Принцип работы гидроаккумулятора и зачем он нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Гидроаккумулятор, он же накопительный, напорный или расширительный бак — необходимый элемент для закрытой системы водоснабжения в любом частном доме. Чтобы правильно подобрать и использовать такой накопитель, не помешает изучить принцип работы гидроаккумулятора, виды, причины поломок и способы их устранения. Кроме того, не помешает разобраться, чем отличаются баки красного и синего цвета.

Как устроен и работает гидроаккумулятор?

Гидроаккумуляторы нередко называют мембранными баками, поскольку внутри у такого устройства находится специальная резиновая прокладка — мембрана. Она делит емкость на две части. С одной стороны от мембраны находится вода, с другой — воздух или интертный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, который отражает давление воздуха.

Обычно гидробак состоит из металлического корпуса и резиновой мембраны. Кроме того, устанавливается золотник, регулирующий подачу-стравливание воздуха, а также фильтр, чтобы удалять мелкие загрязнения

Вода подается в систему водоснабжения с помощью насоса и закачивается в бак. В результате давление газа в гидроаккумуляторе с автоматикой возрастает. Когда оно достигает предельно допустимого значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается.

На схеме наглядно представлен принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется с помощью автоматики, что повышает сроки его эксплуатации

Постепенно вода из бака расходуется. Давление понижается, достигает минимального заданного предела, после чего система автоматического управления включает насос. Вода поступает в бак, пока давление не достигнет установленного значения, насос отключается и т. д.

Для чего необходим такой накопитель?

При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды. Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран. Наличие накопительного бака в системе позволяет:

• значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
• предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
• поддерживать в системе определенное давление;
• предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.

Очевидно, что гидроаккумуляторы для водоснабжения закрытого типа просто необходимы. О роли накопительного бака в системе водоснабжения подробно рассказано в следующем видеоматериале:

Виды мембранных баков и их особенности

Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент. В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки. В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель.

С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.

Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует:

1. Отключить электропитание.
2. Открыть кран смесителя.
3. Дождаться, пока бак опустеет.
4. Закрыть кран.
5. Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился.

Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.

Гидробаки красного цвета предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя мембрана в них выполнена из довольно прочной резины, их не следует использовать для подачи холодной воды

Производители предлагают гидробаки красного и синего цвета, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембраны в таких баках используют пищевую резину, безопасную для здоровья людей. Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их для холодной воды использовать не рекомендуется, поскольку мембрана в таких баках изготовлена из другой резины. Кроме того, рабочий порог давления у синих гидробаков выше и достигает 8 Bar.

Обычно вода поступает в накопитель снизу, а сверху, как уже отмечалось, находится ниппель, через который отводят воздух. Поэтому в каждом устройстве имеется два резьбовых соединения (обычно дюймовые или в полдюйма), которые не следует путать. На верхний ниппель нередко устанавливают автоматическое устройство для отведения воздуха.

Иногда бывают ситуации, когда вода подается в гидробак сверху. Считается, что в этом случае автоматическое отведение воздуха не понадобится. Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попадали частички песка или другие загрязнения.

Обратите внимание! Потребителю предлагают самые разнообразные модели гидробаков зарубежного и отечественного производства. Не все импортные устройства адаптированы для российской системы водоснабжения, что заметно снижает сроки их бесперебойной эксплуатации. Как показала практика, отечественные гидробаки высокого качества служат дольше.

Причины поломок и способы их устранения

Самая уязвимая часть гидробака — резиновая мембрана. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается растягиванию, а затем сокращается. Постепенно резина теряет эластичность и разрывается. О возникновении проблем с гидробаком могут свидетельствовать следующие симптомы:
вода поступает из системы небольшими порциями при высоком давлении, кран как-будто «плюется» водой;
стрелка манометра резко достигает больших значений и затем сразу же снижается до нуля.

Резиновые мембраны для гидробаков могут иметь различные формы и размеры. При замене мембраны следует использовать изделие, предназначенное для конкретной модели гидробака

Чтобы убедиться в том, что мембрана порвана, необходимо нажать на золотник ниппеля, чтобы выпустить воздух из накопительного бака и определить какое давление воздуха имеется в гидроаккумуляторе. Если при этом стрелка манометра сразу же пойдет вниз, значит воздуха, который обеспечивает необходимое давление, в гидробаке осталось очень мало. Необходимо полностью стравить воздух, если после этого из золотника потечет вода, значит мембрана точно порвана, необходим ремонт. Если же вода не пошла, мембрана цела, а воздух уходит из емкости через появившиеся щели, неисправные соединения или золотник.

О проблемах с гидробаком в системе горячего водоснабжения может свидетельствовать небольшая течь, которая появляется у предохранительного клапана водонагревателя. Действовать следует точно также: нажать на ниппель золотнитка, оценить количество воздуха, стравить его полностью и по наличию или отсутствию воды определить, цела ли мембрана гидробака.

Заменить мембрану в гидробаке не так уж сложно, кроме того, это значительно дешевле, чем ставить новое устройство. Для ремонта понадобится:

1. Приобрести новую мембрану, точно соответствующую порванной.
2. Аккуратно разобрать гидробак, отвинтив соединительные болты.
3. Вынуть порванную мембрану.
4. Установить на ее место новую мембрану.
5. Собрать гидробак.
6. Равномерно затянуть все болты.

Главная опасность при этом состоит в том, что неумелое обращение с устройством может привести к соскальзыванию края мембраны внутрь металлического корпуса. В результате работу придется переделывать. Чтобы этого не случилось, рекомендуется затягивать соединительные болты постепенно, чтобы обеспечить равномерное натяжение мембраны. Проблемы возникают, когда один болт полностью затянут и только после этого начинают работу со следующим. Край мембраны при этом смещается и может соскользнуть.

Еще одна ошибка — использование герметика в местах соединений. Применение таких составов приводит к уменьшению трения между резиной и металлом. В результате край мембраны смещается, а плотность соединения уменьшается, что в будущем может вызвать протечку воды.

Выбор мембранного гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Обязательным элементом автономной системы водоснабжения является гидроаккумулятор, представляющий собой объемный бак для хранения воды и предупреждения быстрого износа насоса. Емкости могут различаться своей конструкцией и размерам. Их параметры следует подбирать под мощность установленного оборудования. С помощью гидроаккумулятора для систем водоснабжения можно поддерживать стабильное давление в системе, обеспечивая комфорт проживания в частном доме.

Необходимость использования

Гидроаккумулятор представляет собой металлический бак с установленной внутри прорезиненной мембраной. Такая ёмкость необходимая для поддержки оптимального стабильного давления в трубах, предупреждая постоянное включение насоса при открытии кранов и уменьшение давления в водопроводе. Благодаря наличию такого бака предупреждается повреждение труб, соединительных фитингов и используемого оборудования при возможных гидроударах.

Современные системы водоснабжения в обязательном порядке оснащаются мощным насосом, который отвечает за поддержание в трубопроводе оптимального давления. Без использования гидроаккумулятора помпа включалась бы каждый раз, как в доме открывается кран с водой. Это приводит к серьезной нагрузке на установленное оборудование и изнашивает его. В скором времени домовладельца ожидали бы существенные затраты на ремонт и замену поврежденной техники.

Основное назначение гидроаккумлятора:

• предупреждение износа помпы;
• защита соединений от гидроразрыва;
• поддержание оптимального давления в трубах.

При одновременном открытии сразу нескольких кранов дома в водопроводе может отмечаться существенное падение давления, что также приводит к проблемам с водоснабжением и способствует быстрому выходу из строя используемого оборудования. Благодаря наличию гидроаккумулятора удаётся предупредить падение давления в системе, а находящаяся внутри бака мембрана сжимается, обеспечивая качественный напор воды в трубах и кранах.

Даже в правильно рассчитанной и грамотно смонтированной системе водоснабжения при включении мощного насоса существует риск разрыва труб по соединениям.

Для предупреждения таких повреждений водопроводов и предназначены гидроаккумуляторы, которые принимают на себя избыточное давление путем расширения внутренней мембраны и увеличения объема жидкости в баке.

Особенности конструкции

На первый взгляд гидроаккумулятор может показаться обычным баком для воды, которые используются лишь для её временного хранения. Однако в действительности их конструкция куда более сложная. Внутри ёмкости находится прочная прорезиненная мембрана, а между стенками и расширяющимся герметичным мешком закачан под давлением азот или воздух. Фактически любой гидроаккумулятор состоит из двух камер, одна из которых предназначена для воды и находится внутри мембраны, а вторая — для воздуха или газа.

За счёт использования герметичной прочной мембраны отсутствует соприкосновение металлических поверхностей корпуса и воды. Соответственно, решается проблема с коррозией, что гарантирует максимальную долговечность используемого оборудования. Прорезиненная камера изготавливается из прочного эластичного материала — бутила, который устойчив к бактериям, соответствует всем санитарным и гигиеническим нормам.

В воздушной камере имеется специальный пневмоклапан, который предназначен для регулирования давления. Устройство качественных гидроаккумуляторов подразумевает возможность их последующего разбора для профилактической очистки и ремонта. При этом не требуется сливать всю воду из системы, что исключает завоздушивание кранов и необходимость последующей сложной продувки всей системы.

Выбирая такой гидроаккумулятор, необходимо помнить о том, что диаметр напорного патрубка в баке и фитинги трубопровода должны по возможности совпадать, что позволяет предупредить появление гидропотерь, приводящих к разрыву всей системы. Используемые емкости могут отличаться не только размером, но и давлением, с которым работает воздушный клапан. Для автономного водоснабжения в частный дом следует выбирать баки, рассчитанные на давление не более 2 атмосфер.

Принцип работы

Принцип работы гидроаккумулятора чрезвычайно прост. Насос из скважины подает в бак воду. Мембрана заполняется жидкостью и расширяется. Во внешней камере воздух сжимается, что приводит к росту давления в системе. Как только срабатывает предельный показатель, отсекается реле, и работа помпы прекращается. По мере расхода воды давление в баке понижается. При достижении определенного значения насос вновь включается в работу и заполняет гидроаккумулятор.

Работа реле и показатели давления, при которых включается и выключается насос, можно отрегулировать дополнительно вручную. Такую работу лучше всего доверить специалистам, хорошо знакомым с особенностями систем автономного водоснабжения. Домовладельцу нужно будет лишь помнить о необходимости стравливания образующегося в мембране воздуха, что выполняется при помощи соответствующих защитных клапанов. Обычно это делают один раз в 1−2 месяца.

Основные разновидности

Сегодня в продаже можно найти различные варианты гидробаков, которые отличаются принципом своей работы, конструкцией, способами монтажа, а также рядом других эксплуатационных характеристик.

В зависимости от варианта установки принято разделять два основных типа гидроаккумуляторов:

Принцип их работы одинаков. Нужно лишь учитывать тот факт, что вертикальные гидроаккумуляторы, объем которых превышает 50 литров, имеют сверху дополнительный специальный клапан, предназначенный для стравливания воздуха. В процессе эксплуатации таких емкостей в них неизбежно накапливается воздух, собирающийся в верхней части бака. Без наличия специальных клапанов может отмечаться полное завоздушивание всей системы и разрыв труб по соединениям. Соответственно, установка такого гидроаккумулятора выполняется с учетом расположения обязательного защитного механизма.

В горизонтальных устройствах специально для стравливания воздуха устанавливается специальный слив или небольшой кран, размещенный за гидроаккумулятором. Необходимость их установки несколько увеличивает стоимость используемого оборудования. При этом часто домовладельцы, которые самостоятельно занимаются такой работой, забывают об обязательном использовании дополнительных защитных кранов. Это в последующем приводит к проблемам с эксплуатацией системы автономного водоснабжения.

В зависимости от назначения принято разделять три вида гидробаков:

• окрашенные в синий цвет — для холодного водоснабжения;
• окрашенные в красный цвет — для горячего водоснабжения;
• окрашенные в алый цвет — для замкнутых автономных отопительных систем баки.

Принято различать гидробаки по их объему. Такие установки могут предназначаться как для небольшого дачного домика, так и полноценного коттеджа, где одновременно проживают сразу несколько семей. Наибольшей популярностью сегодня пользуются гидроаккумуляторы для систем водоснабжения, размеры и объем которых составляют 100−200 литров. Они имеют доступную стоимость и отличаются компактными размерами. Такие установки позволяют обеспечить качественное правильное водоснабжение частного дома, в котором проживают 3−5 человек.

Какой-либо принципиальной разницы в форме гидроаккумулятора на сегодняшний день нет. Можно подобрать круглые, овальные, вытянутые в виде бочки и даже прямоугольные конструкции. В каждом случае выбор будет зависеть от способа установки такой емкости и имеющейся в котельной или специально отведенном помещении свободной площади для расположения таких емкостей.

Грамотный монтаж

Конструкция гидроаккумулятора существенно отличается от обычного водяного бака. Это устройство постоянно в работе. Используемая мембрана либо расширяется, либо сужается. Внутри емкости поддерживается оптимальное давление. Несмотря на кажущуюся простоту, самостоятельно установить гидробак для водоснабжения крайне сложно. Необходимо не только правильно рассчитать его полезный объём и параметры давления, но и правильно подключить бак к трубопроводу, что позволит избежать гидроудара и разрыва соединительных элементов.

Устанавливаются такие баки на специальные резиновые напольные прокладки. Подключение к трубопроводу выполняется через прорезиненные переходники и гибкие фитинги. Сечение подводки не должно увеличиваться или сужаться, так как в подобном случае отмечается потеря давления или гидроудары в момент включения насоса. Первая прокачка гидроаккумулятора выполняется максимально аккуратно, так как от долгого бездействия резиновая груша мембраны обычно слипается. Включив насос на полную мощность, можно просто разорвать её. Из-за этого в последующем потребуется выполнить дорогостоящий ремонт оборудования.

Домовладельцу необходимо будет не только правильно смонтировать такие расширительные баки, но и выполнить их грамотную настройку и в последующем правильно обслуживать технику. Перед тем как приступать непосредственно к установке гидробака, с помощью обычного автомобильного манометра проверяется давление внутри емкости, которое должно соответствовать указанному в инструкции к конкретной модели. При наличии расхождений потребуется либо стравить лишний воздух, либо подкачать помпой бак.

Также выполняется настройка реле давления, которое находится под защитной крышкой непосредственно около труб подключения бака. Регулировка выполняется при помощи двух пружин и гаек с большой и малой дельтой. Найти необходимые показатели давления при включении и отключении помп можно в инструкции к приобретенному гидроаккумулятору.

Регулировка выполняется с помощью обычной плоской отвертки, которой можно увеличить или уменьшить давление подключения и отключения насоса.

Рекомендации по выбору

Выбирать используемые гидробаки для систем водоснабжения необходимо исходя из их эксплуатационных характеристик. Учитывается его объём, рабочее давление и ряд других параметров. Наибольшей популярностью пользуются вертикальные установки, которые сочетают компактные габариты и отличаются простотой в обслуживании. Большинство специалистов рекомендуют отдавать предпочтение емкостям объемом 100−200 литров, которые универсальны в использовании и отлично подойдут для обеспечения водоснабжения частного дома, где проживают на постоянной основе.

При выборе мембранного гидроаккумулятора для системы автономного водоснабжения необходимо обратить внимание на материал, из которого он изготовлен. Предпочтение отдают бакам из прочной нержавеющей стали. Приобретаемая модель должна иметь все необходимые сертификаты и длительные гарантии от производителя. При покупке гидроаккумулятора нужно убедиться в наличии основной и запасной мембраны, фитингов и запасных фланцев для подключения емкости к трубопроводу.