Какое давление воздуха в гидроаккумуляторе насосной станции?

Настройка реле давления и регулировка давления воздуха в гидроаккумуляторе.

Реле давления — элемент который управляет работой насосной станции (например AQUAJET или AQUAJET-INOX) и который делает возможной её работу в автоматическом режиме. Реле давления имеет несколько характеристик:

  • Давления включения (Pвкл) — это то давление (бар), при котором происходит включение насосной станции путем замыкания контактов в реле давления. Иногда давление включения еще называют „нижним“ давлением.
  • Давление выключения (Pвыкл) — это давление (бар), при котором происходит выключение насосной станции путем размыкания контактов в реле давления. Иногда давление выключения еще называют „верхним“ давлением.
  • Перепад давления (ΔP) — абсолютная разница между давлением выключения и давлением включения (бар).
  • Максимальное давление выключения — это то максимальное давление (бар), при котором возможно отключение насосной станции.

Любое реле давления имеет заводские установки и, как правило, они следующие:
Давление включения: 1,5-1,8 бар
Давление выключения: 2,5-3 бар
Максимальное давления выключения: 5 бар

Как все это работает:
Допустим, насосная станция подключена (об этом в статье «Подготовка насосной станции DAB к работе»), и вся система заполнена водой. После открытия любого крана (душ, мойка и т.п.) и начала водоразбора, давление в системе начнет плавно (благодаря мембранному гидробаку) падать, что легко отследить по манометру. Все это время вода поступает потребителю из гидробака. При достижении „нижнего“ давления включения (его можно также отследить по манометру в момент включения насоса) контакты внутри реле давления замкнутся и насос запустится. Все остальное время водоразбора насос продолжает работать, подавая воду напрямую потребителю. После завершения водоразбора (все краны закрыты), насос все еще продолжает работать, только теперь вода подается не потребителю, а закачивается в гидробак (т.к. больше ей некуда деться) и давление плавно возрастает. При достижении давления выключения (можно легко отследить по манометру в момент остановки насоса) контакты внутри реле давления размыкаются и насос останавливается. При следующем водоразборе цикл повторяется. Все довольно просто.

Но что делать если заводские установки реле давления не очень комфортны? Например: на верхних этажах давление падает очень заметно, или система очистки воды требует на входе не менее 2,5 бар, в то время как насос включается только при 1,5-1,8 бар.

Настроить реле давление можно и самостоятельно:

Записываем по манометру давление включения и выключения при работающем насосе. Отключаем питание от насоса и снимаем верхнюю крышку реле давления (как правило, отвернув один винт). Вы увидите два винта, один более большой, находится в верхней части реле, а второй, немного меньшего размера, находится под ним. Верхний винт отвечает за давление выключения и как правило рядом с ним находится буква «P» и стрелка со знаками «+» и «-». Затем вращаем винт в нужном направлении (если давление выключения необходимо поднять то вращаем по направлению знака «+», если опустить то в направлении знака «-»). Сколько вращать? Сделайте оборот (пол оборота, полтора — сколько хотите). После этого запускаем насос и смотрим, при каком давлении он выключится теперь. Запоминаем, выключаем питание насоса, и вращаем винт дальше, опять запускаем насос и записываем новое значение, таким образом приближаясь к нужному значению.

Нижний винт отвечает за разницу между давлением выключения и давлением включения. Как правило рядом написано «ΔP» и находится стрелка со знаками «+» и &laquo-». Настройка разницы давлений аналогична настройке давления выключения. Остается только один вопрос, какой она должна быть? Разница между давлением включения и выключения обычно составляет 1,0-1,5 бар. Причем чем выше давление выключения, тем большей может быть эта разница. Например, при заводских установках Pвкл = 1,6 бар, Pвыкл = 2,6 бар разница составляет 1 бар, это как раз стандартное значение. Если мы хотим изменить заводские установки и поднять Рвыкл до 4 бар, то разницу можно сделать в 1,5 бар, т.е. Pвкл нужно установить на уровне 2,5 бар. Надо понимать, что чем больше эта разница, тем выше перепад давления в системе, что не всегда комфортно. Но в то же время, реже будет включаться насос, и больше воды поступит из гидробака до момента включения насоса.

Это справедливо только в том случае, когда насос может обеспечить требуемое давление (смотрите характеристику насоса). Т.е. если насос может выдать по паспорту только 3,5 бар (с учетом всех видов потерь), то настройка реле давления на выключение 4 бар ничего не даст. Насос просто не сможет обеспечить требуемое давление и в данном случае будет работать не останавливаясь. И если нужно все-таки именно 4 бар, то придется менять насос на более мощный.

Каким же все-таки должно быть давление воздуха в воздушной полости гидробака?

Очень многие не задумываются, или же просто не знают, что нужно следить еще и за этим. К сожалению да, нужно, от этого напрямую зависит срок службы мембраны гидробака, а в конечном счете, и насоса.

Замеряем давление воздуха в воздушной полости гидробака. Делаем это только на отключенном от системы гидробаке — отключаем питание насоса, открываем любой кран за насосом и ждем пока вода выйдет из гидробака. Либо замеряем на установке еще не подключенной к системе водоснабжения. Для этого снимаем декоративный колпачок с воздушного ниппеля гидробака и подсоединяем к нему обычный автомобильный манометр (для проверки давления в шинах автомобиля). Запоминаем это давление. (Как правило на небольших гидробаках, емкостью до 50 литров, это давление будет равно 1,5 бар). Теперь самое главное правило: давление воздуха в гидробаке должно быть меньше, чем давление включения насоса примерно на 10%. Т.е. если давление включения насоса составляет 1,6 бар, то давление воздуха должно составлять 1,4-1,5 бар. В большинстве случаев, это и есть те заводские установки о которых говорилось выше. Т.е. покупая готовую насосную станцию, вы уже имеете полностью настроенную систему. Но как только вы внесли изменения в заводские установки реле давления, необходимо всегда изменять и давление воздуха в гидробаке. Например, если вы установили Pвкл = 2,5 бар, Pвыкл = 3,5 бар, то необходимо и давление воздуха поднять до значения в 2,2-2,3 бар.

Кстати, даже если вы ничего не меняли в заводских настройках, за давлением воздуха необходимо регулярно следить, или, хотя бы, контролировать его раз в год в начале дачного сезона. Важно чтобы это давление было постоянным, если же оно немного снизилось за зиму, его всегда можно поднять обычным автомобильным насосом до требуемого уровня.

Все эти несложные операции не займут много времени, достаточно уделить им внимание один раз в год, тем более, что все окупится долгой и бесперебойной работой всей системы водоснабжения в целом.

Алгоритм подбора гидроаккумулятора: просто о сложном

Содержание:

  1. 1. Выбираем тип конструкции
  2. 2. Учитываем давление
  3. 3. Рассчитываем объем резервуара

Выбираем тип конструкции

По расположению бака различают два вида гидроаккумуляторов.

  • Вертикальные – подходят для установки в узком пространстве, занимают мало места в ширину даже при большом объеме. Еще одной особенностью является расположенный сверху корпуса ниппель, через который легко стравливать излишний воздух из резервуара. Как правило, такие модели приобретают для работы с погружными насосами.
  • Горизонтальные – идеально подходят для поверхностных насосов, так как предусмотрена возможность их крепления сверху резервуара. Несмотря на то что в помещении такой бак занимает больше места, чем вертикальный, подобный способ монтажа все равно экономит место. Вопрос удаления излишнего воздуха решается следующим образом: монтируется дополнительный участок трубопровода, в котором присутствует выводной ниппель, шаровой кран и слив.

Стоит отметить, что ниппель для стравливания воздуха предусмотрен только в гидроаккумуляторах большого объема, как правило, от 100 л. Если же вы покупаете резервуар на 24 или 50 л, выбор в пользу вертикального или горизонтального устройства делайте с ориентацией только на удобство монтажа. Удаление воздуха в таких баках происходит за счет полного опустошения – в систему дополнительно встраивается шаровой кран.

Учитываем давление

Рекомендованным давлением в гидроаккумуляторе считается значение, которое на 0,1 – 0,5 бар меньше давления включения автоматики насоса. Так, например, для насоса с минимальным значением давления при запуске автоматики в 1,6 бар нормальным значением давления в баке будет 1,3 – 1,5 бар. Это минимальное давление воздуха. Производители указывают и максимальное давление, возможное при работе оборудования. У разных моделей оно может составлять от 6 до 10 бар.

При покупке резервуара проверьте значение давления в нем с помощью манометра. Для его присоединения в корпусе бака есть специальный ниппель. У некоторых моделей манометр уже установлен. Убедитесь, что давление соответствует необходимому значению – исходить нужно из данных включения насоса. Важно понимать, что вода поступает не в сам бак, а в мембрану. Если давление меньше рекомендованного, мембрана будет заполняться водой больше, чем положено, – насос станет включаться реже, но это может привести к разрыву мембраны. Поэтому так важно каждые полгода проверять давление в баке. При пониженном значении требуется закачать воздух с помощью автомобильного насоса. Но не нужно слишком усердствовать – превышение допустимого давления скажется на уменьшении возможного запаса воды в мембране, а значит, насос будет включаться чаще. Поддержание рекомендуемого значения является залогом безотказной работы водопровода.

Рассчитываем объем резервуара

Данный этап является, пожалуй, самым ответственным. Ведь от выбранного объема будет зависеть как эффективность функционирования системы водоснабжения, так и затраченные средства на покупку резервуара – чем он больше, тем дороже. К тому же объем определяет и габариты устройства: для больших баков нужно больше места при установке. Таким образом, следует рационально подойти к этому вопросу, чтобы не возникло ни проблем с установкой, ни необоснованных финансовых затрат.

Важно понять, что не совсем правильно отталкиваться от необходимого запаса воды. Многие покупатели так и полагают: чем больше бак, тем больше жидкости в запасе, следовательно, при отсутствии электроэнергии и отключении насоса можно будет расходовать эту воду. Скажем прямо: накопление воды не основная функция гидроаккумулятора – для этого есть накопительные баки. Это лишь средство компенсации давления в системе и сокращения числа включений насоса – в этом состоит главная цель. Вести расчет мы будем именно из данных соображений.

Существуют приблизительные рекомендации выбора по нескольким параметрам. Например, по количеству водоразборных точек: для 1 – 2 точек необходим бак объемом до 50 л, для 3 – 4 точек – объемом в 80 – 100 л, для 4 – 5 точек – объемом в 150 – 200 л. Данный параметр определяют и исходя из мощности насоса: для 0,5 кВт – 24 л, 1 кВт – 50 л, 1,5 кВт – 100 л. Эти значения приблизительны и лишь отражают зависимость объема гидроаккумулятора от мощности насоса и расхода воды. Предлагаем вам более точный алгоритм расчета.

Читайте также  Сколько должно быть давление воды в квартире?

Для начала определим суммарный коэффициент потребления воды (Су) в доме. Для этого нужно составить список всех водоразборных точек и указать их количество. Чтобы алгоритм был более понятным, будем вести расчет на примере.

  • смесители – 2 шт. (мойка и душ),
  • унитаз – 1 шт.,
  • стиральная машина – 1 шт.

Расчет будем вести по формуле: Су = Сх*n, где Сх – коэффициент использования, n – количество водоразборных точек. Определить коэффициент использования вам поможет таблица № 1.

Точка водоразбора Сх
Унитаз 3
Душ 2
Ванная 2
Кран в умывальнике 6
Кран в кухонной мойке 2
Стиральная машина 2
Посудомоечная машина 2
Поливочный кран 2

Отталкиваясь от нашего примера, получим следующее: Су мойки = 2, Су душа = 2, Су унитаза = 3, Су стиральной машины = 2. Общий коэффициент Су = 2+2+3+2=9. Исходя из этого значения мы определяем максимальный расход воды, Аmax. В этом поможет таблица № 2.

Су 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 35
Аmax, л/мин 12 18 24 30 36 40,8 46,8 51 55,8 67,8 78 87,6

Так как для нашего примера значение Су = 9 и по таблице мы можем приблизить его к 8, суммарный расход воды составит примерно 24 л/мин.

Теперь приступим к расчету необходимого объема, Vt. Для этого воспользуемся формулой:

  • Vt – объем гидроаккумулятора, л;
  • K – коэффициент, соответствующий мощности насоса;
  • Amax – максимальный расход воды, л/мин;
  • Pmax – максимальное значение давления для отключения насоса, бар;
  • Pmin – минимальное значение давления для запуска насоса, бар;
  • Pprec – начальное давление в гидроаккумуляторе, бар.

Определить коэффициент К поможет таблица № 3.

Р, кВт 0,47 – 1,5 1,5 – 2,5
К 0,25 0,375

Показатель Р – это мощность насоса, которую можно узнать в его техническом паспорте или инструкции. Допустим, что в нашем случае он будет составлять 1 кВт. Следовательно, К = 0,25.

Расход воды мы уже подсчитали, поэтому Amax=24 л/мин.

Что касается давления, для расчета возьмем следующие показатели включения автоматики: Рmin = 1,6 бар, а Рmax = 2,7 бар. Узнать их вы можете в паспорте насоса или блока автоматики. Pprec = 1,5 бар.

По нашим расчетам выходит, что объем гидроаккумулятора должен быть не меньше 21 л. Можно приобрести резервуар на 24 л, так как модели такого объема широко представлены на рынке. Приведенная формула помогает определить минимальное значение объема. В зависимости от своих нужд вы можете смело увеличить его в большую сторону, купив бак объемом и в 50, и в 80 л.

Чтобы определить объем резервуара для вашей системы водоснабжения, воспользуйтесь приведенным алгоритмом, взяв параметры вашего насоса, автоматики, количества водоразборных точек. Рассмотренный нами пример доказывает, что произвести необходимые расчеты не так уж и сложно. Надеемся, что информация этой статьи поможет сделать все правильно.

Купить гидроаккумулятор вы можете в нашем интернет-магазине. Мы предлагаем вертикальные и горизонтальные модели объемом от 24 до 200 л, поэтому вы легко подберете подходящую модель. Для оформления заказа воспользуйтесь сервисом «Купить в 1 клик» или позвоните менеджеру по телефону 8-800-333-83-28.

Правила и поэтапная инструкция по настройке реле давления гидроаккумулятора

Реле давления для гидроаккумулятора полностью отвечает за его режим работы и периодичность активации насоса. Это главное управляющее устройство системы. Вся схема подачи воды тесно связана с выставленными на нем значениями. Именно этот элемент дает сигнал электронасосу включаться или выключаться.

Место прибора в системе подачи воды

Гидроаккумулятор (ГА) состоит из емкости, клапана для стравливания, фланца, 5-выводного штуцера (тройника) с муфтами для соединения, а также реле давления (управляющего узла), которое задает ритм всей работе.

  • главный управляющий элемент
  • обеспечивает работу без перегрузок
  • контролирует оптимальное наполнение бака водой
  • продлевает срок службы мембраны и всего оборудования в целом

Манометр, который показывает давление в баке, есть в комплекте или докупается отдельно.

Насос выкачивает воду из скважины, направляет ее по трубам. Далее, она попадает в ГА, а из него – в домашний трубопровод. Задача мембранного бака – поддерживать стабильное давление, а также цикл работы помпы. Для нее существует определенный максимум активаций – около 30 в час. При превышении механизм испытывает нагрузки и через короткое время может выйти из строя. Отрегулировать реле давления воды нужно так, чтобы устройства работали, как положено, не превышая критической нагрузки.

Под настройкой накопительного бака подразумевают создание требуемого количества атмосфер в нем самом и правильное выставление порогов срабатывания помпы

Устройство и принцип работы

Прибор имеет вид коробки различной формы с элементами управления под крышкой. Она крепится к одному из выходов штуцера (тройника) емкости. Механизм оснащен небольшими пружинами, которые регулируют, поворачивая гайки.

Принцип работы по порядку:

  1. Пружины соединены с мембраной, реагирующей на скачки нажима. Увеличение показателей сжимает спираль, уменьшение приводит к растяжению.
  2. Контактная группа реагирует на указанные действия, смыкая или размыкая контакты, тем самым передавая сигнал насосу. Схема подключения обязательно учитывает подсоединения его электрокабеля к устройству.
  3. Накопитель заполняется – нажим растет. Пружина передает силу напора, устройство срабатывает согласно выставленным значениям и выключает помпу, передавая ей команду об этом.
  4. Жидкость расходуется – натиск слабеет. Это фиксируется, двигатель включается.

Узел состоит из таких деталей: корпус (пластик или металл), мембрана с крышкой, латунный поршень, шпильки с резьбой, пластины из металла, муфты под кабели, колодки для клемм, платформа на шарнирах, чувствительные пружины, контактный узел.

Алгоритм действия управляющего устройства максимально простой. Механизм реагирует на изменение количества атмосфер внутри накопителя. Подвижную платформу поднимают или опускают пружины в зависимости от нажима на поршень, а та в свою очередь взаимодействует с контактами, которые подают сигнал помпе о старте или прекращении закачки.

Установка

Зачастую комплект ГА продается в разобранном состоянии, и контролирующий блок нужно монтировать самому.

Подключение реле давления к гидроаккумулятору поэтапно выглядит так:

  1. Станцию отключают от сети. Если в накопитель уже накачали воду, то ее сливают.
  2. Прибор фиксируется стационарно. Он навинчивается на 5-выводной штуцер агрегата или на выходной патрубок и должен быть жестко закреплен.
  3. Схема подключения проводов обычная: есть контакты для сети, насоса, а также заземление. Кабели пропускают сквозь отверстия на корпусе и подсоединяют к контактным колодкам с клеммами.

Настройка

Перед тем как отрегулировать реле, нужно учесть, что его значения неразрывно связаны с давлением внутри мембранного бака. Сначала нужно создать требуемую величину нажима внутри него, а потом перейти к работе с рассматриваемым элементом управления.

Регулировку проводят в 3 этапа:

  • давление внутри ГА
  • уровень запуска помпы
  • отметка отключения

Для оптимальной работы необходимо подгонять параметры несколько раз опытным путем, учитывая расход воды, высоту труб и величину напора в них.

Показатели внутри гидроаккумулятора

Желательно чтобы регулировка давления в гидроаккумуляторе учитывала следующие примеры и правила:

  • для одноэтажного дома достаточно 1 бара, а если бак установлен в подвале, то добавляют еще 1
  • значение должно быть больше, чем в наиболее высокой точке водозабора
  • сколько атмосфер должно быть внутри емкости определяют по следующей формуле: к высоте труб до самой верхней точки забора воды добавляют 6 и полученный результат делят на 10
  • если точек потребления много или разветвление трубопровода значительное, то к полученной цифре добавляют еще немного. Сколько добавить определяется опытным путем. Для этого есть следующее правило. Если значение занижено, то вода не будет доставляться к приборам. Если оно будет завышено, то ГА будет постоянно пуст, натиск будет слишком силен, а также возникнет риск разрыва мембраны.

Для того чтобы повысить давление в гидроаккумуляторе, воздух подкачивают обыкновенным велосипедным насосом (на корпусе есть специальный золотник), для понижения – его стравливают. Пневмоклапан для этого расположен под декоративной накладкой. Процедуру нужно делать при отсутствии напора воды, для чего требуется просто закрыть краны.

Величину показателей определяют манометром, подключаемым к золотнику. Коррекцию производят после того, как насос отключился. Перепад давления создают, открывая кран в ближайшей точке.

Производители стандартно устанавливают давление в баке в 1,5 – 2,5 бар. Его увеличение уменьшает полезное пространство внутри емкости и повышает давление в системе – это нужно учитывать при расчетах.

Основы регулировки порогов срабатывания

Есть две пружины с гайками: большая отвечает за значения для отключения насоса, меньшая – для включения. Болты отпускаются или закручиваются, тем самым производится регулировка.

Настройка реле давления гидроаккумулятора будет качественной, если соблюдать такие правила:

  • средняя рекомендуемая разница между значениями для включения и выключения насоса – 1 — 1,5 атм
  • давление внутри ГА должно быть ниже, чем выставленное значение для включения насоса на 10 %. Пример: если отметка для активации выставлена на 2,5 бара, а для выключения – на 3,5 бара, то внутри емкости должно быть 2,3 бара
  • гидроаккумулятор и блок управления имеют свои границы нагрузки – при покупке нужно проверить, совпадают ли они с расчетами по системе (высота труб, количество точек забора, частота расхода)

Рассматриваемый механизм контролирует максимальную и минимальную величину давления в баке. Он поддерживает разницу его значений при активации и выключении станции. Предел его настроек зависит от мощности и часового расхода помпы.

Заводские параметры указывают в техпаспорте товара. Обычно они такие:

  • предельные границы – 1 – 5 атм
  • диапазон функционирования насоса – 2,5 атм
  • стартовая отметка – 1,5 атм
  • максимальна отметка для отключения – 5 атм

Подготовка и пример выставления нужных значений

  • бак подключают
  • регулировку управляющего узла осуществляют под давлением, систему не отключают от питания
  • внутри агрегата давление должно быть ниже на 10 – 13%, чем у насосной станции. То есть примерно на 0,6 – 0,9 атм, чем отметка, при которой включается мотор
  • все краны закрывают
  • выставленный уровень проверяется манометром в течение часа, чтобы убедиться, нет ли утечек
  • снимают крышку корпуса блока, чтобы иметь доступ к гайкам и наблюдать за пружинами

Настройка с примером выставления отметок 3,2 атм для отключения и 1,9 атм для включения (двухэтажный дом):

  1. Запускают помпу, чтобы определить напор в системе. Она должна заполнить накопительную часть устройства и повысить давление.
  2. Определяют, на каком показателе манометра произойдет отключение (обычно это не более 2 атм.) При превышении в действие вступает малая пружина, что отчетливо видно.
  3. Мотор остановлен выше 3,2 – 3,3 атм, этот показатель уменьшают, вращая гайку на малой пружине по четверть оборота, так как она очень чувствительна, до тех пор пока мотор не включится.
  4. Делают проверку манометром: 3 – 3,2 атм будет достаточно.
  5. Включают кран, чтобы сбросить натиск и чтобы ГА освободился от жидкости и фиксируют манометром отметку активации помпы, обычно это 2,5 атм – достигнут нижний показатель давления.
  6. Чтобы уменьшить нижний порог, вращают болт большой пружины против часовой стрелки. Далее, старт насоса до поднятия давления на необходимый уровень, после чего нужно манометром проверить давление. Приемлемое значение – 1,8 – 1,9 атм. При «провале» гайку вращают по часовой стрелке.
  7. Еще раз немного подгоняют малую пружину, уточняя уже выставленные пороги.

Болты для регулировки очень чувствительные – поворот всего на 3/4 оборота может добавить 1 атм. Давление включенной помпы должно быть на 0,1 – 0,3 атм больше, чем в пустом накопителе, что исключит повреждение «груши» внутри его.

Процесс настройки кратко

Для лучшего понимания, как настроить реле давления, изложим процесс четче:

  • отметка включения помпы (минимальное давление): вращение болта большой пружины по часовой стрелке увеличивает стартовую отметку, против – уменьшает;
  • значение для отключения: двигают малую пружину, при закручивании – разница давления увеличивается, при откручивании – отметка срабатывания уменьшается;
  • результат проверяют открыванием крана и сливанием воды, фиксируя момент включения помпы;
  • внутреннюю силу нажима регулируют, спуская или накачивая воздух и проверяя это манометром.

Увеличением заводских параметров включения (выше 1, 5 атм) создается риск критической нагрузки на мембрану гидробака. Рабочий диапазон помпы регулируют, учитывая максимально возможную нагрузку для водоразборной арматуры. Уплотнительные кольца бытовых кранов максимально выдерживают 6 атм.

Обслуживание, неполадки, эксплуатация

Профилактические действия и ремонт:

  • механические чувствительные части необходимо проверить и отрегулировать
  • контакты желательно почистить
  • при несрабатывании не спешите разбирать механизм – сначала попробуйте легко постучать не слишком тяжелым предметом по корпусу
  • шарниры «качелек» смазывают консистентной смазкой раз в год
  • не закручивайте гайки регулировки полностью – механизм не будет работать
Читайте также  Какое давление в накопительном баке для воды?

Если прибор не держит давление, неправильно срабатывает или вообще не работает, воздержитесь от поспешных выводов и не выбрасывайте его. Пыль, мусор, песок в мембранном пространстве не дают ему нормально реагировать. Действия по исправлению проблемы такие:

  1. Открутить 4 болта на дне, снять накладку с входным патрубком и крышку.
  2. Осторожно промыть мембрану, а также полости вокруг нее.
  3. Установить все элементы в обратном порядке.
  4. Снова выставить пороги и осуществить пробный запуск.

Мастера рекомендуют, перед тем как правильно настроить реле, не превышать верхний порог больше на 80% максимально допустимых значений для конкретной модели, которые указаны в инструкции (стандартно около 5 – 5,5 атм.).

Для качественной работы в трубопроводе не должно быть воздуха. Периодически (раз в 3 – 6 мес.) нужно проверять выставленные пороги срабатывания, показатели давления в ГА, и стравливать или подкачивать воздух. Прежде чем приступить к настройке, нужно узнать, сможет ли реле давления для гидроаккумулятора и сам агрегат выдержать требуемые нагрузки, отвечают ли им его технические возможности.

Гидроаккумулятор для водоснабжения. Устройство, расчеты и принцип работы

Гидроаккумулятор, который синонимично можно называть расширительным баком, гидробаком или мембранным баком, — это одна из составных частей насосной станции. Насосные станции, зачастую, устанавливают на дачах или в загородных домах, где отсутствует централизованное водоснабжение. Поговорим в данном материале о его подборе, принципе работы, установке и не только.

Гидробак в тандеме с автоматикой, то есть с рыле давления и манометром, призван контролировать давление воды в системе и, следовательно, обеспечивать долговечность работы насоса как основы насосной станции. То есть, главная задача расширительного бака — поддерживать стабильный уровень давления в то время, когда насос перекачивает воду. Приобретая мембранный бак, следует первостепенное внимание уделить выбору его объема.

Конечно, гидроаккумулятор для водоснабжения можно приобрести с запасом по объему и не утруждать себя расчетами. Однако, такое решение, во-первых, может обойтись довольно дорого, а, во-вторых, потребуется много места для его размещения. Даже если эти два фактора не пугают владельца, объем гидробака лучше рассчитать в любом случае, во избежание огромного количества неприятных моментов.

Принцип работы гидроаккумулятора

Электронасос забирает воду из резервуара и закачивает её в мембрану гидроаккумулятора для водоснабжения. На момент достижения заданного порога давления срабатывает реле, насос отключается, подача воды прекращается. Обратный клапан исключает ход воды в обратном направлении, сохраняя давление.

В случае, когда вода тратится и давление понижается, насос вновь запускается, обеспечивая пополнение объёма мембраны. Эффективность узла зависит от объёма гидробака и установленного показателя давления. Показатель, при котором срабатывает реле, можно корректировать.

Важно! В процессе эксплуатации в мембране скапливается растворённый воздух. Это понижает эффективность работы узла. Необходимо производить регулярное стравливание воздуха. Частота обслуживания зависит от объёма самого бака и того, насколько активно эксплуатируется система. В среднем, раз в три месяца.

Устройство гидробака

Гидроаккумулятор для водоснабжения по своей конструкции представляет собой герметичный стальной бак, внутри которого размещена мембрана, за счёт чего внутреннее пространство делится на две независимые камеры. Вода закачивается непосредственно в мембрану, что исключает взаимодействие с металлической внутренней поверхностью бака. Материал мембраны соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям, применимым к питьевой воде.

Вокруг мембраны находится воздух. Давление воздуха регулируется пневматическим клапаном. Вода, накапливающаяся под давлением, растягивает мембрану, которая с вою очередь сжимает воздух вокруг, а в обратном процессе сжатый воздух вытесняет воду из мембраны, обеспечивая заданное давление.

Пример использования гидроаккумулятора:

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе

Правильно настроенное давление в узле гарантирует бесперебойную работу системы. Кроме того, стабильно поддерживаемое давление продлит срок службы мембраны гидроаккумулятора для воды. Важно снизить разницу между показателями в воздушной камере на момент включенного и выключенного насоса. При не работающем насосе показатель должен быть ниже на 10%.

Верхний предел давления рассчитан на максимально возможный показатель в системах водопровода, что равнозначно 10 атм.

Важным моментом является контроль давления в воздушной камере бака без подключения к системе. По производственным нормативам оно составляет 1,5 атм. Однако, на момент покупки бака данное давление может быть существенно занижено по причине утечки, связанной с неисправностью золотника. Следовательно, после покупки необходимо проконтролировать давление, а в случае пониженного показателя исправить ситуацию.

Рекомендуется не устанавливать аккумулятор сразу после покупки, если давление в баке оказалось заниженным. Необходимо повысить показатель и оставить бак на сутки, после чего вновь проконтролировать показатель. Если давление вновь упало, необходимо заменить золотник. А в случае сохранения проблемы бак следует заменить, поскольку нарушена герметичность. Проверять давление в дальнейшем следует только по факту полного сброса давления воды в системе.

Для чего нужно рассчитывать объем гидробака

Как уже было сказано, основу любой станции составляет насос, который следует покупать, исходя из максимальной глубины источника водоснабжения и предполагаемого уровня потребления воды. Некоторые современные насосы обладают встроенным частотным преобразователем, который регулирует скорость подачи воды в зависимости от количества расходующих устройств и обеспечивает синхронность такой подачи. В таком случае целесообразно купить совсем маленький по объему мембранный бак, главное назначение которого будет заключаться в предупреждении гидравлических ударов (резких скачков давления воды, которые приводят к быстрому повреждению труб и смесителей).

Но насосы с встроенным частотным преобразователем не каждому по карману, потому владельцы в большинстве случаев приобретают самые обычные насосы. Характерная черта обычного насоса — он начинает работу сразу с полной мощности. Именно этим и объясняется важность правильно выбранного объема гидробака. При небольшом объеме расширительный бак, после включения насоса, мгновенно заполнится водой, что скажется прямым образом на сроке службы насоса. С другой стороны, гидробак огромного объема будет способствовать застаиванию воды в нем.

Многие владельцы решают приобрести гидроаккумулятор большого объема, чтобы гарантировать себе водный резерв на непредвиденный случай. Однако, нужно учитывать, что в гидробаке такой запас воды не особо значительный. Например, бак объемом около 100 литров будет содержать примерно 30 литров резервной воды. Соответственно, чтобы обеспечить себя достаточным количеством воды на случай аварии, нужен гидробак огромного объема, не менее 200 литров. Такая покупка обойдется совсем недешево. Поэтому, как отмечают профессионалы, для обеспечения себя водой на случай ее отключения разумнее купить специальную накопительную емкость.

Как произвести расчет объема гидробака на примере

Основные правила, которыми нужно оперировать при расчетах:

  • Чтобы максимально продлить срок службы гидробака и гарантировать стабильную работу всей системы, перепад давления между включением насоса и его отключением должен находиться в пределах от 1 до 1,5 Бар.
  • Уровень давления в пустом расширительном баке должен быть на 10% меньше, чем уровень давления при начале работы насоса. Соблюдение этого правила позволит избежать быстрого изнашивания мембраны, поскольку амплитуда ее работы будет невысокой. Следовательно, срок службы насоса существенно возрастет. Однако, нужно помнить, что резерв воды составит примерно 30% от всего объема гидроаккумулятора.
  • Самая верхняя точка давления должна соответствовать минимальному уровню давления насоса до момента его включения. Пример: мембранный бак вместе с рыле и манометром расположены в подвале, а душевая кабина установлена на 3 этаже дома, и для ее работы нужно давление в 1,5 Бар. Для этого нужно определить ту высоту, на которой и потребуется уровень давления в 1,5 Бар. Пусть эта высота равняется 7 метрам. Исходя из падения уровня давления в 0,1 Бар на каждый метр высоты, нужно 0,1 х 7 = 0,7 Бар. Затем к 1,5 Бар нужно прибавить 0,7 Бар: 1,5 + 0,7 = 2,2 Бар. Таким образом, чтобы на 3 этаже в душевой кабине создать подходящее для работы давление в 1,5 Бар, в подвале на рыле нужно выставить давление в 2,2 Бар. Всегда нужно предусматривать, что давление может совершать скачок в 1 или 1,5 Бар, поэтому давление выключения насоса следует выставлять на уровень 3,2 либо 3,7 Бар, чтобы не допустить сгорания насоса.
  • Поскольку, давление воздуха в пустом гидробаке должно быть на 10% ниже, чем при включении насоса, нужно отнять 10% от 2,2 Бар. Получаем примерно 2 Бар.

Все необходимые для расчета показатели есть, теперь поговорим о формуле для расчета и подставим в нее наши значения. Формула выглядит следующим образом:

V бака — этот тот самый объем расширительного бака, который подойдет для работы в данных условиях;

Q — это предельный уровень расходования воды в единицу времени, а именно в минуту, в нашем случае пусть это будет 25 литров в минуту (вообще, этот показатель можно найти в паспорте насоса);

A — это максимально допустимое число включений насоса в час, пусть это будет цифра 20 в нашем случае (также есть в паспорте насоса). Существуют современные насосы с плавным механизмом пуска, в которых предельное количество запусков в час не ограничивается. Однако, чаще приобретаются насосы без системы плавного пуска. В обычных насосах пусковой ток в 2 раза выше, чем его мощность. Обмотки насоса перегреваются при начале работы, и для их охлаждения насосу нужно некоторый промежуток времени перегонять воду, поскольку насос, к примеру, погружной охлаждается своей же перегоняемой водой. Поэтому данный показатель очень важен для поддержания долгой жизнеспособности насоса. Найти его можно в паспорте устройства, либо уточнить у производителя или официального дилера. Еще можно воспользоваться примерной схемой определения максимального количества запусков насоса в час в зависимости от его мощности: мощность в 1 500 — 2 000 Ватт соответствует примерно 20 запускам в час; 700 — 1 500 Ватт = 30 пусков в час; менее 700 Ватт = примерно 40 пусков в час. Это довольно приблизительные значения.

Читайте также  Как посчитать давление воды в трубе?

P1 — давление включения насоса (в нашем случае это 2,2 Бар);

P2 — это давление выключения насоса (в нашем случае это 3,2 Бар для большего удобства расчетов);

P бака — давление воздуха в гидробаке (в нашем случае это 2 Бар).

1 — единицу следует учитывать, основываясь на законе Роберта Бойля и Эдма Мариотта — это один из главных законов, определяющих поведение газа в изотермическом процессе, если коротко, то он звучит так: увеличение давления на газ обратно пропорционально его объему. Этот показатель важен, поскольку любое устройство на практике обладает относительным уровнем давления;

16,5 — постоянная, используемая в расчетах в соответствии с международной системой расчетов.

Теперь наши значения подставим в формулу:

Таким образом, нам подойдет гидроаккумулятор объемом около 80 литров.

Такая методика расчета позволит определить требуемый объем расширительного бака, но и она не может считаться абсолютно достоверной, поскольку:

  • коэффициент 16,5, все-таки, приблизительный;
  • цифра 1 из закона Бойля — Мариотта также приблизительная величина;
  • и самое главное: уровень расхода воды не может быть четко определенным, ведь на даче или в загородном доме вода нужна не только для душа, но и для орошения огорода, для функционирования стиральной машины, бойлера и т.д.

Существует еще одна методика определения объема гидроаккумулятора, исходя из мощности насоса или по уровню потребления воды расходующими устройствами.

По мощности насоса градация такая:

  • до 600 Ватт = 24 литра;
  • до 1 000 Ватт = 50 литров;
  • до 1 500 Ватт = 100 литров;
  • до 2 500 Ватт = 300 литров.

Конечно, нужно понимать, что эта схема дает очень и очень примерный результат.

Таким образом, решив установить на своем дачном участке или в загородном доме насосную станцию, лучше всего позаботиться о приобретении гидроаккумулятора для водоснабжения подходящего объема. Это позволит продлить срок службы насоса и, в целом, создаст комфортные и безопасные условия для работы всей насосной станции и, конечно, для использования.

Гидроаккумулятор. Назначение, настройка, выбор объема.

Гидроаккумулятор (расширительный мембранный бак) служит для поддержания давления в напорной системе водоснабжения, и при использовании совместно с реле давления позволяет создать автоматическую станцию на базе погружного или поверхностного насоса. Основное назначение гидроаккумулятора в системе — поддержание и плавное изменение давления жидкости в системе.

Дополнительные функции, которые выполняет гидроаккумулятор, следующие:

  • Защита от гидроудара (изменения давления в жидкости, вызванного мгновенным изменением её скорости)
  • Обеспечение минимального запаса воды
  • Ограничение повторно-кратковременных включений насоса

Таким образом, именно гидроаккумулятор позволяет сделать возможным использование реле давления и автоматизировать процесс подачи воды. Без гидроаккумулятора, реле не может работать корректно, поскольку мгновенное изменение давления в системе (в момент открытия крана, отключения или подключения новых потребителей, включения или выключения насоса и т.п.) вызывало бы постоянное срабатывание реле. А это, в свою очередь, ведет к нестабильности подачи, перегреву или поломке электродвигателя, поломке реле.

Так как вода практически не сжимаема, то включение насоса в системе с реле давления, но без гидроаккумулятора, вызвало бы мгновенное увеличение давления в системе и реле тут же среагировало бы на это и отключило насос. С другой стороны, при открытии крана давление тут же упало бы и реле среагировав, включило насос.

Коэффицент сжимаемости воды = 5 x 10^10 1/ Па. Т.е. увеличение давления воды (напора, создаваемого насосом) практически не вызывает изменения её объема (это сотые доли процента). Поэтому давление менялось бы в системе с большой скоростью, что вызывало бы постоянное срабатывание реле.

Надо четко уяснить, что гидроаккумулятор никакого давления не создает и потребителю воду сам не качает — все это делает насос. Он только поддерживает то давление жидкости, которое в нем создано насосом и подает воду в тот момент времени, пока открыт кран потребителя и насос не включился. Например вопрос «Какой объем гидроаккумулятора мне нужен если у меня два душа?» не совсем корректен. Потому что при пользовании душем (одним или двумя), гидроаккумулятор подает воду только до момента включения насоса, а затем все оставшееся время пользования воду подает только насос. И остановится он только после того, как все краны перекроются и давление в баке поднимется до давления выключения.

Иногда бывает так, что насос выключается даже в то время, когда потребители пользуются водой. Однако такой режим работы нежелателен (поскольку через короткое время насосу опять придется включиться) и говорит о том, что подбор насоса и/или настройки всей системы выполнены неправильно (в большинстве таких случаев надо изменить настройки реле давления).

Любой гидроаккумулятор разделен мембраной на две полости: воздушную и водяную. За счет подачи воды под давлением в водяную полость бака, мембрана расширяется и сжимает воздух в воздушной полости. Тем самым мембрана уравновешена давлением с двух сторон (P1V1 = P2V2). Давление будет расти до тех пор, пока насос не отключится по уставке реле давления (давление отключения насоса). В момент начала расхода воды, воздух давит на мембрану, тем самым, выталкивая воду из гидроаккумулятора. Давление воды медленно падает и при достижении давления включения насоса, реле замкнет контакты и насос запустится. Такова принципиальная схема автоматической работы насоса совместно с гидроаккумулятором и реле давления.

Каким должно быть давление воздуха в воздушной полости гидроаккумулятора?

Давление в воздушной полости гидроаккумулятора должно быть на 10% меньше давления включения насоса.

Причем давление воздуха нужно измерять только на отключенном от системы баке (без давления воды). Давление воздуха нужно регулярно контролировать и по необходимости приводить в норму, это заметно продлит жизнь мембране. С этой же целью не рекомендуется делать перепад давления между включением и выключением насоса слишком большим. Оптимальным является перепад в 1,0-1,5 атм. Бóльшие перепады сильнее растягивают (нагружают) мембрану, тем самым уменьшая её срок службы, и более того, большие перепады давления не комфортны при пользовании водой.

Гидроаккумуляторы рекомендуется устанавливать в местах не подверженных затоплению и с невысокой влажностью. В этом случае фланец гидроаккумулятора прослужит намного дольше. Поскольку никаких нагрузок баком не воспринимается, нет необходимости в дополнительном креплении. Гидроаккумулятор можно просто устанавливать на пол на штатные опоры.

При выборе конкретной марки гидроаккумулятора следует обратить внимание на материал мембраны, наличие сертификатов и санитарно-гигиенических заключений, удостоверяющих, что гидроаккумулятор предназначен для использования в системах с питьевой водой. Также не лишним будет убедиться в наличии запасных мембран и фланцев, чтобы в случае проблем не пришлось покупать полностью новый бак.

Максимальное давление, на которое рассчитан гидроаккумулятор, не должно быть меньше максимально возможного давления в системе (например, при поломке реле давления). Именно поэтому большинство баков рассчитаны на давление в 10 бар.

Часто возникает вопрос о том, сколько воды находится в гидроаккумуляторе?

Например, если отключат электричество, сколько литров воды можно будет использовать?

Это значение зависит от установок реле давления. Как нетрудно догадаться, чем выше разница по давлению, между включением и выключением насоса, тем больше воды войдет в гидроаккумулятор, однако эту разницу необходимо лимитировать по причинам изложенным выше.

В качестве примера мы приводим таблицу заполняемости гидроаккумуляторов.

P воздуха, бар 0,8 0,8 1,8 1,3 1,3 1,8 1,8 2,3 2,3 2,8 2,8 4,0
P вкл.нас., бар 1,0 1,0 2,0 1,5 1,5 2,0 2,0 2,5 2,5 3,0 4,0 5,0
P выкл.нас., бар 2,0 2,5 3,0 2,5 3,0 2,5 4,0 4,0 5,0 5,0 8,0 10,0
Общий объем бака, л Запас воды, л
19 5,70 7,33 4,43 4,99 6,56 2,53 7,09 5,37 7,46 6,02 8,11 8,35
24 7,20 9,26 5,60 6,31 8,28 3,20 8,96 6,79 9,43 7,60 10,24 10,55
50 15,00 19,29 11,67 13,14 17,25 6,67 18,67 14,14 19,64 15,83 21,33 21,97
60 18,00 23,14 14,00 15,77 20,70 8,00 22,40 16,97 23,57 19,00 25,60 23,36
80 24,00 30,86 18,67 21,03 27,60 10,67 29,87 22,63 31,43 25,33 34,13 35,15
100 30,00 38,57 23,33 26,29 34,50 13,33 37,33 28,29 39,29 31,67 42,67 43,94
200 60,00 77,14 46,67 52,57 69,00 26,67 74,67 56,57 78,57 63,33 85,33 87,88
300 90,00 115,71 70,00 78,86 103,50 40,00 112,00 84,86 117,86 95,00 128,00 131,82
500 150,00 192,86 116,67 131,43 172,50 66,67 186,67 141,43 196,43 158,33 213,33 219,70
750 225,00 289,29 175,00 197,14 258,75 100,00 280,00 212,14 294,64 237,50 320,00 329,55
1000 300,00 385,71 233,33 262,86 345,00 133,33 373,00 282,86 392,86 316,67 426,67 439,39

Согласно этой таблице, в 200 литровом гидроаккумуляторе при следующих установках реле давления:
Включение насоса — 1,5 бар
Выключение насоса — 3,0 бар
Давление воздуха — 1,3 бар

Запас воды составит 69 литров, что составляет примерно треть от всего объема.

В заключение несколько слов о необходимом объеме гидроаккумулятора.

Минимальный рекомендуемый объем вычисляется по следующей формуле:

Amax — расчетный максимальный расход воды (литр/мин)
К — коэффициент, зависящий от мощности электродвигателя насоса (см. таблицу ниже)
Pmax —давление выключения насоса, бар
Pmin — давление включения насоса, бар
Pвозд. — давление в воздушной полости гидроаккумулятора, бар

Мощность насоса, кВт 0,55-1,5 2,2-3,0 4,0-5,5 7,5-9,0
Коэффициент К 0,25 0,375 0,625 0,875

Выберем минимально необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения на базе насоса Водолей БЦПЭ 0,5-50 У со следующими установками:

Pmax = 3,0 бар
Pmin = 1,8 бар
Pвозд. = 1,6 бар
Аmax = 2,1 м³/ч (35 л/мин)
K = 0,25 (так как мощность насоса находится в диапазоне 0,55–1,5 кВт)

Выбираем следующий ближайший объем гидроаккумулятора — 35 л.

Отметим, что объем бака на уровне 24-50 литров прекрасно согласуется с другими методиками расчета гидроаккумуляторов для бытовых систем водоснабжения и эмпирическими рекомендациями различных производителей насосного оборудования.

Бóльший объем следует выбирать в том случае, если имеют место быть частые выключения электроэнергии, однако надо помнить, что в любом случае вода заполняет примерно треть общего объема (см. выше таблицу заполняемости). И конечно, чем более мощный насос установлен в систему (актуально для насосов мощностью 1,1 кВт и выше), тем больший размер гидроаккумулятора необходимо предпочесть, это сократит число повторно-кратковременных включений и продлит срок службы электродвигателя насоса.

Покупая гидроаккумуляторы больших объемов, надо отдавать себе отчет в том, что водой надо регулярно пользоваться, поскольку при длительном простое, её качество начинает ухудшаться. Ведь использовать всю воду из гидроаккумулятора объемом 24 или 50 литров гораздо проще и быстрее, чем из 100 или 200 литрового.

С моделями и ценами на гидроаккумуляторы можно ознакомиться в разделе «Принадлежности к насосам».