Гидроаккумуляторы. Для чего они нужны в системе водоснабжения?
При монтаже и эксплуатации локальных систем водоснабжения в частном доме пользователь неизбежно сталкивается с приспособлениями и устройствами, назначение и принцип действия которых ему не вполне понятны. Одним из них являются гидроаккумуляторы. В этой статье мы расскажем об их назначении, принципе работы и основных параметрах, которые необходимо учитывать при установке, ремонте или полной замене. Это позволит вам сэкономить время и силы, а также деньги из семейного бюджета.
Что такое гидроаккумуляторы
Это пассивные – в них нет движущихся механических частей, устройства, которые поддерживают стабильность параметров рабочего тела (воды), циркулирующего в системе водоснабжения. Компенсации подлежат два типа факторов:
- Статические.
- Динамические.
К первым относятся масса и объем воды в системе. От того, насколько небольшими по величине будут изменения, зависят и комфортность пользования водопроводом и количество отказов в его работе. Представьте, что вы пошли в душ, намылились… И тут кончилась вода! Ситуация весьма неприятная и даже описанная классиками советской литературы. Произошло это потому, что насос из скважины не успел подать нужного количества жидкости из скважины. Если у вас нет гидроаккумулятора с достаточным запасом воды, то число перерывов в гигиенической процедуре будет сложно подсчитать. Да и количество срабатываний втягивающего реле насоса будет велико, что не пойдет ему на пользу.
Динамические факторы – это давление жидкости и скорость потока в трубах. От количества т.н. атмосфер в магистрали зависит работоспособность многих устройств. Например, большинство стиральных машин не способны набрать воды в бак при давлении ниже 0,5 бар. Примерно то же значение указывает большинство производителей смесителей для кухни и ванной. А у водогрейных котлов минимальное рабочее давление не менее 1 атмосферы.
Теперь представьте, что вам необходимо обеспечить одновременную стабильную работу нескольких точек водоразбора (кранов, душевых леек) и котла для подогрева воды. Стабильность давления может обеспечить или непрерывно работающий насос, производительность которого превышает текущий расход минимум в 1,5 раза. Или вот такой гидроаккумулятор – он справится с задачей, но лишь в том случае, если его объем будет текущего расхода в те же полтора раза.
Со скачком давления связана и скорость потока в трубах – если он замедляется, то оно растет и наоборот. Давление повышается во время пуска насоса в скважине, и в любом другом случае, когда жидкость принудительно прогоняют по трубам. Особенно подвержены нарушению равномерности потока циркуляционные насосы центробежного типа. Стуки и рывки в трубах будут наблюдаться и в том случае, если выходной патрубок котла смонтирован неправильно или в системе есть воздух.
Перепады давления не так уж и безобидны, поскольку вода обладает реальной кинетической энергией. Гидроудары могут разрушить места сочленений труб или даже сами трубы, особенно металлопластиковые. Предотвратить такой инцидент может только большая масса воды, обладающая инерцией. Она накапливается вот в таких гидроаккумуляторах.
Устройство и принцип действия
Гидроаккумулятор использует в своей работе два свойства жидкости:
- Несжимаемость.
- Инерционность.
Вода не может быть сжата, поэтому она передает на весь объем, ею заполненный, силу, приложенную к ней в любой точке. Это правило верно для любой замкнутой системы, в том числе водопроводной. Для создания напряжения в магистралях используется два способа:
- Гравитационный.
- Путем создания стороннего усилия.
Примером гравитационного способа является тривиальная водонапорная башня, предложенная инженером Рожновским. Он заключается в том, что бак с водой размещается на определенной высоте относительно подключенной к нему водопроводной системы. Зависимость тут прямая – каждые 10 метров подъема дают 1 атмосферу давления. Способ достаточно простой и эффективный. Однако он требует мощных глубинных насосов – общая высота подъема может достигать 50 метров. Кроме того металлическая башня – это и существенный расход материала, и довольно неэстетичное сооружение.
Создать давление в системе сторонним усилием проще. Для этого объем компенсационного бака делится на две емкости, не сообщающиеся друг с другом. Если в одной из них поднять давление, закачав туда, например, газ, то оно будет воспринято и жидкостью, находящейся в другой.
Наиболее распространенным конструктивным решением является использование резиновой груши, помещенной в металлический бак. В нее заливается (принудительно или естественным путем) вода. Резина эластична и после обжатия ее газовой средой передает давление жидкости практически без потерь. Реже встречается вариант, когда передающим элементом служит упругая металлическая пластина (диафрагма). Гидроаккумуляторные баки могут устанавливаться на полу или подвешиваться. Существует вертикальный и горизонтальный способ подключения входящих и выходящих магистралей. Первый предпочтительнее, поскольку позволяет выходить скапливающемуся воздуху естественным путем. У горизонтальных моделей есть специальный стравливающий клапан. Но принципиальной разницы между ними нет. Пользователь волен выбирать то, что ему наиболее удобно.
Как выбрать гидроаккумулятор
Если вы покупаете гидроаккумулятор, то у вас всего два параметра, которые вы можете объективно оценить:
- Объем бака
- Рабочее давление
Рассчитывать на то, что ваше устройство послужит вам для того, чтобы иметь резерв на случай перебоев в водоснабжении не стоит. Поскольку существует такое понятие, как полезный объем. Он зависит от разницы между давлением в выходном патрубке насоса при его включении и выключении. Для его вычисления используется коэффициент, на который надо умножить общий объем. Он приведен в таблице ниже.
| Давление включения (бар) | 2 | 2 | 2 | 2.5 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Давление выключения (бар) | 3 | 3.5 | 4 | 3.5 | 4 | 4 | 5.5 | 5 |
| Коэффициент | 0.3 | 0.38 | 0.45 | 0.26 | 0.34 | 0.23 | 0.34 | 0.9 |
Например, если у вас насос при включении выдает напор 2 бара, а при выключении 3,5 бара, то от общего объема в 100 литров (условно) у вас остается 38 литров. Это то, количество воды, которое можно потратить без дополнительного забора из скважины. Остальное останется балластом, способным лишь компенсировать скачки давления.
Из таблицы следует, что выбор надо делать, исходя из возможностей насоса, установленного в скважине. Следует учитывать, что максимальное давление в баке должно быть меньше напора при его включении на 10%. Иначе он не сможет преодолеть сопротивления в магистрали. Все эти значения должны соответствовать минимальному рабочему давлению подключаемых устройств. То есть если ваш водогрейный котел не будет работать меньше, чем на 1,5 барах, то бак для него должен быть рассчитан на давление 2 бара, а насос и того больше.
Итак, вы рассчитали, какой полезный объем жидкости у вас есть. Как воспользоваться этим знанием? Существуют лишь эмпирические, то есть полученные опытным путем, данные. И они, опять же, зависят от мощности насоса. В среднем на одну точку водоразбора требуется 25 литров эффективного объема бака. Зависимость производительности от мощности приведена в следующей таблице.
| Мощность (кВт) | Объем (л) |
|---|---|
0.5 | 24 |
1 | 50 |
1.5 | 100 |
После определения основных технических характеристик гидроаккумулятора, купить которые в Минске вы можете в нашем интернет-магазине TM.by, вам необходимо определить тип устройства – вертикальный или горизонтальный бак. И диаметр входных и выходных патрубков, которыми он будет подключаться к системе. Предпочтение стоит отдавать моделям, у которых есть защита от коррозии. Как внутренней полости, так фланцев. По той причине, что резиновая мембрана со временем начинает пропускать воду. А образовавшиеся окислы быстро выведут новую «грушу» из строя, при этом ее стоимость не менее 30% от всего бака.
Гидроаккумуляторы – это нужное и полезное устройство, позволяющее сделать работу локальной системы водоснабжения стабильной и комфортной. Однако к его выбору надо подойти очень вдумчиво, учитывая все особенности предстоящей эксплуатации. Иначе вы потратите деньги зря – в лучшем случае эффекта не будет никакого.
- 04.08.2023
- 956 просмотров
