Для чего нужен гидроаккумулятор, принцип действия и рекомендации по выбору

Назначение гидроаккумулятора

Гидроаккумуляторы используют в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения
Основная функция гидроаккумулятора – накапливать жидкость и поддерживать давление в водопроводной системе. Для этого данный узел оборудован манометром и реле, которые выдерживают определенный промежуток, в крайних точках которого происходит автоматическое включение и выключение насоса.

Нельзя путать гидробак и расширительный бачок. Второй нужен в системе отопления, чтобы компенсировать потери при испарении горячей жидкости, а также брать на себя лишний воздух, возникающий при нагревании воды в бойлере.

Гидроудар – это опасное явление для пластиковых труб. Возникает он при встречном движении жидкости: резкое закрытие крана останавливает поток, и он начинает двигаться в обратную сторону, сталкиваясь с волной, идущей от насоса. В определенный момент в трубе скапливается слишком много жидкости, которая способна разорвать пластик и даже металл. Гидроаккумулятор сдерживает образование гидроудара, так как является буфером между насосом и точкой потребления воды.

Если водопроводная система частного дома не оборудована накопительной емкостью, это означает, что мощный погружной насос или станция будет включаться каждый раз, когда наверху кто-то откроет кран. Ресурс насоса ограничен количеством циклов включение-выключение, а также имеет показатель – максимально допустимая частота включений. В среднем оборудование должно включаться 5 раз в час. Постоянная работа агрегата намного меньше сказывается на деталях, чем частое включение. Гидроаккумулятор благодаря запасу жидкости позволяет снизить показатель срабатываний в 2 – 3 раза, поэтому еще одна его функция – защита от износа электрической части насосного оборудования.

Если электричество вдруг отключили, жильцы могут и дальше пользоваться водой в доме, пока в гидробаке сохраняется давление. Принцип работы гидроаккумулятора для систем водоснабжения основан на балансе воды и воздуха внутри бака.

Есть случаи, когда гидроаккумулятор не только не нужен, но даже может навредить насосу. Речь идет о постоянной работе насосного оборудования при поливе огорода. В этом случае бак устанавливать нельзя, так как оборудование будет часто включаться и выключаться. При поливе лучше, если оно работает в постоянном режиме – так двигатель меньше перегревается и изнашивается.

Жильцы могут решать сами, ставить бак или нет, если насос оборудован системой плавного запуска, предотвращающей гидроудар.

Виды гидроаккумуляторных баков

В настоящее время в продаже имеется большое количество гидроаккумуляторов, различающихся между собой рабочими параметрами. Среди критериев их классификации следует назвать:

• Способ установки.
• Объём накопительной ёмкости.
• Наличие дополнительного оборудования.
• Предназначение.

Устройства могут монтироваться двумя способами: горизонтальным и вертикальным. Горизонтально устанавливаются гидробаки относительно небольшого размера – ёмкостью до 50 литров. Они ставятся на прочную поверхность, при этом бак находится в горизонтальном положении. Более объёмные гидроаккумуляторы обычно подвешиваются на стену на специальных кронштейнах.

Как правило, для горячей воды красный гидробак, для холодной синий.

По предназначению гидробаки бывают для холодного и горячего водоснабжения. Модели, предназначенные для перекачки горячей воды, работают в комплексе с большими бойлерными станциями и водогрейными котлами. Своей работой они обеспечивают необходимый напор в системе подачи горячей воды. Использовать для этих целей можно только устройства, способные выдерживать постоянную работу при повышенных температурах.

Область применения

Гидроаккумулятор можно устанавливать не только в частном доме, но также в многоэтажке, чтобы во время отключения воды в городе жильцы имели небольшой запас. Это позволяет поддерживать напор и пользоваться бытовыми приборами – стиральной или посудомоечной машиной.

Гидроаккумулятор с мембраной, устойчивой к горячим температурам применяется в системе горячего водоснабжения в качестве расширительного бачка, поэтому при покупке нужно уточнять, какую функцию он будет выполнять. Мембрана для холодной питьевой воды не выдержит кипятка. Также отличается резина – в ГВС она техническая, в водопроводе – пищевая. Гидробаки подключают к бойлеру и к двухконтурному котлу.

Кроме бытового применения, ГА используют во многих сферах промышленности, например, в машиностроительной отрасли.

Схемы подключения

Как должна быть устроена система водоснабжения с гидроаккумулятором? Ответ вполне предсказуемо зависит от функций последнего.

Накопление воды

Бак подключается к водопроводу в любой его точке. На вводе водоснабжения монтируется обратный клапан, срабатывающий при падении давления в магистральном водопроводе и исключающий слив находящейся в гидроаккумуляторе воды.

Подключение бака возможно в любой точке водопровода

Ресивер в системе с насосом

Гидроаккумулятор подключается к водопроводу в любой точке. Обратный клапан нужен и в этом случае. Инструкция по его установке определяется типом насоса: у погружного он монтируется на выходном патрубке, у поверхностного — на конце всасывающей трубы. В последнем случае перед клапаном желательна установка фильтра грубой очистки.

Система с погружным насосом

Насосная станция и резервная емкость

Довольно распространенная схема резервного водоснабжения, реализованная, в частности, в доме автора статьи — подача воды насосной станцией из накопительной емкости.

Принципиальная схема водоснабжения с резервной емкостью и насосом

Зачем нужен в этой схеме гидроаккумулятор — мы уже выяснили: он стабилизирует давление во внутреннем водопроводе при включении насоса и делает его запуски более редкими.

У подключения емкости и насосной станции есть ряд тонкостей:

• Поплавковый клапан (такой же, как в сливном бачке унитаза) обеспечивает автоматическое наполнение резервного бака из магистрального водопровода. Клапан устанавливается в боковую стенку бака чуть ниже крышки;

Заливной поплавковый клапан

• Входной патрубок насосной станции подключается к врезке в нижней части бака;
• Участок между емкостью и насосом должен иметь как минимум такой же внутренний диаметр, что и всасывающий патрубок. Иначе он будет ограничивать производительность насосной станции;

Обратите внимание на диаметр трубы на входе насоса

• Между емкостью и насосом должен стоять обратный клапан. Без него находящая в мембранном баке под давлением вода будет сливаться обратно в емкость сразу после отключения насоса;

Между насосом и емкостью стоит обратный клапан

• Поплавковый клапан подключается к вводу водоснабжения. После него (но до врезки напорной линии насоса) устанавливается второй обратный клапан или шаровый кран. В последнем случае система водоснабжения переключается с магистрального водопровода на емкость вручную; зато при закрытом кране вода во внутренний водопровод будет подаваться только из емкости.

Подсказка: постоянное обновление воды в баке не даст ей застояться и приобрести неприятный запах.

Борьба с гидроударами

Предназначенный для защиты от гидроударов мембранный бачок монтируется на вводе водоснабжения, до сантехнических приборов и подключаемой к воде бытовой техники. В случае коллекторной разводки воды допустима его установка на коллекторе.

Мембранный бачок на коллекторе

Расширительный бак ГВС

Предназначенный для компенсации теплового расширения воды мембранный бачок подключается к водопроводу после бойлера или непосредственно перед ним.

Кроме него, в системе должны присутствовать еще два элемента арматуры:

1. Обратный клапан перед бойлером. Он поможет сохранить нагретую воду при отключении водоснабжения. Клапан ставится перед расширительным баком;
2. Предохранительный клапан. Он обычно ставится сразу после обратного и дублирует функции расширительного бака, сбрасывая избыток воды при угрожающе высоком давлении в водопроводе. Он, в частности, исключит повреждение бойлера и трубопровода при разрыве эластичной мембраны расширительного бачка.

Схема подключения бойлера

Группа безопасности бойлера — предохранительный и обратный клапаны в общем корпусе

Обязательно ли наличие мембранного бачка в такой системе?

Нет. Избыток воды вполне может быть сброшен через предохранительный клапан. Однако при значительном объеме бойлера количество сбрасываемой в дренаж воды будет исчисляться литрами, что несколько расточительно.

Виды накопительных емкостей

Мембранный накопитель
Для бытовых нужд применяют две разновидности баков:

• Мембранные. Резина закреплена в стопорном кольце. В таком баке жидкость соприкасается со стенками, но только в одной половине гидроаккумулятора. Вторую половину занимает воздушная смесь, которую можно стравливать или закачивать по необходимости.
• Баллонные. Жидкость поступает в резиновую грушу, закрепленную за горловину при входе в бак. Вода не соприкасается со стенками и не оказывает воздействия на металл. С другой стороны существует вероятность разрыва груши и подтекания жидкости через ниппель. В такой модели возможна замена мембраны.

Существует еще разновидность без мембраны, но для использования в частном доме в системе водоснабжения такое устройство гидроаккумулятора неудобное. Воздух будет смешиваться в емкости и уходить вместе с водой, поэтому его придется постоянно контролировать и закачивать. Делать это нужно ежедневно. Безмембранные баки подходят для накопления воды для полива, уличного душа.

Модели гидроаккумуляторов производятся в вертикальном и горизонтальном исполнении. Это сделано исключительно для удобства пользования. Например, в маленьком помещении ванной комнаты ГА можно установить только под потолком в горизонтальном положении, прикрепив его к стене. Если техническое помещение расположено в подвале, лучше купить гидробак на ножках и привинтить его к бетонному полу болтами.

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.

Принцип работы

Баллонный гидроаккумулятор
Принцип работы ГА основан на изменении давления внутри. Происходит это благодаря дополнительному оборудованию – манометру и реле. Входящий поток воды заполняет резиновую грушу, пока давление не повышается до указанного в настройках уровня. Дальше датчик срабатывает и насос отключается автоматически. В доме открывают кран и используют жидкость для бытовых целей до тех пор, пока давление не ослабнет до нижнего указанного уровня. Снова срабатывает датчик и насосное оборудование включается. Так работает гидроаккумулятор в водопроводной системе.

При подключении гидробака к отопительной системе он срабатывает, когда давление в бойлере повышается за счет пара при нагревании. Лишний пар отправляется в гидроаккумулятор, откуда его можно стравливать при необходимости. В системе отопления происходят потери жидкости и падает давление. В этом случае ГА дает сигнал на восполнение воды, чтобы качество обогрева не снижалось.

Устройство и принцип работы

Название «мембранный бак» отражает заложенный в это устройство принцип.

Конструкция представляет собой герметичную металлическую емкость, внутреннее пространство которой, разделено на 2 полости эластичной мембраной.

В одну из них (гидрокамеру) закачивается насосом вода, во второй (пневмокамере) находится воздух или газ (для наполнения применяют инертные или азот).

Для подачи воды служит патрубок с резьбовым соединением. Пневмокамеру снабжают клапаном. Для автоматического управления работой насоса к гидроаккумулятору подключают реле давления.

При включении насоса, вода наполняет гидрокамеру, объем ее увеличивается, сжимая воздух в пневмокамере.

Когда давление воздуха (газа) достигнет критического значения, сработает реле давления, подавая сигнал на автоматическое отключение насоса.

При отборе воды из гидроаккумулятора (при отключенном насосе), процесс развивается в обратном направлении:

• сжатый воздух в пневмокамере давит на мембрану, вытесняя жидкость в магистраль,
• объем воды в гидрокамере падает,
• снижается давление.

При достижении нижнего порога подается команда на включение насоса.

Замечание! Накопительный бак, самостоятельно, давления воды в системе не создает!

Его задача – поддерживать давление жидкости (созданное насосом) до момента включения насоса.

Устройство гидроаккумулятора

Корпус делают из различных материалов – прочного пластика, металла или нержавеющей стали. Нержавейка дороже, поэтому таких моделей в продаже меньше. Не рекомендуется также пластик – при ударе он может треснуть.

Мембрана выполнена из каучуковой пищевой резины, если она предназначена для хранения питьевой воды. Есть также техническая резина, если она рассчитана для использования в других целях. Температурные режим мембраны имеет значение: в системах ГВС устанавливается термостойкая, для холодной воды – обычная. Это нужно учитывать при покупке мембраны для замены.

Манометр – прибор для измерения и регулировки давления. Реле – датчик, который срабатывает при достижении нижнего или верхнего предела сжатия воздуха.

Стравить воздух или закачать новую порцию можно через золотник с помощью велосипедного или автомобильного насоса.

В корпусе устанавливается фильтр грубой очистки на тот случай, если вода содержит твердые фракции – песок или камни. Они могут накапливаться в мембране и повреждать ее. Фильтр ставится перед входом в резиновую грушу.

Обслуживание гидроаккумулятора

Это устройство, постоянно находящееся под давлением и испытывающее динамические нагрузки. Поэтому следить за ним надо всегда, примерно так же, как за состоянием покрышек автомобиля – перед каждой поездкой.

Визуальные осмотры на предмет течи чередуются с замерами давления в камере. Для этого на конце, противоположном входному патрубку, снимается крышка, под которой находится золотник. Через него закачивается воздух или азот. Давление измеряется автомобильным манометром.

Явный признак неисправности устройства – постоянное снижение количества закачанных атмосфер. Скорее всего, нарушена целостность резиновой диафрагмы, и воздух уходит в систему.

Как заменить мембрану аккумулятора:

Преимущества и недостатки гидробака

Пневматические гидроаккумуляторы имеют следующие преимущества:

• доступная стоимость;
• возможность самостоятельного подключения к системе;
• простое устройство;
• заменяемая мембрана;
• возможность подключения к любому типу насоса, а также установки нескольких баков параллельно, чтобы работа водопровода не прекращалась в случае поломки одного из гидроаккумуляторов;
• возможность подобрать ГА нужного объема, но надо учитывать, что указанный в инструкции объем – это общее число, воды в ней будет на 2/3 меньше;
• можно самостоятельно провести разборку конструкции и найти поломку, а также провести ремонт и замену деталей без вызова мастера на дом.

Из недостатков – необходимость в отдельном помещении, если гидробак большого размера и подключен к поверхностному насосу. Такие узлы обычно сильно шумят, поэтому их изолируют от жилых помещений. При покупке недорогого гидробака может потребоваться частый ремонт, что влечет за собой дополнительные расходы.

Критерии выбора

В первую очередь необходимо определиться, какие функции будет выполнять гидроаккумулятор. Может понадобиться несколько совершенно разных моделей – для водопровода, горячего водоснабжения и отопления. В таком случае необходимо рассчитать нужный объем каждого. Здесь не обойтись без специалиста, который поможет определиться.

Следующий критерий – бюджет. Импортные модели стоят дороже, но изготовлены качественно из прочных материалов, срок службы которых дольше. Если выбирать среди отечественных ГА, нужно подбирать не самые дешевые, так как они проработают дольше.

Определившись с функциями и бюджетом, можно приступать к технической части. Здесь многое зависит от качества скважинной жидкости. Если в источнике не установлен фильтр на обсадной трубе, необходимо покупать модель гидробака с фильтром, чтобы не засорять водопровод.

Следует просчитать количество потребляемой жидкости всеми членами семьи в сутки и выяснить, какой объем бака нужно ставить. Следует предусмотреть запас на случай, если понадобится приобрести какие-либо бытовые устройства или срубить баню. Для семьи из 4 человек, проживающих в доме, нужен бак на 50 литров. При этом в доме есть стиральная машина, душ, ванная и кран на кухне. Специалист может рассчитать оптимальный объем ГА по специальной формуле, куда входит максимально допустимое количество включений, показатели нижнего и верхнего давления, максимальное потребление воды в час.

Необходимо учитывать, что неиспользованная жидкость застаивается и в ней может появиться запах ила, поэтому слишком большой бак не нужен.

Как выбрать подходящий гидробак

При выборе устройства, следует чётко определиться, для чего нужен гидроаккумулятор, какие функции на него будут возложены. Прежде всего, требуется рассчитать пиковый расход воды в доме, подбирая и в зависимости от этого устройство.

Самостоятельно вычислить необходимую производительность гидробака можно, воспользовавшись следующей формулой:

V = А х k х (Р мах + 1) х (Р min + 1) / (Р мах – Р min) х (Р возд. + 1), где

V – необходимый объём бака.

А – пиковый расход воды в доме в минуту.

Р мах, Р min – максимальное и минимальное давление, создаваемое устройством.

Р возд. – воздушное давление в баке.

К – коэффициент, значения которого различны для устройств разной мощности. Показатели коэффициента приведены в таблице ниже.

После проведения вычислений, рекомендуется брать поправку в большую сторону, на случай непредвиденного увеличения водоразбора. Например, если получилось, что необходимый для вашего дома объём бака составляет 33 литра, то лучше купить водяной аккумулятор ёмкостью 35-40 литров. Но чересчур большой бак приобретать также не следует: вода в нём будет застаиваться, в результате чего ухудшится её вкус, может появиться затхлый запах.

Для холодного и горячего водоснабжения нужно покупать отдельные модели. Различить водонапорные устройства по предназначению можно по расцветке бака. Модели для холодного водоснабжения, стандартно окрашиваются в синий цвет, а для горячего – в красный. Но иногда встречаются устройства, не имеющие опознавательной окраски, например с серебристым бачком. В этом случае, перед покупкой необходимо ознакомиться с инструкцией от производителя, где должно быть указано, для каких целей предназначен данный прибор.

Установка и подключение

Схема подключения к глубинному насосу
Для установки можно использовать собственные навыки и опыт. Все этапы подключения описаны в инструкции. Предварительно устанавливают верхний и нижний порог давления. Можно оставить заводские настройки, при которых нижний предел – 4 бара, верхний – 8 бар. Если система работает некорректно, настройки изменяют подкручиванием большой и малой пружин.

Бак ставят после наоса, подключают с помощью штуцера с тремя и пятью входами. Два из них предназначены для реле и манометра, остальные для труб и гибких шлангов, чтобы снизить вибрацию, передающуюся от насоса.

Перед запуском с помощью манометра еще раз проверяют давление воздушной смеси внутри. Затем можно включать систему. Если реле срабатывает правильно, процесс установки окончен и водопровод можно эксплуатировать.

Особенности эксплуатации

В процессе эксплуатации гидроаккумулятора нужно соблюдать следующие правила:

• проверять давление 2 раза в год, при необходимости – чаще, закачивая новую порцию или стравливая избыток;
• следить, нет ли протечек – они могут указывать на разрыв резиновой мембраны и необходимости замены;
• следить за работой насоса – его частое включение также свидетельствует о том, что гидроаккумулятор работает неправильно из-за настроек или поломок.

Чем реже включается насос, тем лучше. Максимально количество запусков не должно превышать 30 раз в час.

Если выяснится, что одного гидробака недостаточно, можно встроить еще один или даже несколько. В таком случае система будет функционировать, если какой-то из них сломается.