивается вывод скопившегося воздуха из системы. Он периодически отводится, исключая тем самым возникновение воздушных пробок.

По законам физики, в верхней части происходит скопление воздуха у гидроаккумуляторов емкостью от 100 литров вертикального типа. Воздух оттуда удаляется через воздухоудалительный клапан, присутствующий в составе конструкции гидробака.

В гидробаках горизонтального типа удаление воздуха происходит при помощи дополнительного узла трубопровода. Он имеет в своем составе канализационный слив, выводной ниппель и шаровой кран.

В гидробаке небольшого объема конструкцией не предусмотрена установка такого фитинга. Эти малоемкостные приборы приобретаются владельцами частных домовладений по причине своей компактности. Удаление воздуха из них производится во время профилактического осмотра при полном опорожнении устройства.

Роль гидроаккумулятора в системе водопровода

Каждый владелец дачи, естественно, хочет, чтобы на его участке была обеспечена бесперебойная подача воды для приготовления пищи и хозяйственных нужд. Её наличие в любое время суток — это основа комфортного проживания за городом. С такой задачей легко справиться, если к автономной системе водоснабжения подключить гидроаккумулятор.

Если выбор этого устройства сделан правильно, то оно обеспечит вас водой даже в тех случаях, когда отсутствует электричество на участке и насос, входящий в состав системы водоснабжения, находится в нерабочем состоянии.

Плюсом применения гидроаккумулятора в составе системы водоснабжения является и то, что значительно сокращается количество включений насоса для подкачки воды. Это положительно отражается на сроке службы этого оборудования.

Если система водоснабжения на даче владельцем используется активно, то на расширительном баке могут появиться следы конденсата. Говоря другими словами, он будет запотевать. Чтобы справиться с этой проблемой, необходимо провести качественную работу по теплоизоляции всех соединений. Тогда проблемы с конденсатом не будет.

Что выбрать — баллонный или мембранный гидроаккумуляторы

Общее у этих двух устройств — один и тот же принцип действия. В конструкциях этих приборов также много общего. Главное состоит в том, что в гидроаккумуляторе мембранного типа допускается контакт стенок устройства с водой, а это может привести к возникновению коррозионных процессов.

А вот в устройствах баллонного типа жидкость контактирует только с каучуком, Поэтому такие изделия более защищены от негативного воздействия факторов внешней среды. В случае необходимости в баллонных устройствах емкость может быть заменена. Провести эту операцию можно своими силами, не используя каких-то специальных устройств. Еще плюсом таких установок является простота их обслуживания. Применяя их, можно рассчитывать на продолжительный срок службы.

При выборе гидробака следует поинтересоваться, можно ли купить для устройства сменную мембрану или баллон и в какую сумму это обойдется. В некоторых случаях стоимость таких элементов достаточно высокая. В этом случае выбирать стоит продукцию другого производителя, которая более доступна по цене.

Расчет объема

Как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения? Получить ответ можно, рассчитав ключевые параметры, прежде всего, объем.

Для выполнения расчетов оптимального объема гидробака необходимо сначала определиться, в каком назначении он будет использоваться, какие приборы могут устанавливаться для использования в различных целях. Часто их монтаж выполняется для того, чтобы исключить частое включение насоса.

• Гидроаккумуляторы также используются для поддержания давления в системе, когда насос находится в отключенном состоянии.
• Эти приборы нередко монтируются для обеспечения резерва воды.
• Некоторые владельцы устанавливают их с целью компенсировать пиковые значения при потреблении воды.

Если вы решили совместно со своей системой водоснабжения использовать гидроаккумулятор, то следует знать, что чем ближе насосное оборудование располагается к этому прибору, тем выше будет эффективности его работы.

Например, если насос размещен в подвальном помещении, рядом с ним располагается один гидроаккумулятор, а второй находится на чердаке, то можно увидеть, что на гидробаке, расположенном в верхней части дома, объем воды будет меньше, поскольку меньшим будет системное давление воды. Когда же в подвале или на первом этаже располагается гидроаккумулятор, то одинаковым будет уровень заполнения.

Выбирая гидроаккумулятор с целью исключить частые включения насосного оборудования, необходимо принимать во внимание некоторые факторы.

Специалисты не рекомендуют включать насос чаще, чем один раз в минуту. Системы водоснабжения бытового использования чаще всего оснащаются оборудованием, которое имеет производительность 30 литров в минуту. Принимая во внимание тот факт, что в устройстве от общего объема на воду приходится 50%, а остальное составляет воздух, аккумулятор емкостью 70 л может легко справиться с такой задачей.

Когда гидроаккумулятор устанавливается для компенсации пиковых значений при потреблении воды, то во внимание необходимо принимать расходные характеристики, которые имеют точки потребления воды в доме.

• Туалет в среднем потребляет 1,3 литра в минуту.
• На душ норма потребления составляет от 8 до 10 литров в минуту.
• Кухонным мойкам воды требуется около 8,4 литра в минуту.

Когда имеется два туалета, то при одновременной работе всех источников их общее потребление составляет 20 литров. Теперь необходимо принять во внимание процент реального заполнения водой резервуара и факт того, что насос включается в час не более 30 раз. Имея такие результаты, можно считать, что гидроаккумулятора с емкостью 80 л вполне достаточно.

Как произвести расчет давления воздуха в гидробаке?

Если прибор устанавливается в подвальном помещении, то легко можно посчитать минимальную величину необходимого давления. Для этого берут высоту в метрах от верхней и до нижней точки системы. Возьмем для примера высоту 7 метров. Необходимо к ней прибавить 6, разделить на 10. В результате получается 1,3 атмосферы. Так мы получили минимальную величину давления воздуха в системе, расположенной в двухэтажном доме.

Если давление в системе будет меньше этой величины, вода просто не будет поступать на второй этаж. От производителя выполняется установка давления воздуха, равная 1,5 атм. Но иногда бывает так, что в устройстве эта величина может быть другой.

По этой причине необходимо после приобретения провести проверку величины давления внутри гидробака, используя обычный манометр. Он присоединяется к ниппелю. Когда возникает необходимость в увеличении давления, можно взять автомобильный насос. Если гидроаккумулятор используется вместе с насосным оборудованием, то нижнему пределу включения насоса должен быть равен уровень давления в нём.

Заключение

Гидроаккумулятор — важный прибор, который стоит устанавливать при создании автономной системы водоснабжения. Он обеспечит стабильное давление в системе и исключит частые включения насосного оборудования. При его выборе во внимание обходимо предпринимать важные факторы, учитывая условия эксплуатации и особенности системы водоснабжения, которая используется в доме. В этом случае можно правильно подобрать модель.

При покупке необходимо точно знать способы ее монтажа. Это позволит определиться с моделью установки — вертикальной или горизонтальной. Подбор оптимального оборудования обеспечит эффективность его работы и длительный срок службы.

гидроаккумулятор для систем водоснабжения: устройство и принцип работы

Монтаж автономной системы водоснабжения частного дома в обязательном порядке требует установки в систему водопровода гидроаккумулятора, устройства позволяющего обеспечить работу бытовой техники и значительно повысить эффективность использования воды и при этом существенно сэкономить на потреблении электроэнергии. Однако, как показывает практика, при самостоятельном монтаже водопровода не только правильно подключить сам гидроаккумулятор, важно чтобы он был максимально правильно подобран по своим параметрам и соответствовал требованиям эксплуатации и остального оборудования автономного водопровода.

Содержание

Что такое гидроаккумулятор
Для чего необходим гидроаккумулятор
Виды гидроаккумуляторов
Виды мембран и их свойства

 Что такое гидроаккумулятор

Свое название гидроаккумулятор берет из двух слов греческого происхождения «гидро» – в переводе означает вода, а вот «аккумулятор» – накопитель. Так что в прямом переводе гидроаккумулятор это не что иное, как накопитель воды. Гидроаккумулятор это общепринятое название, также довольно часто применяется и другое название этого вида оборудования – мембранный бак. Такое название раскрывает более детально устройство гидроаккумулятора.

Классический вид гидроаккумулятора, представляет собой пустотелый сосуд, внутри которого находится разделяющая мембрана или эластичная прокладка. Эта мембрана делит внутреннее пространство на две части. Одна из частей, имеет золотниковый клапан, через который закачивается в полость инертный газ или специально подготовленный воздух. Вторая половина, имеет входной фланец, к которому подключается система водопровода, и при открытии крана эта половина бака заполняется водой.

Следует знать, что встречается два вида оборудования – гидроаккумуляторы, имеющие мембрану и баки, имеющие вместо мембраны полноразмерный резиновый резервуар, практически равный по объему бака.

В системе автономного водопровода гидроаккумулятор устанавливается не отдельно, в обязательном порядке к нему монтируется и другое оборудование, которое позволяет обеспечивать надежную работу всей системы:

• Манометр;
• Блок управления насосным оборудованием;
• Трубопровод, соединяющийся с насосом и системой водопровода;
• Фильтр механической очистки воды.

Золотниковый ниппель, установленный со стороны куда закачивается газ обеспечивает необходимое давление газа внутри резервуара, и предназначен для закачивания в него инертного газа или подготовленного осушенного воздуха. Подключение баллона с газом осуществляется через специальный переходник, а для закачки воздуха применяется автомобильный компрессор или обычный насос.

Для чего необходим гидроаккумулятор

Система автономного водопровода как и традиционный централизованный водопровод постоянно находится под давлением, при открытии крана вода под давлением вырывается наружу, но при этом, в отличие от централизованного водопровода в автономной системе нет водонапорной башни, чтобы постоянно поддерживать необходимое давление. Роль водонапорной башни в системе замкнутого водопровода выполняет гидроаккумулятор. Наполняя часть бака водой, мембрана сдавливает воздушную часть гидроаккумулятора. После того как давление в водопроводе достигает максимума, подача воды прекращается и давление стабилизируется. Однако при открытии крана вода выходит наружу под давлением, это давление создается сжатой мембраной, которая под действием сжатого воздуха начинает выдавливать воду из системы. Небольшое количество воды, отобранное из системы, незначительно снизит давление внутри, и если давление не уменьшается до нижнего уровня, когда включится насос, гидроаккумулятор и дальше будет поддерживать давление в водопроводе при меньшем количестве воды.

Условно работу гидроаккумулятора можно представить следующим образом:

• Давление в системе водопровода ниже минимального уровня – автоматика включает насос, и вода начинает поступать в систему.
• При поступлении воды в систему наполняется бак гидроаккумулятора и постепенно сжимается мембрана, увеличивая давление в воздушной камере.
• После закрытия крана, насос продолжает подавать воду в систему, пока гидроаккумулятор не заполнится полностью и автоматика не отключит насос при достижении давления наибольшего показателя. Давление в воздушной камере и водяном резервуаре достигает максимального показателя.
• При открытии крана, вода из водяного резервуара гидроаккумулятора начинает поступать в систему под давлением воздушной камеры. При достижении минимального показателя, автоматика снова включает насос и начинается подача воды в систему.

Таким образом гидроаккумулятор позволяет обеспечивать постоянное давление воды в системе водопровода. Однако на этом его функции не заканчиваются. Наличие эластичной мембраны или резинового резервуара дает возможность быстро реагировать на  резкое повышение давления в системе, например при включении насосного оборудования, когда большой объем воды поступает в систему. Обычно при таком гидроударе в системе замкнутого автономного водопровода, без гидроаккумулятора ломались бы запорные клапана бытовой техники, краны смесителей, появлялись протечки в резьбовых соединениях.

Автономная система водопровода, без гидроаккумулятора, требовала бы включения насосного оборудования при каждом открытии крана, пусть даже на 2-3 секунды, что неизбежно привело к преждевременному износу как насоса, так и автоматики включения. При этом гидроудары были бы постоянным явлением.

 Виды гидроаккумуляторов

Обустройство индивидуальных домов зачастую требует специфического подбора оборудования для монтажа системы водопровода. Для наиболее полного и качественного выполнения этих задач разработаны несколько видов гидроаккумуляторных баков как по назначению, так и по другим характеристикам.

Одной из важных классификаций мембранных баков для автономного водопровода выступает объем резервуара:

• Малые баки от 10 до 35 литров;
• Средние баки от 35 до 70 литров;
• Большие баки свыше 70 литров объема резервуара для воды.

Для установки в помещении имеется две разновидности, различаемые в зависимости от способа установки:

• Горизонтальные баки:
• Вертикальные баки.

Также по способу установки баки могут быть:

• Баки устанавливаемые в составе насосных станций, со специальными креплениями для насосного оборудования на корпусе;
• Отдельно стоящие баки, устанавливаемые как отдельные элемент.

Классификация баков может быть и по цвету корпуса:

• Синий цвет – бак предназначен для установки и использования в системе с холодной водой;
• Красный бак – конструкция может использоваться для аккумулирования горячей воды.

Красный цвет бака используется в качестве гидроаккумулятора в системе горячего водоснабжения, резина резервуара такого бака более эластична и поэтому использовать ее для установки с холодной водой не рекомендуется.

Вертикальные и горизонтальные баки имеют ряд отличий, которые существенно влияют на работоспособность оборудования и специфику обслуживания. И для горизонтальных и для вертикальных баков при работе с холодной водой часто наблюдается ситуация, когда после 2-3 месяцев работы, в баке скапливается довольно большое количество воздуха. Поступая вместе с водой в бак, воздух постепенно заполняет объем водяного резервуара, препятствуя накоплению воды. Такая ситуация приводит к ухудшению работы гидроаккумулятора и неправильной работе автоматики и частому включению насоса. Иногда в объеме бака 35 литров поступает всего 25 литров воды, а все остальное пространство заполняется воздухом.

Удаление воздуха из резервуара зависит от его конструкции – для больших объемов вертикальных баков, в которых водяной резервуар находится сверху, воздух их камеры стравливается при помощи ниппеля установленного недалеко от входного патрубка. Для горизонтальных баков и баков небольшого объема рекомендуется дополнительно установить шаровый кран и сделать отвод для слива воды непосредственно из бака в канализацию. При отключении подачи электричества в систему управления насосом рекомендуется открыть один из кранов и спустить воду из гидроаккумулятора. После этого снова включить электричество и заполнить водой всю систему снова.

Виды мембран и их свойства

Основным рабочим элементом гидроаккумуляторов выступают эластичные мембраны, с помощью которых внутренне пространство делится на две части. Для баков разного объема и назначения сегодня выпускается два основных вида мембран – фигурные мембраны и плоские мембраны.

Плоские мембраны устанавливаются в основном в баки небольшого объема. Особенностью установки таких баков является  то, что они в обычных условиях не ремонтируются, это необходимо учитывать при выборе бака.

Фигурная резиновая мембрана может быть установлена в различных видах гидроаккумуляторов. Основное преимущество этой мембраны заключается в том, что ее можно просто заменить самому при ремонте бака.

В зависимости от объема и назначения бака фигурные мембраны могут быть:

• Для установки в баках для холодной воды;
• Для баков горячей воды;
• Мембраны для технической воды;
• Мембраны для питьевой воды.

Назначение и тип гидроаккумулятора требует подбора правильной мембраны для установки. Все мембраны рассчитываются на 100 000 рабочих циклов работы. Но это в классическом варианте, когда вода отвечает большинству стандартов, и не имеет дополнительных механических включений.

На практике, мембрана для питьевой воды при установке в качестве элемента в водопроводе, подающем техническую воду, выдерживает не более чем половину циклов полного наполнения–спуска.

Особенно тяжело мембраны горизонтальных баков и вертикальных баков с верхним расположением водяного резервуара переносят накопление песка и других нерастворимых осадков. Известь, песок и частицы глины, оседая на стенках резинового резервуара постепенно скапливаются и приводят к прорыву мембраны. Именно поэтому обязательно в систему подачи воды перед гидроаккумулятором необходимо устанавливать фильтр для очистки воды от вкраплений.

Узким местом гидроаккумуляторов является также место крепления впускного фланца и корпуса бака. Особенностью этого узла является специфика его установки, ведь впускной фланец не только присоединяется к корпусу, а и зажимает мембрану. Неправильная затяжка болтов, неравномерная затяжка и сдвиг мембраны приводит к потере герметичности и появлению протечек. При замене мембраны рекомендуется проводить поочередную затяжку всех болтов постепенно, контролируя при этом натяжку мембраны.

зачем он нужен и где применяется (80 фото)

Гидроаккумуляторы являются важным элементом системы водоснабжения загородного дома. Он выполняет несколько важных функций: повышает надежность водопроводной системы, повышает комфортность использования и продлевает срок службы насосного оборудования.

В этом обзоре описано устройство и принцип действия гидроаккумулятора для водоснабжения, то как подключить его своими руками, его возможные неисправности.

Принцип работы и устройство

В домах, имеющих индивидуальное водоснабжение, напор воды создается собственным насосом. При открытии крана начинает течь вода и падает давление в системе. При его снижении в системе срабатывает датчик давления, и он включает насосное оборудование.

Для того чтобы снизить количество включений и выключений насоса, гидравлические удары, избыточное давление и накопить в системе запас воды для пиковых потреблений используются накопительные емкости. Их называют также расширительными баками.

Давайте рассмотрим принцип работы гидроаккумулятора. Этот элемент системы представляет собой металлический бак, который только частично заполняется водой. Вторая половина емкости заполнена воздухом.

Вода и воздух разделяются резиновой мембраной. При наполнении бака водой воздух сжимается и в баке повышается давление. При открытии крана с водой давление будет падать не сразу, а по мере опустошения накопительной емкости. Благодаря этому датчик давления будет реже включать водяной насос и это продлит срок его службы.

Устройство расширительных баков для водоснабжения

Различают два типа этих устройств: для систем водоснабжения и отопления. Гидроаккумуляторы водоснабжения легко узнаваемы по фото, имеют характерные формы и как правило окрашены в синий цвет. Оборудование для теплоснабжения окрашивается в красный цвет.

Для полной уверенности следует ознакомиться с документацией на имеющееся оборудование. Различаются они тем, что в баках для теплоснабжения используют техническую, а не пищевую резину и в этих баках не всегда можно заменить резину своими силами. В красных баках зачастую устанавливается мембрана с креплением посередине бака.

Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения имеют два типовых варианта конструкции по способу разделения жидкости и воздуха: мембранные и грушевые аппараты.

В первом типе накопителей воздух и вода разделяются резиновой мембраной. Крепится она посередине бака. Вода поступает снизу, а сверху есть золотник для накачки и стравливания воздуха. Такие баки крепятся вертикально.

Накопители с грушей устанавливаются горизонтально. В них резиновая груша заполнена воздухом, а объем вокруг нее заполняется водой. Конец груши крепится не в середине, а с конца бака на фланце и поэтому менять её легче, чем мембрану

.

Принципиальной разницы между двумя типами конструкций нет. Различаются они только способом крепления, который нужно учесть при монтаже.

Подбор и установка оборудования

Оборудование выбирается исходя из планируемого расхода воды при пиковом потреблении. Чем большего объема будет емкость, тем меньше циклов включения и выключения будет совершать насосное оборудование при одних и тех же циклах открытия и закрытия водопроводных кранов.

Обычно применяются стандартные емкости на 24 литра, но выпускаются также большие емкости объемом 100 литров и более, которые устанавливаются в зданиях с большим числом потребителей воды. Например, с маленькой емкостью первое включение насоса произойдет после мытья рук в ванной и набора воды в чайник, а второе включение произойдет после слива воды в унитазе.

С большим баком воды насос произведет только одно включение после этих трех операций. В любом случае система будет работать и с большим и с малым баком.

Выбор оборудования зависит от пожеланий хозяев, и возможности разместить такой аппарат в помещении. Малый бак можно разместить даже под раковиной, а большой бак устанавливается в отдельном помещении, как правило, вместе с насосами. При установке следует учесть его вес и предусмотреть возможность слива воды из него.

Диагностика и устранение неисправностей

О неправильной работе накопительного бака свидетельствует частое включение насоса. Это может быть вызвано отсутствием воздуха в баке в силу разрыва мембраны, либо стравливанием его через клапан.

В этом случае падение давления в гидроаккумуляторе и включение насоса будут происходить практически мгновенно при включении воды. Для устранения этой неисправности требуется подкачка бака воздухом либо замена резиновой мембраны.

Заключение

Расширительная емкость является важным элементом водопроводной системы. Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения можно легко подключить или заменить своими силами. Его можно ремонтировать в домашних условиях. Неполадки в работе легко идентифицируются и устраняются.

Фото гидроаккумуляторов для водоснабжения

Также рекомендуем посетить:

Зачем нужен гидроаккумулятор для системы водоснабжения

Для многих владельцев загородных домов и коттеджей первоочередной задаче при обустройстве жилища является организация автономного водоснабжения.

От того, насколько правильно будет спроектирована система подачи воды, во многом будет зависеть комфортное проживание и устройство быта.

Немаловажным является тот факт, что одним из основных конструктивных элементов системы автономного водоснабжения является гидроаккумулятор.

Но многие домовладельцы, начинающие впервые конструировать систему подачи воды, не совсем понимают, зачем нужен гидробак в водоснабжении. Их рассуждения сходятся к весьма тривиальному выводу: раз есть насос, то значит и вода будет в кране! И надо сказать, что это ошибочное мнение.

Поэтому основной целью этой статьи будет подробная информация о гидроаккумуляторах, об их назначении, а также о том, как подключить гидробак к системе автономного водоснабжения.

Назначение

Гидроаккумулятор (другое название – гидробак) – это специальная металлическая емкость, которая стабилизирует избыточное давление в системе водоснабжения методом принятия на себя дополнительного объема воды.

Иначе говоря, гидробак поддерживает необходимый уровень давления в водопроводной системе.

Гидроаккумулятор, встроенный в систему водоснабжения, призван выполнять ряд следующих задач:

• поддерживает стабильное давление в системе;
• создает резервный запас воды на случай непредвиденных ситуаций;
• нивелирует избыток давления в системе водоснабжения;
• предохраняет водопроводный трубопровод от гидроударов, которые возникают при включении насоса;
• защищает насосный агрегат от преждевременного износа, иначе говоря, гидробак позволяет не так часто включаться помпе;
• при выключенном насосе длительный период поддерживает подачу воды по трубопроводу.

Как видим, достаточно важные и практичные задачи выполняет гидроаккумулятор в системе автономного водоснабжения.

Как устроен

Как правило, гидроаккумулирующее устройство водопроводной системы загородного дома состоит из следующих конструктивных элементов:

• герметичный корпус;
• резиновая мембрана гидроаккумулятора или грушевидная камера, с помощью которой накапливается вода и создается необходимое давление;
• специальный фланец для подключения к водопроводной системе;
• клапан в виде ниппеля, предназначенный для удаления лишнего воздуха из гидробака;
• фитинг, предназначенный для фиксирования мембраны или резиновой камеры внутри емкости гидроаккумулятора.

Принцип действия

Этапы работы гидробака. (Для увеличения нажмите)Читатель может задаться вполне логичным и резонным вопросом: а как же взаимодействуют вышеуказанные конструктивные компоненты гидроаккумулятора?

Принцип же действия гидробака заключается в следующих важных моментах:

• вода из источника под напором насоса подается в мембрану или камеру грушевидной формы, которые начинают расширяться;
• между стенками корпуса и резиновой камеры значительно уменьшается объем воздуха, что, в свою очередь, способствует созданию необходимого уровня давления;
• при включении водопроводного крана вода из мембраны или груши начинает поступать в водопровод под создавшимся давлением;
• давление в гидробаке будет снижаться до тех пор, пока не сомкнутся контакты реле давления, которые приведут в действие насос, который подаст очередную порцию воды в гидроаккумулятор.

В результате цикличного повторения вышеуказанных действий, как раз и происходит стабильное функционирование гидробака в системе водоснабжения.

Типы оборудования

На сегодняшний день существуют две основные разновидности гидроаккумуляторов:

• мембранный тип гидробака;
• балллонный тип, у которого основной элемент представлен в виде резинового резервуара грушевидной формы (в народе так и говорят – «груша»).

Стоит сделать акцент на том, что принцип их действия практически одинаков, о чем уже говорилось выше.

Полезно знать: существуют также поршневые гидробаки, использование которых наиболее приемлемо, когда существует необходимость иметь запас воды, составляющий 500 – 700 литров.

Также, в зависимости от расположения, гидроаккумуляторы принято разделять на следующие виды:

• горизонтальные гидробаки, которые имеют специальный патрубок для слива воды и стравливания воздуха;
• вертикальные водоаккумулирующие устройства примечательны тем, что имеют верхнюю крышку, на которой расположен специальный клапан для стравливания воздуха.

Как правильно выбрать

Оптимальный вариант гидроаккамулятора для автономной системы водоснабжения, прежде всего, зависит от типа насоса.

Если у вас установлен уже насос, и вы подбираете гидробак, то старайтесь придерживаться следующих рекомендаций:

• емкость гидроаккумулятора в 25 л подходит для поверхностного насоса, мощность которого составляет не более 1000 Вт;
• если помпа поверхностного вида имеет мощность более 1000 Вт, то желательно приобрести гидробак объемом в 50 литров;
• для насоса погружного типа, мощность которого составляет 500 Вт, рекомендована покупка гидробака с рабочим объемом в 24 литра;
• погружному насосу в 1000 Вт оптимально подойдет гидроаккумулятор с объемом 50 литров;
• для мощности погружного насоса в 1500 Вт оптимальным будет гидробак, имеющий рабочий объем 90–100 литров.

Придерживаясь вышеуказанных критериев, вы без особого труда правильно подберете гидроаккумулятор для своей автономной системы водоснабжения.

Таким образом, в этой статье мы указали главные аспекты, касающиеся технических характеристик гидроаккумулирующих устройств.

Надеемся, что воспользовавшись советами и рекомендациями, изложенными в статье, вы непременно подберете оптимальный вариант гидробака, который будет способствовать стабильному водоснабжению в вашем доме.

Смотрите познавательное видео, в котором подробно разъясняются устройство и принцип работы гидроаккумулятора для системы водоснабжения: