Гидроаккумуляторы для водоснабжения: принцип работы, виды, как правильно подобрать

Гидроаккумуляторы для водоснабжения играют двойную роль: аварийного накопителя и устройства для создания давления в сети. Также гидроаккумуляторы называют напорными, мембранными баками, накопителями, или просто гидробаками. Отличаются они друг от друга, прежде всего, своими рабочими объемами и цветом окраски. Чтобы правильно выбрать необходимую модель накопителя, следует перед покупкой ознакомиться с принципом их работы, представленными на отечественном рынке моделями, техническими характеристиками.

Для чего нужны гидроаккумуляторы

Разберём, зачем нужен гидроаккумулятор в водопроводной системе: он позволяет поддерживать стабильный напор, одновременно сохраняя моторесурс насосного оборудования, и уменьшая расход электроэнергии. При внезапном отключении электричества, устройство не позволит домочадцам остаться без воды.

Накопленный в его баке запас воды будет подаваться в дом даже при неработающем насосе и прочем сетевом электрооборудовании. Одновременно с этим, гидроаккумулятор в системе водоснабжения снижает вероятность гидравлических ударов внутри трубопровода, часто случающихся при прямом использовании сетевых насосов.

Принцип работы типового гидробака

Разберём, для чего гидроаккумулятор в водопроводной системе, и рассмотрим принцип работы этого устройства. В бытовой водопроводной сети должно иметься определённое давление, обеспечивающее функционирование бытовых приборов и сантехнических устройств.

Например, стиральные автоматы или посудомоечные машины будут действовать только при определённом показателе напора в сети. То же можно сказать и о бытовой сантехнике: для нормальной работы смесителей душа, джакузи или унитаза необходимо наличие давление в водопроводной системе. Оно создаётся самостоятельно, под действием гравитационных сил, если в доме выполнена верхняя разводка с расположением расширительного бака для воды в верхней точке здания.

Тогда жидкость, подчиняясь силе тяжести, самостоятельно стекает в систему, создавая в ней определённый напор. Но чаще встречается конструкция автономного водопровода с нижней разводкой. В этом случае вода подаётся в дом снизу, и для создания давления в трубопроводе необходима работа вспомогательных агрегатов.

Обеспечить необходимый напор можно при помощи водяного насоса, подключенного к датчику давления. Как только в системе подает давление, например, при открытии кухонного крана, он включается, восполняя потери воды в системе. Однако, такой вариант неизбежно ведёт к быстрому износу дорогостоящего насосного оборудования, которому придётся включаться-отключаться буквально каждые несколько минут.

Наиболее целесообразным выходом в данной ситуации видится приобретение гироаккумулятора для систем водоснабжения. Это устройство, именуемое также гидробаком, способно самостоятельно, без участия сетевого насоса, поддерживать необходимое давление в водопроводе. При этом для его функционирования не требуется даже электроэнергия. Поэтому, отключение электричества никак не скажется на домашней водопроводной системе.

Рассмотрим, как работает гидроаккумулятор, более подробно. Гидробак подключается к водопроводу после сетевого насоса. При закачке им внутридомовой системы из скважины или колодца, вода изначально поступает в гидроаккумулятор, заполняя его. После этого, по достижении в системе установленного показателя давления, насосное оборудование автоматически отключается. Вся дальнейшая ответственность за поддержание необходимого уровня напора в домашнем трубопроводе ложится на гидробак.

Подача воды из гидробака в домовой водопровод обеспечивается внутренним давлением, создающимся внутри устройства сжатым воздухом. При включении сетевого насоса, бак заполняется из скважины, и находящийся внутри него, в отдельной камере, воздух начинает сжиматься. В результате в гидробаке создаётся давление, достаточное для поддержания необходимого напора в домовом водопроводе.

Когда включается источник водопотребления – душ, стиральная или посудомоечная машина, – давление воды в сети падает. Вода из бака, под действием сжатого воздуха и силы упругости растянутой мембраны, начинает поступать в домовую водопроводную систему. Когда показатель давления достигает необходимого уровня, система уравновешивается, и подача прекращается.

Данная последовательность действий повторяется всё время, пока внутри гидробака имеется необходимое количество воды. Как только она подходит к концу, и устройство не может более обеспечивать необходимый уровень давления в водопроводе, включается сетевой насос, заполняя бак водой из скважины.

Сетевой насос работает в паре с манометром и реле. Когда вода в ёмкости бака подходит к концу, и внутреннее давление падает, датчик запускает его в работу. Вода из скважины заполняет ёмкость аккумулятора до той поры, пока давление в нём не достигнет положенного значения. После этого реле отключает питающий насос.

Устройство типового гидроаккумулятора

Конструкционно гидробак состоит из нескольких технических элементов. В него входят:

1. Накопительная ёмкость.
2. Резиновая мембрана, разделяющая накопитель на две камеры – водяную и воздушную.
3. Штуцеры для подключения к трубопроводу.
4. Ниппель для закачки воздуха.
5. Манометр с реле давления.
6. Фильтровальные устройства (на некоторых моделях могут отсутствовать).

Основным элементом конструкции является собственно бак-накопитель, в который закачивается вода из источника водоснабжения. Снаружи он выполняется из металла, и может иметь различный объём. В продаже есть модели, вмещающие в себя от 15 до 150 и более литров. Выбор конкретной модификации зависит от количества жильцов и точек водоразбора в доме.

Внутри накопительный бак разделён на две камеры водонепроницаемой мембранной перегородкой, выполненной из прочной, но эластичной резины. Одна из камер предназначается для заполнения водой, а во второй содержится воздух. При заполнении бака, водяная камера увеличивается в объёме, и резиновая мембрана выгибается. В результате воздух сжимается, создавая внутреннее давление. Как только оно достигает определённого уровня, сетевой насос отключается, и поступление воды в гидробак прекращается.

В металлическом баке имеется три отверстия:

• Для закачки воды в ёмкость из скважины.
• Для подачи её из гидроаккумулятора в домовой водопровод.
• Ниппель для закачки воздуха в воздушную камеру.

Ниппель находится в корпусе устройства со стороны воздушной камеры. Он необходим для регулирования давления внутри гидробака. Если уровень его недостаточен, через ниппель закачивается дополнительная порция воздуха, позволяющая увеличить объём камеры и напор в ней. На моделях, имеющих большой объём накопителя, устанавливается ниппель для стравливания воздуха из водяной полости. Он попадает туда вместе с закачиваемой водой, и накапливается внутри. В результате полезный объём ёмкости уменьшается, а при попадании воздуха в трубопровод, он может создавать пробки.

В металлическом баке имеются ещё два технологических отверстия. Одно предназначается для заполнения его полости водой, а второе – для подачи её во внутридомовую систему. Оба отверстия снабжены резьбовыми штуцерами для подсоединения к ним водопроводных труб. Кроме того, многие модификации оснащаются кранами для аварийного сброса воды в канализацию. Такая необходимость может возникнуть, например, при проведении ремонтных работ трубопровода или сетевой аппаратуры.

Стабильность и автономность работы гидроаккумуляторов обеспечивается манометром, связанный с реле. С помощью данного устройства запускается в действие сетевой насос, наполняющий ёмкость гидробака. В процессе водоразбора, убывающее количество воды в системе компенсируется поступлением её из гидроаккумулятора. Как только давление в баке падает ниже определённого уровня, реле включает в работу сетевой насос, и ёмкость вновь наполняется.

У некоторых моделей, комплектация включает в себя водяные фильтры. Они бывают грубой или тонкой очистки. Первые задерживают крупные частицы, содержащиеся в подаваемой из скважины или из колодца воде – глину, песок, мелкий мусор. Фильтр тонкой очистки позволяет задерживать невидимые глазу элементы: окислы металлов, мелкодисперсные взвеси, а иногда даже патогенные микроорганизмы. Использование фильтров позволяет не только улучшить качество воды, но и продлить срок эксплуатации бытовых приборов и сантехники, подключённой к водопроводу.

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.

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.

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.

Мощность насоса, кВт.	0,55 — 1,5	2,20 — 3	4 — 5,5	7,5 — 9
Коэффициент	0,25	0,375	0,625	0,875

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.

Монтаж и регулировка гидробака

Разберём, где ставить гидробак, чтобы избежать проблем с его обслуживанием и, при необходимости, ремонтом. Поскольку устройство при работе сетевого насоса подвержено вибрации, основание для него должно быть прочным и плотным. Сам водный аккумулятор следует закреплять прочно, чтобы вибрационные колебания от него не передавались зданию, трубам, и не создавали излишний шум. Для этих же целей, между устройством и поверхностью, к которой оно крепится, можно поместить шумопоглощающую прокладку из мягкой резины.

• Место для гидробака лучше определить непосредственно после сетевого насоса – в подвальном или цокольном этаже. Главное условие, чтобы даже в зимние морозы в помещении была плюсовая температура. В противном случае вода в накопительной ёмкости перемёрзнет, что может привести к выходу прибора из строя, и к прекращению водоснабжения.
• Перед подключением аккумулятора к сети, нужно замерить показатель внутреннего давления в воздушной камере. Стандартно оно должно равняться 1,5 барам, однако, с течением времени часть воздуха может выйти из ёмкости, и реальное давление будет ниже полагающегося. В таком случае потребуется подкачать воздух с помощью насоса через имеющийся в баке ниппель.
• К трубопроводу гидробак подсоединяется через входные и выходные штуцеры. Для этого рекомендуется использовать гибкие шланги в металлической оплётке. Их можно, в случае необходимости, легко отсоединить. Они обладают хорошим запасом прочности и долговечны в эксплуатации. Если же подсоединять устройство напрямую к водопроводу, например, через жёсткие полипропиленовые переходники, могут возникнуть затруднения при его демонтаже.
• Перед первым заполнением необходимо стравить воздух из водяной камеры. Затем аккуратно заполнить её, не открывая на полную мощность запорный кран между сетевым насосом и гидробаком. Это необходимо, чтобы уберечь резиновую мембрану от разрыва вследствие резкого увеличения давления. Последним шагом потребуется отрегулировать манометр, чтобы он запускал питающий насос по достижении определённого показателя.

Как отрегулировать датчик давления, подробно описано в техпаспорте. Для этого нужно снять корпус прибора. Под ним располагаются две регулировочные пружины. Одна, большего размера, предназначена для выставления минимального показателя давления в баке. При падении напора до этой отметки, реле запустит сетевой насос, и бак начнёт заполняться водой. Вторая пружина, меньшего размера, отмечает верхний порог, при достижении которого контакты электропитания разомкнутся, и насос автоматически выключится. Наименьший показатель лучше выставить в положении в 1 бар, а верхний – около 3-х бар.

После заполнения ёмкости и регулировки манометра, устройство полностью готово к использованию. Благодаря внутреннему давлению, оно будет поддерживать необходимый напор в системе домашнего водоснабжения. В целом, установка водяного аккумулятора не столь сложное дело, и произвести её можно самостоятельно, не привлекая специалистов-сантехников. Главное – следовать схеме монтажа и подключения, которые имеются в прилагаемой к прибору инструкции.

Причины поломок и способы их устранения

Несмотря на достаточно прочную и долговечную конструкцию, бывает, что гидроаккумулятор для водоснабжения выходит из строя. Причин для этого бывает несколько. Очень часто происходит завоздушивание водной магистрали. В трубопроводе образуется воздушная пробка, препятствующая нормальной циркуляции воды. Причиной завоздушивания водопровода становится скопление воздуха внутри мембраны. Он попадает туда вместе с током воды, и постепенно накапливается, распространяясь по трубопроводу.

В гидробаках с вертикальным способом установки в их верхней части устанавливается специальный спускной ниппель, для стравливания скопившегося в мембране воздуха. Небольшие накопители, объёмом меньше 100л, обычно выполняются по горизонтальной схеме. Спустить воздух в них бывает несколько сложнее.

Процедура здесь выполняется в несколько этапов:

1. Гидроаккумулятор отключается от электропитания.
2. С системы сливается вся вода, до тех пор, пока накопительный бак полностью не опустеет.
3. Затем все краны в трубопроводной системе закрываются.
4. Гидробак подключается к электричеству, и заново заполняется водой.

Скопившийся внутри накопителя воздух уйдёт вместе со сбрасываемой водой.

Как определить разрыв мембраны?

Другая часто встречающаяся неполадка – разрыв внутренней мембраны гидроаккумулятора. Мембрана сделана из очень прочной резины, и способна выдержать несколько лет службы, периодически наполняясь водой и сжимаясь, выдавливая воду в трубопроводную сеть. Однако, у любой детали имеется предел прочности и определённый срок службы. Со временем мембрана может терять свою упругость и прочность, в итоге разрываясь. Прямым свидетельством о разрыве мембраны служат такие признаки:

• Давление в системе не равномерное. Кран как бы выплёвывает воду порциями.
• Стрелка манометра гидроаккумулятора перемещается скачкообразно, от максимума к минимуму.

Чтобы убедиться в прорыве мембраны следует стравить воздух из золотника с тыльной части бака. Если вместе с воздухом, наполняющим за мембранное пространство, выходит вода, то резиновая перегородка точно прорвана, и требует замены. Поменять мембрану вполне возможно своими руками. Для этого в сантехническом магазине приобрести новую мембрану. При покупке внимательно следите, чтобы резиновая комплектующая была именно от вашей модели гидробака.

Затем разбираем гидроаккумулятор, развинчивая соединительные болты. Разорванная деталь удаляется, а на её место ставится новая мембрана. Затем бак собирается, а все соединительные болты равномерно и крепко затягиваются.

Вызвать повреждения мембраны могут мелкие частички песка, попадающие в гидробак вместе с током воды из скважины. Проходя через мембрану, они стачивают и истончают её, приводя к преждевременному выходу из строя. Во избежание такого, рекомендуется на участке трубопровода между скважиной и гидроаккумулятором установить фильтр для улавливания частичек песка и прочих механических загрязнений.

Рекомендации по эксплуатации

Чтобы водяной аккумулятор прослужил как можно больше, следует соблюдать правила его эксплуатации, и вовремя производить техническое обслуживание. Ежемесячно рекомендуется проверять, не сбились ли настройки реле, а при необходимости производить их корректировку. Одновременно с этим нужно осматривать прибор на наличие внешних повреждений корпуса, протечек сальников и соединительных муфт.

Неисправность, чаще всего встречающаяся у гидроаккумуляторов, это разрыв резиновой мембраны. Произойти это может из-за резкого скачка давления во время закачки, либо по причине износа материала от долгой эксплуатации. Потеря мембраной герметичности незамедлительно скажется на напоре воды в водопроводной сети. Он резко снизится, либо начнёт скакать, то увеличиваясь, то падая практически до нуля.

Подтвердить разрыв мембраны может только разбор корпуса бака. Одновременно с этим, производится и установка новой резиновой перегородки между внутренними отсеками аккумулятора. Пошагово весь процесс выглядит таким образом:

• Гидроаккумулятор отключается от водопроводной системы.
• Отвинчиваются болты, крепящие горловину, или две половины бака (в зависимости от модели).
• Старая мембрана удаляется и заменяется целой.
• Корпус собирается в обратном порядке, болты крепко затягиваются.
• Устройство вновь подсоединяется к водоснабжению и запускается в работу.
• Проверяется реле, не сбились ли настройки за время ремонтных работ.

Это общий принцип ремонта, конкретные нюансы замены мембраны могут различаться у разных модификаций бака.

Выводы и полезное видео по теме

Использование гидроаккумулятора в системе автономного водоснабжения имеет множество положительных сторон. Поэтому, не следует экономить на установке этого полезного устройства, способного в любое время поддерживать в водопроводной сети необходимый напор. Ниже представлено полезное видео по данной теме.

Вас может заинтересовать — схема подключения гидроаккумулятора.