Гидроаккумулятор: принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение


Гидроаккумулятор в отопительной системе

Важнейшим элементом насосной станции является гидроаккумулятор.

Схема подключения его к скважине зависит от степени автономности водоснабжения и отсутствия или наличия водонагревателя в водопроводной сети.

Рассмотрим возможные варианты установки, а также устройство и виды гидроаккумуляторов.

Устройство и виды

Гидробак после монтажаВ самом простом исполнении гидроаккумулятор (ГА) представляет собой емкость, установленную на определенной высоте (выше любого из потребителей) и оборудованную датчиками уровня.

Примером такого устройства является водонапорная башня, питающая водопроводную сеть в каком-нибудь сельском населенном пункте.


В автономных системах водоснабжения частных домов такой ГА обычно устанавливают на чердаке.

Напор в кранах обеспечивается весом столба жидкости, датчики уровня или поплавковый выключатель управляют работой насоса.

В современных насосных станциях применяются более совершенные ГА, которые могут устанавливаться на любом уровне – даже ниже точек водоразбора. Объем такого устройства разделен на две части: в одну закачивается вода из водопровода, в другой содержится воздух с некоторым избыточным давлением (накачивается насосом через обычный золотник).

Обе части разделены эластичным элементом, поэтому при заполнении одной из них водой объем второй уменьшается, соответственно давление находящегося в ней воздуха возрастает. Именно давление воздуха выполняет в таком ГА ту же функцию, что и гравитация в водонапорной башне, — обеспечивает напор в системе.

Конструктивно ГА делятся на две разновидности:

  1. Мембранные: объемы для воды и для воздуха в таких резервуарах разделены резиновой мембраной. Существуют мембранные баки, предназначенные для применения в закрытых системах отопления. Они рассчитаны на меньшее давление, чем ГА для водоснабжения, к тому же в них используется техническая, а не пищевая резина. Чтобы избежать путаницы, ГА для отопления принято окрашивать в красный цвет, а для водоснабжения – в синий.
  2. Баллонные: внутрь такого накопителя вставляется резиновый мешок с фланцем, который и подключается к водопроводу. Таким образом, в баллонных ГА вода с металлическими стенками корпуса вообще не контактирует. Кроме того, замена баллона не представляет никакой сложности и легко может быть осуществлена пользователем, в то время как для замены мембраны в некоторых моделях приходится обращаться в сервисный центр.

Воду в баллонный ГА при первом запуске следует подавать очень осторожно. Стенки резинового мешка могут немного склеиться, тогда сильный напор разорвет его.

По объему ГА могут сильно отличаться – от 24 до 1000 л и более. При этом надо учитывать, что в паспорте приводится общий объем бака включая воздушную камеру.

Что касается объема воды, который сможет вместить в себя резервуар, то он будет зависеть от настроек реле давления количества закачанного воздуха.

Так, при настройках реле 1 атм/2 атм (давление включения/отключения) и давлении воздуха 0,8 атм (проверяется при пустом баллоне) в 100-литровом ГА поместится 30 л воды.

Если давление отключения поднять до 2,5 атм, вместимость накопителя увеличится до 38,5 л.

В ГА объемом свыше 100 л в верхней части камеры для воды устанавливается клапан для сброса воздуха, который выделяется из жидкости в процессе эксплуатации и постепенно накапливается. Баки с меньшим объемом такого клапана не имеют и чтобы избавиться от накопившегося воздуха, их приходится периодически опорожнять.

ГА может иметь горизонтальное и вертикальное исполнение. Устройство и принцип действия у обеих разновидностей полностью идентичное, выбор той или иной модели зависит исключительно от удобства установки.

Обратите внимание!

Место в системе водоснабжения


Разводка трубЕсли бы работа хозяйственно-бытового водопровода обеспечивалась одним только насосом, тому приходилось бы включаться каждый раз, как только кто-либо из пользователей открывал кран.

Такой режим привел бы к скорой выработке ресурса электродвигателя, поскольку момент пуска является для него наиболее тяжелым.

В паспорте насоса даже указывается такой параметр, как предельно допустимая частота включений.

Даже для самых выносливых электродвигателей она составляет не более 15-ти запусков в течение часа, для всех остальных – 10 или менее.

Вот этим-то и обусловлено применение ГА. Он накапливает не только воду, но и давление, необходимое для комфортного пользования водопроводом. При этом режим работы насоса выглядит совсем по-другому: он работает дольше, но — самое главное – реже включается.

Попутно мембранный или баллонный накопитель выполняет еще одну важную функцию: он выступает в роли демпфера, сглаживающего гидроудары.

Однако, в системах водоснабжения ГА нужен не всегда. Вот в каких случаях без него можно обойтись:


  1. Если вода расходуется длительными циклами: типичный пример – полив огорода. Тут ГА не просто не нужен – он противопоказан. Имеющийся в нем запас воды будет расходоваться очень быстро и насосу придется часто включаться, чтобы его пополнять. При отсутствии же ГА агрегат будет спокойно работать в стабильном режиме.
  2. Если насос оборудован новейшей автоматикой, в которой предусмотрены функция плавного запуска двигателя и регулирование его мощности в зависимости от давления в системе.

На срок службы такого насоса частота включений не оказывает никакого влияния. Считается, что станцию на базе такого агрегата ГА можно не оборудовать.

Схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Способ подключения ГА будет зависеть от особенностей и назначения насосной станции. Рассмотрим три варианта.

Вариант 1

Настройка аккумулятора водыНасос подает воду из колодца, скважины или накопительной емкости, при этом организовано только холодное водоснабжение.

В этом случае ГА устанавливается внутри дома в любом удобном месте.

Обычно его, реле давления и манометр подключают с помощью пятивыводного штуцера — отрезка трубы с тремя отводами, который врезается в водопровод.


Чтобы обезопасить ГА от вибраций, к штуцеру его присоединяют гибким переходником. Для проверки давления в воздушной камере, а также для удаления воздуха, скопившегося в камере для воды, ГА необходимо периодически опорожнять. Воду можно сливать через любой водопроводный кран, но для удобства сливной вентиль можно через тройник врезать в подводящий трубопровод где-нибудь поблизости от резервуара.

Вариант 2

Дом подключен к централизованному водопроводу, а насосная станция используется для повышения давления. При таком способе применения станции ГА подключают перед насосом.

В данном случае он призван компенсировать снижение давления во внешней магистрали в момент запуска электродвигателя. При такой схеме подключения объем ГА определяется мощностью насоса и величины скачков давления во внешней сети.

Схема установки гидроаккумулятора

Вариант 3

К водопроводу подключен накопительный водонагреватель. ГА следует подключать до бойлера. В этом варианте он может использоваться для компенсации увеличения объема воды в нагревателе, обусловленного температурным расширением.

Электрическая схема подключения реле давления к гидроаккумулятору

Обычно в реле давления бытовых насосных станций имеется две группы контактов, но иногда попадаются модели с одной.


Каждая группа состоит из двух пар, причем обе пары замыкаются или размыкаются одновременно. Контакты в каждой паре имеют обозначения, например, «Line/Load» или «Line/Motor».

В принципе, следовать этим обозначениям не обязательно. Можно даже, например, жилы провода от сети присоединить к контакту «Line» одной пары и контакту «Load» другой.

Главное, чтобы обе жилы не оказались подключенными к контактам одной пары – это приведет к короткому замыканию. К оставшимся двум контактам следует подсоединить жилы провода, ведущего к электродвигателю насоса. Желательно, чтобы цвета оплеток жил, подсоединенных к одной паре, совпадали. Перед тем как подключать сетевой провод, убедитесь, что он не включен в розетку.

Для подключения жилы заземления (обычно она имеет оплетку желто-зеленого цвета) на корпусе реле имеется винт, обозначенный соответствующим знаком.

При подключении провода от реле к электродвигателю насоса жилу в синей оплетке следует подключать к контакту «нуль», а в красной или черной – к контакту «фаза».

Часто для надежности контакты заземления насоса и реле соединяют между собой, но делать этого не обязательно.

Подключение реле давления


Площадь поперечного сечения жил провода должна соответствовать мощности электродвигателя. Для медного провода сечение подбирается из расчета 1 кв. мм на каждые 8 А тока. Чтобы определить силу тока в однофазной сети необходимо мощность электродвигателя разделить на 220. Так, например, в цепи электродвигателя мощностью 1,5 кВт будет протекать ток силой 1500/220 = 6,8 А.

Важно не перепутать значения диаметра жилы провода и площади ее поперечного сечения, поскольку эти значения могут быть соизмеримыми. Так, например, площадь поперечного сечения жилы диаметром 1,5 мм составляет 1,76 кв. мм.

Следует учесть, что подключение электрической части нужно выполнять только после присоединения реле давления к водопроводу.

Принцип работы

При заполнении гидроаккумулятора водой давление в нем и системе выравнивается. При открывании любого крана расходуется жидкость, и оно падает. При достижении нижнего порогового значения насос автоматически (по сигналу с соответствующего реле) включается. Повышается напор, и колба заполняется недостающим количеством воды. Данный процесс характеризуется динамикой, и при грамотной настройке гидроаккумулятора напор в системе остается неизменным.

Но при условии, что соблюдается периодичность технического обслуживания прибора. Это главным образом касается своевременного стравливания излишков скопившегося в баке воздуха. Частота проведения технологической операции зависит от вместимости гидроаккумулятора и особенностей схемы водопровода. Общие рекомендации указываются в паспорте изделия.

Установка гидроаккумулятора


Он монтируется по нескольким типовым схемам в зависимости от особенностей системы.

Для погружного насоса

Даже минимальный расход воды инициирует включение перекачивающего устройства. Поэтому гидроаккумулятор обязательно устанавливается в схеме после обратного клапана. Это позволяет оптимизировать работу насоса и обеспечить его гарантированный ресурс.

Для станции

По сути, тот же насос, оснащенный дополнительным оборудованием. Некоторые модели изначально не укомплектованы гидроаккумулятором, поэтому он приобретается отдельно и монтируется самостоятельно. В этой схеме основная задача ГА – защита системы от скачков давления, что наблюдается при пуске насоса. Подключение – на участке магистрали до перекачивающего устройства.

Для повысительной станции

Такие схемы реализуются при большом и постоянном водопотреблении. Как правило, в состав перекачивающего устройства входит не менее двух насосов, работающих поочередно. Как видно на схеме, присоединение гидроаккумулятора производится к подающей потребителю воду трубе.

Для системы ГВС

При таком включении гидроаккумулятор выполняет функцию расширительного бака. Если прибор не установить, то вследствие изменения напора струя из душевой лейки будет нестабильной. Сантехника также станет работать некорректно, а это снижает ее ресурс и приводит к частым поломкам.

Расчет вместимости ГА


Выбирать гидроаккумулятор, ориентируясь на объем бака – дело заведомо проигрышное. Существует такое понятие – заполняемость емкости. Здесь многое зависит от давления в воздушном отсеке, и нередко в ГА вместимостью 200 л по факту воды всего лишь на треть. В таблице показано, как влияет на реальный объем разница между максимальным и минимальным значениями давления, на которые настраивается реле.

Для расчёта можно воспользоваться формулой:

V = K х Amax х (Pmax+1) х (Pmin +1) / (Pmax- Pmin) х (Pб + 1)

  • Amax – расход воды (л/мин).
  • Pmax и Pmin (бар) – пороговые значения давления, при котором насос выключается/включается.
  • K – коэффициент, определяемый суммарной мощностью перекачивающего оборудования (если в системе установлено несколько изделий).
  • Pб (бар) – давление в воздушном отсеке бака гидроаккумулятора.

Результат вычислений округляется в большую сторону, а ГА выбирается исходя из того, что его вместимость не должна быть меньше. К примеру, если при расчетах получилось 32, то покупать следует гидроаккумулятор ближайшего типоразмера, то есть на 35 л.

Установка излишне большого ГА (с запасом) нецелесообразна. При незначительном расходе вода в нем будет застаиваться, приобретая специфический запах. Вряд ли кто станет использовать ее для питья и приготовления пищи. Это еще раз подтверждает мысль, что расчеты вместимости бака стоит доверить профессионалу.


Использованные источники

  1. aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/gidroakkumulyator-sxema-podklyucheniya.html
  2. alfatep.ru/article/rasshiritelnye_baki_i_emkosti/ustroystvo_gidr/
  3. vod-dom.ru/product/klapan-dlya-zakachki-vozdukha-nippel-dlya-gidroakkumulyatora-/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.