Накопительный бак для водоснабжения

Одной из самых неприятных бытовых проблем является отсутствие воды в кране. Легко пережить отсутствие света или газа, однако вода – это обязательный компонент жизни человека, и когда ее нет или мало, начинаются проблемы. Можно держать постоянно в доме несколько емкостей с водой, например пластиковые бутыли, однако куда практичнее определить, какой нужен накопительный бак для водоснабжения и схема системы для частного дома, чтобы не терять в комфорте и продолжать пользоваться бытовыми приборами и раковиной с ванной, как ни в чем не бывало.

Зачем нужен и как им пользоваться

Если по каким-то причинам не работает насос в системе автономного водоснабжения, или нет напора в централизованном городском водопроводе, то подавать ее в раковину или бачек унитаза можно из предварительно набранной резервной емкости. Проще говоря, лучше всегда иметь в доме запас питьевой воды и использовать ее в экстренных ситуациях.

Есть масса вариаций, как установить и подключить накопительную емкость, в зависимости от типа источника воды, возможного расположения емкости и даже планировки дома. Достаточно выбрать подходящий вариант и определиться с типом самого аккумулирующего бака.

Накопительной емкостью может выступать емкость с достаточным внутренним объемом, выполненная из материала стойкого к коррозии и безопасного для хранения питьевой воды. Используются такие материалы как:

• поливинилхлорид;
• сшитый полиэтилен высокого или низкого давления;
• полипропилен;
• нержавеющая сталь;
• сталь с покрытием водонепроницаемыми лаками и керамическими покрытиями.

Пластиковые баки

Оцинкованная сталь хоть и обладает стойкостью к коррозии и водонепроницаема, однако со временем защитный слой цинка может истончиться, особенно в местах соединения и сварки.

По конструкции выделают:

• открытые емкости, у которых имеется горловина с крышкой или без, но с герметичными стенками и дном;
• закрытые полностью герметичные емкости мембранного типа.

В первом случает все просто, весь внутренний объем заполняется водой и при необходимости сливается через патрубок, закрепленный в самой нижней точке.

В случае с мембранными аккумулирующими баками полезный объем как минимум на треть меньше объема всей конструкции. Часть объема отводится под воздушную камеру, отделенную от воды с помощью прочной эластичной мембраны. По мере наполнения емкости водой мембрана давит на воздушную камеру, создавая избыточное давление. Когда требуется получить воду обратно, открывается вентиль, и она поступает в водопровод под действием накопленного давления.

С нижним или верхним расположением

Есть три варианта подключения накопительной емкости и использования запаса воды:

• Верхнее расположение емкости. В этом случае забор воды осуществляется под действием силы гравитации. Чем выше расположен гидроаккумулятор по отношению к потребителю, тем сильнее напор воды. Каждые 10 метров высоты добавляют 0,1 атмосферу, или примерно 1 бар.
• Нижнее расположение простой накопительной емкости. Гравитация уже не поможет, и для подачи в водопровод используется насос, поднимающий давление до оптимального уровня.
• Аккумулирующие емкости мембранного типа сами по себе создают требуемое давление для подачи воды. Нижнее расположение на уровне потребителя для них является оптимальным, так как от установки на чердаке или вышке никакого преимущества не будет.

Как определить оптимальный вариант?

Если дом с несколькими этажами и есть возможность расположить накопительный бак на чердаке, то это позволит обойтись без дополнительной установки насоса, и не нужно тратиться на дорогостоящий мембранный бак. Фактически это аналог водонапорной башни. Однако поднять емкость так высоко, чтобы обеспечить комфортный напор на уровне 2-2,5 атм. все равно сложно. Тем более что встает вопрос об утеплении бака, чтобы в зимний период вода в нем не замерзала.

В случае аварийного отключения воды имеющегося давления в 0,2-0,3 атм. будет вполне достаточно, чтобы воспользоваться смесителем в раковине, унитазом или даже душем, однако не получится задействовать часть бытовой техники, например стиральную машинку или посудомойку, которым требуется большее давление для срабатывания электромагнитных клапанов.

Установка емкости в уровень с потребителем подойдет в тех случаях, когда нет возможности поднять бак на чердак или хотя бы на этаж выше. Это же относится и установке накопительного бака в квартире. Потребуется небольшой насос для подачи воды в водопровод под давлением. Для обеспечения адекватного режима работы насосу потребуется расширительный мембранный бак.

Аккумулирующий бак с мембраной отлично подойдет для хранения запаса воды как при использовании централизованного водопровода, так и в автономной системе. При этом он не требует дополнительного оборудования или верхнего расположения. Однако его стоимость значительно выше, чем любой обычной накопительной емкости даже в сочетании с простым насосом.

Объем бака

В случае проблем на линии городского водопровода и отключения воды обычно ремонтные работы выполняются за день-два. Однако аварии случаются и на праздники, и в местах, где быстрый ремонт попросту невозможен, тогда придется ждать куда дольше. Оптимальным будет запас воды на 2-3 дня из расчета использования туалета, поддержания личной гигиены и приготовления пищи.

На семью из трех человек вполне достаточно 100 литров в день при использовании воды в эконом режиме. Для одной стирки требуется приблизительно 80 литров воды, точнее можно узнать в паспорте к стиральной машинке. Аналогично для посудомойки.

Получается, что на 2-3 дня при использовании бытовой техники надо искать накопительную емкость объемом не менее 500 литров, половина кубического метра.

Однако есть ряд ограничений:

• Чем больше объем воды и накопительной емкости открытого типа, тем быстрее она начнет зарастать осадком. Не рекомендуется использовать в быту емкости объемом больше 200-250 литров для долговременного хранения воды.
• Следует учитывать запас прочности перекрытия и несущих стен. Установку бака нужно закладывать еще на стадии проектирования дома.
• При использовании автономного водоснабжения объем накопительного бака, особенно мембранного типа, не должен превышать дебета скважины. Если это правило не получается соблюсти, то обязательно нужна защита насоса от холостого хода.

Накопительные баки мембранного типа ограничены в своем объеме и не способны отдать весь запас сохраненной жидкости. Для формирования запаса свыше 300 литров придется подключить несколько баков меньшей емкости параллельно друг другу.

Общие правила подключения

Устанавливается бак с водой на подготовленной площадке: бетонном основании, перевязанном с фундаментом, или усиленной металлической раме из профилированной трубы. Конструкция должна выдержать полуторный вес бака и воды в нем при полном заполнении.

Входной патрубок может быть любого подходящего диаметра, подача воды происходит под давлением. Выходной патрубок и трубу к водопроводу выбирают диаметром в полтора-два раза больше чем сечение основной линии. Оптимальный размер 32 мм.

Утепление даже самое качественное лишь замедляет снижение температуры в баке. Для предотвращения замерзания воды при установке емкости на неотапливаемом чердаке или на крыше следует использовать любую подходящую систему подогрева труб и самого накопителя.

С централизованным водоснабжением

Любой тип подключения накопительной емкости требует наличия обратного клапана на вводе в дом или квартиру. Именно клапан будет препятствовать вытеканию запасенной воды обратно в трубопровод, а не к потребителю.

Верхнее подключение

Бак устанавливается под потолком первого этажа, этажом выше санузла и кухни или на чердаке. У бака должен быть штуцер в верхней части для подачи воды, еще один чуть выше для сброса в канализацию при переполнении и штуцер в самой нижней части для забора воды.

Уже после ввода фильтра грубой очистки запорного вентиля, счетчика и обратного клапана устанавливается тройник, от которого труба идет к входному патрубку бака, перед штуцером устанавливается запорный вентиль или управляемый клапан.

К выходному штуцеру подсоединяется запорный вентиль и опускается труба обратно к водопроводу, с которым соединяется посредством тройника.

Шланг для сброса излишков опускается в канализацию или выводится за пределы дома в палисадник или дренажную систему.

Для контроля наполнения используется механический клапан с поплавком, аналогичный тем, что используются в бачке унитаза.

Чтобы воспользоваться запасенной водой, достаточно открыть выходной вентиль.

Нижнее подключение

Подключение выполняется идентично первому варианту. Однако на выходе необходимо установить насос для создания в водопроводе дополнительного давления. Перед каждым использованием воды придется включить предварительно насос.

Упростить жизнь поможет готовая насосная станция или дополнение насоса расширительным баком мембранного типа и реле давления.

Нижнее подключение накопительного бака с мембраной

Для подключения бака используется всего одна труба, подсоединенная к водопроводу через тройник с вентилем. Врезка осуществляется так же после фильтра, счетчика и обратного клапана.

Перед использованием необходимо настроить давление в воздушной камере. Делать это необходимо строго в соответствии с инструкцией к выбранной модели. Предварительно изучается нормальное давление в водопроводе, притом с учетом колебаний в течение суток. Берется в итоге среднее значение, которое используется для настройки бака. Только так получится использовать максимум полезного объема бака.

Для автономного водоснабжения

Как и в случае с централизованным водопроводом имеется несколько вариантов подключения.

Водонапорная башня

Накопительный бак устанавливается на уровне 15-20 метров над уровнем земли на укрепленной вышке или чердаке. Вода от скважинного насоса или насосной станции подается непосредственно в бак, а уже с него раздается в санузел и на кухню в доме. Давление в системе обеспечивается перепадом высот между уровнем воды в баке и краном смесителя в доме.

Недостатком является постоянный проход через бак воды, что вызовет со временем накопление осадка, даже если предварительно установить фильтрующую систему.

Преимущество в простоте конструкции и минимуме дорогостоящих элементов, за исключением самой конструкции башни и обязательного утепления бака для защиты от замерзания даже при его размещении на чердаке.

Нижнее подключение накопительного бака

Емкость устанавливается вровень с насосной станцией или на первом этаже в доме. Наполняется она во время обычной работы насоса за счет воды из скважины. Ограничителем является поплавковый выключатель.

Подобный вариант спасает при чрезмерном потреблении воды и снижении уровня воды в скважине или колодце. Однако бесполезен при выключении электричества, так как для подачи конечному потребителю воды из запаса требуется насос.

Схема нижнего подключения накопительного бака

Мембранный аккумулирующий бак

Мембранный бак для хранения запаса воды устанавливается после насосной станции и обратного клапана, с нижним подключением. Если насосная станция по какой-то причине не работает и не поддерживает давление в системе, то вода поступает с аккумулирующего бака.

Баки для водоснабжения: разновидности и применение

Предназначенные для установки на водоснабжение напорные баки

Сегодня нам предстоит изучить регулирующие емкости в системе водоснабжения. Мы выясним, какими они могут быть и какие функции выполняют. Кроме того, мы познакомимся с рядом популярных схем водопроводов с теми или иными разновидностями емкостей.

Первое знакомство

Наш список включает:

Накопительная емкость без избыточного давления

Изображение	Описание
Накопительные безнапорные емкости. Их характерные особенности — большой внутренний объем и отсутствие избыточного давления. Вода подается потребителю самотеком или насосом.
Бойлер косвенного нагрева — бак для горячего водоснабжения с теплообменником, в котором источником тепла является теплоноситель из системы отопления	Теплоаккумуляторы и бойлеры. Их функция — создать резерв горячей воды для обеспечения ее пикового потребления. Объем бака варьируется от 10 до 3000 литров; этот класс устройств может греть воду самостоятельно или использовать внешний источник тепла.
Гидроаккумулятор — напорный бак для водоснабжения	Гидроаккумуляторы. Они, в отличие от накопительной емкости, запасают воду с избыточным давлением, которое обеспечивает сжатый воздух или азот в отсеке, отделенном от запаса воды эластичной мембраной.
	Расширительные баки. Цель их применения — компенсировать расширение воды при нагреве и не допустить критического роста давления в контуре водоснабжения.
Квартирный гаситель гидроударов от компании Valtec	Гасители гидроударов. Они, как и следует из названия, призваны гасить кратковременные скачки давления при некорректной работе запорной арматуры (например, при быстром заполнении сброшенного водопровода или мгновенной остановке циркуляции в системе ГВС).

Любопытно: последние три типа устройств различаются в основном окраской и размерами. Все они представляют собой стальные емкости с двумя отсеками (водяным и воздушным), разделенные между собой эластичными мембранами.

Устройство мембранного бака

Узнать больше о том, как применяются регулирующие емкости для водоснабжения, вам поможет видео в этой статье.

Варианты применения

Теперь давайте выясним, как может быть устроена система водоснабжения с баком для холодной или горячей воды.

Накопительная самотечная емкость

Эта схема полезна в двух случаях:

1. При подаче воды по графику (что типично для многих садовых кооперативов);

В летний водопровод вода для полива подается 2-3 раза в неделю

1. При наличии собственного источника воды и длительных перебоев в энергоснабжении, препятствующих работе насоса.

Объем накопительного бака рассчитывается как произведение максимального промежутка между подачами воды или электроэнергии и суточного расхода. Скажем, при расходе воды в 200 литров в сутки и подаче воды в садовый водопровод два раза в неделю разумный минимум запаса воды равен 200 литров/сутки х 4 суток (промежуток между включениями водопровода) = 800 литров.

Санитарные нормы расхода воды на одного жильца помогут вам в расчетах

Как реализовать автоматическое наполнение бака и подключить к нему водопровод?

• Водопровод подключается к крану, врезанному в дно или низ боковой стенки накопительной емкости. Кран позволит вам при необходимости отключить воду для ремонта смесителя или сливного бачка, не теряя запас воды;

На фото хорошо виден шаровый кран на подключении к водопроводу

• Летний водопровод с периодической подачей воды подключается к верху емкости через заливной поплавковый клапан. И клапаны, и поплавки для бака водоснабжения такие же, как в сливном бачке унитаза, с поправкой на разницу в пропускной способности. При большом объеме бака, клапан лучше приобрести размером ДУ 20-ДУ 25 — вместо стандартного ДУ 15;

Заливной клапан перекрывает воду, когда бак полон

• При подаче воды из скважины за включение и выключение насоса отвечает поплавковый датчик уровня.

Схема водоснабжения с подачей воды из скважины и накопительной емкостью

Увы, схема с самотечной емкостью имеет три довольно серьезных недостатка:

1. Напор воды в водопроводе ограничен высотой емкости над точкой водоразбора и редко превышает 3-4 метра;

Справка: напор нужен как для полноценной работы смесителей и сливных бачков, так и для большей части бытовой техники. Типичный пример — проточный водонагреватель: он не включит ТЭН, если в водопроводе нет хотя бы 0,3 атмосфер (что соответствует трехметровому водяному столбу).

Для работы этого прибора нужен напор не меньше трех метров

1. Зимнее использование водопровода подразумевает установку накопительного бака на утепленный и отапливаемый чердак. Отапливать дополнительное неэксплуатируемое помещение дорого и нецелесообразно;
2. Емкость бака ограничена прочностью перекрытия. Ставить емкость объемом в 3-5 кубометров на деревянные балки — очень сомнительная идея.

Деревянное перекрытие может не выдержать веса многотонной емкости

Накопительная емкость с подачей воды насосом

Этих недостатков лишена другая схема, обеспечивающая автономное водоснабжение: бак устанавливается в подвале, подполе или цокольном этаже, а подача воды в водопровод обеспечивается насосной станцией.

Подсказка: в утепленном подвале, контактирующем с грунтом ниже уровня промерзания, температура всегда выше нуля.

Бак для воды установлен в помещении котельной в цокольном этаже

Как реализуется использующее насос водоснабжение из бака?

• Наполнение емкости обеспечивается так же, как в предыдущем случае;
• Выходной патрубок подключается к насосной станции;
• Между насосом и водопроводом устанавливается обратный клапан. Он не позволяет воде из системы водоснабжения сливаться в емкость при отключении насоса.

Схема водоснабжения с подачей воды насосом из емкости

Электрический бойлер

Накопительный электрический водонагреватель — теплоизолированный и снабженный собственным ТЭНом бак для воды — водоснабжение использует для её нагрева электроэнергию. Бойлер подключается между водопроводами ХВС и ГВС и комплектуется так называемой группой безопасности на входе, включающей обратный и предохранительный клапаны.

Схема подключения бойлера

Зачем нужна группа безопасности?

Обратный клапан не допускает осушения ТЭНов при сбросе магистрального водопровода или локальном отключении ХВС. Однако водопровод горячего водоснабжения и бак водонагревателя, подпертые закрытым обратным клапаном, представляют собой замкнутый объем, в котором при нагреве воды вследствие ее расширения начинает стремительно расти давление.

Здесь-то и приходит на выручку предохранительный клапан: при критическом давлении он просто-напросто сбрасывает небольшой объем воды в дренаж.

Дренажная трубка отводит сброшенную воду в канализацию

Бойлер косвенного нагрева и расширительный бак

Для бойлеров косвенного нагрева и теплоаккумуляторов характерен большой объем — 150 и более литров. С практической стороны это означает, что при нагреве воды возникающий вследствие теплового расширения избыточный объем будет исчисляться литрами, а то и десятками литров. Сбрасывать такие объемы воды с учетом затрат на ее нагрев довольно накладно.

Решение — установка в контур ГВС расширительного бачка. Если жидкость практически не сжимается, то воздух в воздушном отсеке мембранного бака может уменьшить свой объем в несколько раз и выполнить функцию демпфера. В результате рост давления в контуре будет незначительным.

Расширительный бак reflex: водоснабжение может быть безопасным

Расширительный бак для системы водоснабжения в обвязке бойлера косвенного нагрева

Гидроаккумулятор в качестве резервной емкости

Если у вас часто отключают водоснабжение — бак для воды может решить эту проблему. Гидроаккумулятор предельно просто подключить к системе водоснабжения своими руками: достаточно соединить его патрубок с любым тройником водопровода.

Достоинство решения — энергонезависимость: мембранный бак представляет собой идеальное решение для дачи, поскольку подает воду с избыточным давлением только за счет давления воздуха в баке.

Недостаток — ограниченный запас воды. Он в лучшем случае равен половине номинального объема бака; остальной объем занят сжатым воздухом. Если у вас 100-литровый бак — водоснабжение 50 литрами воды вам обеспечено.

Мембранный бак для водоснабжения Wester полным объемом 100 литров может запасти не больше 50 литров воды

Обратите внимание: если вы подключаете к своему водопроводу гидроаккумулятор, не забудьте снабдить ввод водоснабжения обратным клапаном. С чем связана инструкция, мы уже упоминали: клапан исключит потерю воды при сбросе магистрального водопровода.

Обратный клапан пропускает рабочую среду только в одном направлении

Водоснабжение из скважины с гидроаккумулятором

Магистрали водоснабжения есть далеко не везде, а вот грунтовые воды — повсеместно. Там, где водоносные горизонты находятся на небольшой глубине, можно организовать автономное водоснабжение из скважины или колодца.

При глубине зеркала воды относительно уровня грунта свыше 8 метров для этого необходимы:

• Погружной насос, отвечающий за подъем воды и создание избыточного напора;

• Обратный клапан. Он стоит на выходном патрубке насоса и препятствует осушению водопровода при его отключении;
• Мембранный бак для водоснабжения дома выполняет роль буферной емкости: он стабилизирует давление при включении/выключении насоса, а заодно увеличивает время его простоя, там самым, увеличивая ресурс мотора и крыльчатки;

Гидроаккумулятор на автономном водоснабжении с подачей воды из скважины

• Автоматика управления насосом с датчиком давления отвечает за включение/выключение питания в те моменты, когда давление в водопроводе достигает верхнего и нижнего пиков.

Автоматика управления с датчиком давления

Как работают такие схемы?

Когда включаются насосы — баки системы водоснабжения аккумулируют запас воды. Как только давление в баках достигает верхнего пика, заданного в настройках автоматики, насосы отключаются. При водоразборе давление постепенно падает, и при достижении нижнего критического уровня автоматика снова включает насосы.

Схема водоснабжения от скважины с погружным насосом

Насосная станция

Выше мы упоминали использование на водоснабжении насосных станций. Это установки водоснабжения с баками и поверхностными насосами, закрепленными на общей станине и снабженные датчиком давления и автоматическим реле (см. Насосная станция своими руками).

Насосная станция: поверхностный насос, гидроаккумулятор и автоматическое реле на общей станине

Внимание: насосная станция может поднять воду с глубины не более 8-9 метров. Ограничение связано с физическими константами: максимальный теоретически возможный для поверхностного насоса перепад давлений на концах всасывающего патрубка в 1 атмосферу способен поднять водяной столб лишь на 10,3 метра.

При атмосферном давлении абсолютное разрежение в трубе может поднять воду на 10,3 метра

В чем преимущества насосной станции перед погружным насосом?

• В простом обслуживании. Подъем скважинного насоса — довольно сложная операция, которой может помешать деформация ствола скважины или обрыв троса;
• В мобильности. Поверхностный насос можно увезти с дачи на зиму;
• В дешевизне. Насосная станция при сопоставимой производительности обойдется в 2-3 раза дешевле комплекта из скважинного насоса с гидроаккумулятором.

Гаситель гидроударов

Гаситель гидроудара может монтироваться:

• На вводе водопровода с последовательным подключением точек водоразбора;
• Непосредственно перед сантехническим прибором. В этом случае он защищает от скачка давления сам прибор и его гибкие подводки;

Гаситель гидроудара защищает подводки при резком закрытии кранов смесителя

• На коллекторе лучевой разводки водоснабжения.

Мембранный бачок на коллекторе водоснабжения

Заключение

Как видите, под общим названием часто объединяются самые разные виды сантехнической арматуры. Узнать больше о том, где и как применяются регулирующие емкости для водоснабжения, вам поможет видео в этой статье. Успехов!