Как устроен гидробак и для чего нужен в системе водоснабжения
Гидробак, мембранный бак или гидроаккумулятор – это названия одного устройства, представляющего собой герметичную металлическую емкость. Внутри нее встроена эластичная мембрана в форме груши с небольшим количеством воды. Мембрана прикреплена к корпусу гидробака с помощью фланца с патрубком и делит емкость на две части. Одна из частей заполнена водой, вторая – воздухом или азотом. Если гидробак планируется установить в бытовой системе водоснабжения, то приобретают устройства, заполненные воздухом. Для промышленного использования в гидроаккумулятор закачивают азот.
С увеличением объема воды в емкости воздушная часть, соответственно, уменьшается, что приводит к повышению давления в системе подачи воды. После достижения определенных параметров специально настроенное реле отправляет команду на отключение насосного оборудования.
Для изготовления бака используется металл, однако причин для образования очагов коррозии нет. Дело в том, что от контакта с водой металл защищен мембраной, которая изготовлена из высокопрочного резинового бутила. Этот материал также обладает высокой устойчивостью к воздействию микроорганизмов, что способствует поддержанию качественных характеристик воды в соответствии с санитарными и гигиеническими требованиями. Можно с уверенностью сказать, что взаимодействие с этим видом резины никак не влияет на вкусовые свойства воды.
В мембранный отсек вода поступает через специальный патрубок, который оснащен резьбовым соединением идеальный вариант предполагает наличие одинакового диаметра у напорного патрубка и соединительного выхода трубопровода. В этом случае можно не беспокоиться о дополнительных гидравлических потерях внутри труб водопроводной системы.
Для регулировки давления внутри гидробака воздушная камера оснащена специальным пневмоклапаном. Накачивание воздуха в предназначенный отсек выполняется с помощью обычного автомобильного ниппеля. Также через это приспособление осуществляется стравливание избыточного количества воздушной массы. Закачивать воздух можно с помощью компактного автомобильного или простого велосипедного насоса.
Конструкция устроена таким образом, что мембрана не имеет возможности порваться под напором поступающей в нее воды. Дело в том, что сжатый воздух внутри гидробака оказывает сопротивление этому напору и препятствует ее деформации или разрыву. Следует отметить, что сжатый воздух позволяет выполнить регулировку давления, перед тем как подключить гидроаккумулятор. В целом, регулировка гидрофора не представляет каких либо сложностей.
Рассматривая устройство мембранного бака, можно выделить несколько основных узлов:
- Корпус, изготовленный из металла.
- Мембрана, выполненная из высокопрочной резины.
- Фланец, оснащенный клапаном.
- Ниппель для закачивания или стравливания воздуха.
- Ножки.
- Платформа для установки насоса.
Зная устройство оборудования, можно самостоятельно решить проблему, как правильно подключить гидроаккумулятор для водоснабжения.
Установка варианты и схемы подсоединения
В зависимости от внутренних особенностей водопроводной системы способы установки могут различаться. Стоит рассмотреть наиболее востребованные варианты.
Подключение к насосной станции
В данном случае работы по подключению гидроаккумулятора к автономной системе водоснабжения осуществляются одновременно с установкой автоматики и переходников. Наиболее общие случаи монтажа предполагают наличие следующих комплектующих:
- манометра;
- пятивходного штуцера;
- коммутирующего гидравлического реле (реле давления).
Если для забора воды используется погружной насос, скважинная обвязка должна комплектоваться обратным клапаном и реле сухого входа. Если для подкачки воды применяется более простой – поверхностный центробежный насос, дешевле и целесообразнее покупать насосную станцию в сборе, а не монтировать отдельные элементы. Второй вариант предпочтительнее для тех, у кого мало опыта, но есть желание устанавливать насос самостоятельно.
Два гидробака к одному насосу
Подключение двух (и более) гидробаков – это распространённая проблема для людей, столкнувшихся с вынужденным увеличением водопотребления. Если объём одного бака оказался слишком мал, монтаж дополнительного гидроаккумулятора – это дело несильно обременительное.
Установить дополнительные элементы можно параллельно действующей системе: достаточно использовать ещё один переходный штуцер, гибкий шланг или водопроводную трубу. Система с двумя (и более) баками – это и рациональное решение, и отличная подстраховка. Если в одном из баков выйдет из строя мембрана, то всё равно можно будет использовать насос, но не в интенсивном режиме. Такая система предоставит достаточно времени для замены несправного узла.
К погружному
Можно догадаться, что речь идёт о насосе, который погружён в водоносный горизонт скважины или колодца. Для бесперебойного водоснабжения такую систему необходимо оборудовать обратным клапаном: данное устройство не позволит выкачанной воде после использования вернуться в забой скважины. Соответственно, насос не будет работать вхолостую и прослужит гораздо дольше.
Ещё один важный момент – это качество напорного трубопровода: так как труба залегает на довольно большую глубину, возможную поломку можно заметить не сразу.
Поверхностному
У подключения гидроаккумулятора к системе с внешним центробежным насосом также есть свои нюансы, а именно:
- первым делом нужно проверить внутреннее давление бака: оно не должно превышать отметку 1 бар;
- для подготовки к подключению понадобится пятивыводный штуцер. Эта маленькая, но очень важная деталь объединяет сам гидроаккумулятор, трубопровод, реле давления, манометр и внешний насос. Перед непосредственным процессом установки необходимо запастись герметизирующими материалами (герметик или сантехническая лента);
- чтобы присоединить штуцер к бачку, следует использовать жёсткий шланг или фланец с пропускным клапаном;
- после установки бачка стоит монтировать остальные элементы: манометр, реле, водопровод, ведущий к насосному агрегату;
- перед началом эксплуатации следует провести серию циклов включения и выключения, чтобы выявить возможные протечки;
- если что-то пошло не так, нужно выяснить причину неполадки и при необходимости повторить весь цикл установки заново.
К водонагревателю
Гидроаккумулятор в системе с накопительным водонагревателем исполняет функцию расширительного бака. Вода в процессе нагревания увеличивается в объёме, что также увеличивает нагрузку на водопровод. Так как в замкнутом пространстве повышается давления, то процесс может стать очень критическим, при этом снижение температуры является недопустимым. Возникает необходимость куда-нибудь перенести это избыточное давление. Здесь на помощь и приходит гидроаккумулятор. Излишек нагретой воды будет уходить в гидробак, что позволит нормализовать давление в системе. Далее, воду из расширительного бака можно использовать для бытовых целей.
Как устроен гидробак и для чего нужен в системе водоснабжения
Гидробак, мембранный бак или гидроаккумулятор – это названия одного устройства, представляющего собой герметичную металлическую емкость. Внутри нее встроена эластичная мембрана в форме груши с небольшим количеством воды. Мембрана прикреплена к корпусу гидробака с помощью фланца с патрубком и делит емкость на две части. Одна из частей заполнена водой, вторая – воздухом или азотом. Если гидробак планируется установить в бытовой системе водоснабжения, то приобретают устройства, заполненные воздухом. Для промышленного использования в гидроаккумулятор закачивают азот.
С увеличением объема воды в емкости воздушная часть, соответственно, уменьшается, что приводит к повышению давления в системе подачи воды. После достижения определенных параметров специально настроенное реле отправляет команду на отключение насосного оборудования.
Для изготовления бака используется металл, однако причин для образования очагов коррозии нет. Дело в том, что от контакта с водой металл защищен мембраной, которая изготовлена из высокопрочного резинового бутила. Этот материал также обладает высокой устойчивостью к воздействию микроорганизмов, что способствует поддержанию качественных характеристик воды в соответствии с санитарными и гигиеническими требованиями. Можно с уверенностью сказать, что взаимодействие с этим видом резины никак не влияет на вкусовые свойства воды.
В мембранный отсек вода поступает через специальный патрубок, который оснащен резьбовым соединением идеальный вариант предполагает наличие одинакового диаметра у напорного патрубка и соединительного выхода трубопровода. В этом случае можно не беспокоиться о дополнительных гидравлических потерях внутри труб водопроводной системы.
Для регулировки давления внутри гидробака воздушная камера оснащена специальным пневмоклапаном. Накачивание воздуха в предназначенный отсек выполняется с помощью обычного автомобильного ниппеля. Также через это приспособление осуществляется стравливание избыточного количества воздушной массы. Закачивать воздух можно с помощью компактного автомобильного или простого велосипедного насоса.
Конструкция устроена таким образом, что мембрана не имеет возможности порваться под напором поступающей в нее воды. Дело в том, что сжатый воздух внутри гидробака оказывает сопротивление этому напору и препятствует ее деформации или разрыву. Следует отметить, что сжатый воздух позволяет выполнить регулировку давления, перед тем как подключить гидроаккумулятор. В целом, регулировка гидрофора не представляет каких либо сложностей.
Рассматривая устройство мембранного бака, можно выделить несколько основных узлов:
- Корпус, изготовленный из металла.
- Мембрана, выполненная из высокопрочной резины.
- Фланец, оснащенный клапаном.
- Ниппель для закачивания или стравливания воздуха.
- Ножки.
- Платформа для установки насоса.
Зная устройство оборудования, можно самостоятельно решить проблему, как правильно подключить гидроаккумулятор для водоснабжения.
Разновидности насосов для колодца
При подаче воды для загородного дома из колодца используются насосные агрегаты 2 типов:
- Поверхностные. Предназначены для неглубоких источников. Максимальная высота подъема жидкости для всасывающих установок ограничивается 9 м.
- Глубинные, или погружные. Способны поставлять в жилые помещения частных строений влагу из водоносных пластов, расположенных на глубине до 100 м.
Отдельный тип представлен . Их устанавливают на зеркале воды по аналогии с поплавками. К рабочим температурам таких устройств предъявляются ужесточенные требования. Внутреннее пространство колодезной шахты не вентилируется, поэтому использование данной разновидности помп считается нецелесообразным.
К температурному режиму эксплуатации всасывающих механизмов предъявляются особые требования. Величина минимального допустимого показателя составляет +40°С, что затрудняет применение поверхностных агрегатов в морозный период. Проблема решается установкой помпы в кессоне или подвальном помещении жилого отапливаемого строения. Необходимо придерживаться максимальной приближенности к источнику (не дальше 10 м).
Погружные насосы характеризуются повышенной мощностью, позволяющей поставлять воду из глубинных подземных пластов, расположенных до 100 м от поверхности. Для размещения расширительного бака рекомендуется выделить отдельное техническое помещение с обогревом в холодный период.
Из-а мощности агрегата устанавливать дополнительный насос не потребуется.
Производительности погружного агрегата достаточно для подъема жидкости к накопительной емкости, установленной на отапливаемом чердаке жилого дома.
Преимуществом использования данного типа силовых установок является возможность коллективного пользования источником при достаточном дебите колодезной шахты.
Мощность механизма позволяет не устанавливать отдельный насос для дальнейшего распределения воды по узлам разбора. Высокое давление в системе обеспечивает разводку между накопительной емкостью и точками потребления.
Универсальность колодезной организации водоснабжения проявляется возможностью использования скважинных помповых установок, отличающихся меньшим диаметром и большей длиной при прочих аналогичных характеристиках. Из-за большой стоимости их применение для подъема жидкости из колодца считается нецелесообразным.
Из чего состоит гидроаккумулятор
Конструкция гидроаккумулятора проста, но в то же время представляет собой сложный механизм, позволяющий исключить необходимость включения насоса каждый раз, когда открывается кран в доме для того, чтобы набрать кружку воды.
Конструктивно гидроаккумулятор можно разделить на следующие составные части:
- Корпус. Это стальное основание, которое напоминает расширительный бак. Этот бак рассчитан на рабочее давление в пределах от 1,5 до 6 атмосфер. Однако значение давления может быть увеличено до 10 атмосфер, но только при условии кратковременного воздействия. В противном случае бак может не выдержать, и произойдет его взрыв.
- Резиновый резервуар или «груша». Это эластичная мембрана, которая фиксируется к входной части бака, и располагается непосредственно во внутренней части ресивера. Вода поступает внутрь груши через впускной фланец с клапаном. Этот фланец закреплен к горловине емкости гидроаккумулятора.
- Ниппель. Располагается с противоположной стороны нахождения впускного клапана. Основное предназначение ниппеля заключается в том, что он служит для закачивания воздуха в конструкцию корпуса ресивера.
Для удобства использования бака к его металлическому основанию привариваются ножки. Кроме того, для удобства использования гидроаккумулятора рядом с ним располагается электродвигатель с насосом. Чтобы сократить расхода на соединении насоса с баком, электродвигатель располагается преимущественно на верхней части гидроаккумулятора. Для этого к баку приваривается опорный кронштейн в верхней части.
Гидроаккумуляторы также бывают вертикальными и горизонтальными. Если горизонтальный предназначен непосредственно для установки совместно с насосом, то вертикальный служит для установки его отдельно.
Описание обвязки
Для летнего варианта можно оставлять верхний вывод на поверхности. Он будет использоваться только в тёплый период года при помощи подсоединения временного водопровода. Если вода нужна на протяжении всего года, то система должна быть постоянной. Для этого трубопровод необходимо укладывать ниже уровня промерзания. В среднем глубина должна составлять от 1 метра (зависит от региона). Кроме промерзания, стоит позаботиться и о том, чтобы внутрь системы не попадал мусор.
Также следует подумать о свободном доступе. Необходимо периодически выполнять ревизию системы и оборудования. Чаще всего схема обвязки скважины на воду включает в себя такие работы (если это не промышленная скважина):
- Изготовление приямка, установка адаптера или кессона.
- Создание проекта и прокладывание трубопровода.
- Монтаж гидроаккумулятора, глубинного насоса и фильтрационной системы.
Что это такое?
Любой гидроаккумулятор представляет собой ёмкость в форме бака, корпус которой может быть изготовлен из стали, чугуна или особо прочного пластика. Внутри расположена мембрана или как её ещё часто называют, груша. Мембрана прикреплена к корпусу с помощью фланца с патрубком, через который поступает вода.
В корпусе предусмотрено техническое отверстие для ниппеля, через него в бак закачивается необходимый объём воздуха. Для удобства размещения гидроаккумулятор оснащён ножками и платформой в верхней части корпуса для установки насоса.
На патрубок монтируется блок автоматического управления с манометром и реле давления – это «сердце» всей водопроводной системы.
Выбор типа устройства
При заборе питьевой воды из удаленной скважины используется погружной аппарат, способный поднимать жидкость с пластов, залегающих на уровне 60-90 м ниже грунтового слоя.
Такой насос не нуждается в защите от атмосферных осадков, может работать бесшумно и с высокой производительностью при любой погоде, включая период заморозков. Технология монтажа, предусматривающая полное погружение аппарата в воду, снижает риск перегрева механизмов. Единственный недостаток устройства заключается в необходимости его подъема для проведения профилактических работ.
Центробежные
Один из востребованных типов погружных насосов, способный перекачивать воду с песком, при этом концентрация примеси не должна превышать 185 г/м³. В пластиковом или стальном корпусе помпы размещается двигатель, который приводит в движение колесо с лопатками. В зависимости от конструкции лопастей выделяют 3 разновидности аппаратов: роторные, турбинные и винтовые. При вращении крыльчатка создает центробежную силу, под действием которой жидкость засасывается во внутреннюю камеру, а затем поступает в систему водопровода усадьбы.
Такие насосы оснащаются автоматикой для защиты от сухого хода и перепадов напряжения. На дренажных моделях устанавливается поплавок, сигнализирующий о снижении уровня воды.
Вибрационные
В сооружениях для добывания воды с небольшой глубиной используются погружные насосы вибрационного типа. Они не имеют вращающихся узлов, а перемещение жидкости в системе происходит за счет воздействия электромагнитного поля, образующегося вокруг сердечника с обмоткой.
Вибрационный насос.
При подаче тока электромагнит притягивает соединенную с поршнем мембрану и колодезная вода поступает в камеру впуска. Как только поле исчезает, шток возвращается на место, закрывая входной клапан. В это же время под давлением поршня жидкость проталкивается в находящуюся за ним камеру, чтобы при повторном появлении магнитного поля попасть в трубопровод. Работа штока сопровождается вибрацией, способной со временем уплотнить грунт и тем самым снизить поступление воды.
Такие модели не отличаются высокой производительностью, но при этом надежны, быстро устанавливаются и не требуют обслуживания. Необходимо только проверять затяжку креплений корпуса и штока, поскольку от вибрации могут откручиваться гайки. Оборудование нельзя использовать на плавунах и размещать в непосредственной близости от дна.
Как правильно выбрать гидробак
Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.
Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.
Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец
При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.
Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.
Расчет параметров гидробака
В большинстве случаев включений, гидробаки для водоснабжения устанавливают по принципу: чем больше объем, тем лучше. Но слишком большой объем не всегда оправдан: гидробак займет много полезного места, вода в нем будет застаиваться, и если перебои с электроэнергией бывают очень редко, в нем просто нет необходимости. Слишком маленький гидробак также неэффективен – если используется мощный насос, то он будет часто включаться и выключаться и быстро выйдет из строя. Если возникает ситуация, когда пространство для монтажа ограничено или финансовые средства не позволяют приобрести накопительный бак большой емкости – можно рассчитать его минимальный объем по приведенной ниже формуле.
Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака
В последнее время на рынке появились современные высокотехнологичные электронасосы с плавным пуском и остановкой, частотным регулированием скорости вращения рабочих колес в зависимости от водопотребления. В этом случае необходимость в гидравлическом баке с большим объемом отпадает – плавный пуск и регулировка не вызывают гидроударов, как в системах с обычными электронасосами. Автоматические блоки управления высокотехнологичных устройств с частотным управлением имеют встроенный гидробак очень маленького объема, рассчитанный на свою насосную группу.
Таблица рассчитанных значений давления и объема гидробака в зависимости от режимов работы поставляющей воду линии
Зачем нужен гидроаккумулятор
И колодец, и скважина могут обладать недостаточным дебитом (см. Дебит скважины – как узнать, хватит ли вам воды). Иными словами, они не всегда в состоянии выдать за один прием столько воды, сколько вам нужно. Иногда эта проблема возникает не сразу, а через несколько лет эксплуатации источника.
Логично, что в таком случае в доме должен быть запас воды. Но не в ведрах и банках, а в самой системе. И это реально осуществить, если включить в схему водоснабжения гидроаккумулятор или накопительный бак.
Преимущества гидроаккумулятора
Накопительный бак – это, как говорится, «прошлый век». Он неудобен и не практичен.
Судите сами:
- Устанавливать его нужно над помещениями-водопотребителями, то есть, на чердаке. Это значит, что он нуждается в утеплении, иначе зимой вода будет замерзать.
- Никто не отменяет риск протечек и переполнения бака. Это редко, но случается. Последствия представить несложно.
- Вода из накопительного бака поступает к приборам под давлением собственного веса. А этого недостаточно для нормальной работы сантехприборов и особенно бытовой техники – стиральной и посудомоечной машины.
Система водоснабжения с накопительным баком
Напрашивается очевидный вывод: включать в систему накопительную емкость имеет смысл только в небольших домах для летнего использования, не оборудованных современными приборами. Если же вы живете в доме постоянно, вам больше подойдет схема водоснабжения от гидроаккумулятора.
И вот почему:
- Это более совершенное устройство – оно позволяет настраивать давление в системе в соответствии с вашими потребностями;
- Гидробак тоже должен стоять в теплом помещении, но эту задачу решить проще, так как его не нужно поднимать на самую высокую точку. Для установки подойдет и кессон над скважиной, и подвал дома, и любое техническое помещение;
- Соответственно, и возможные протечки не так страшны: вода не намочит перекрытия, не испортит ремонт и мебель.
Система водоснабжения с гидроаккумулятором
Как он работает
Гидроаккумулятор – это герметичная емкость, разделенная внутри на две секции. В качестве разделителя может выступать резиновая диафрагма или полая «груша».
В одну секцию поступает вода, а в другой находится воздух, который по мере наполнения первой секции сжимается, создавая давление на диафрагму.
Устройство гидроаккумулятора
По мере опустошения бака при разборе воды, давление воздуха падает. Когда оно достигает предельного минимального значения, срабатывает реле давления, которое запускает насос. Он снова накачивает в бак воду, пока давление не достигнет максимума.
Гидроаккумулятор с реле давления и манометром
В результате:
- Мы имеем постоянный напор в системе;
- Насос не включается при каждом повороте крана, поэтому его детали меньше изнашиваются и служат дольше;
- Схема водоснабжения гидроаккумулятором позволяет всегда иметь запас воды на случай её большого разбора и неспособности источника выдать нужный объем единовременно.
Объем бака выбирается исходя из потребностей семьи. Он может быть и 5, и 500 литров.
Устройство гидроаккумулятора
Что бы не возникало лишних вопросов при сборке гидроаккумулятора своими руками нужно понимать как он устроен. Так как жидкости не сжимаются, в устройстве гидроаккумулятора используется газ.
Он разбивается на 2 части в одной у нас будет вода, а во второй обычный воздух. Между ними устанавливается резиновая мембрана. Накачиваем одну часть воздухом до определенного давления. Далее подаем воду в гидравлический бак, происходит повышение давления и мембрана начинает давить и сжимать воздух. Продолжаем подавать воду пока в гидравлическом баке не создастся нужное нам давление. Далее, если мы откроем кран, то вода польется, так как на воду будет давить сжатый воздух.
Как видно устройство гидравлического бака очень простое. Единственным узким местом при создании такого агрегата в домашних условия является мембрана, ее самостоятельное изготовление в домашних условиях весьма проблематично. Не у каждого под рукой есть резина нужной формы и качества, да и закрепить ее так чтобы она выдерживала давление весьма проблематично. Но выход есть! Мембрана вовсе и не нужна, мы просто закачиваем сверху воздух под определенным давлением, а так как воздух моментально не смешивается с жидкостью роль мембраны будет выполнять граница между воздухом и водой.
