Калькулятор расчета объема гидроаккумулятора: определяем оптимальный объём расширительного бака

Одним из основных элементов насосной станции, работающей в автоматическом режиме с управлением по давлению воды в системе, является гидроаккумулятор. Нередко его еще именуют закрытым расширительным баком, хотя такое определение, по правде говоря, в приложении в системе холодного водоснабжения — не вполне корректное. Это устройство выполняет ряд важнейших функций, без которых насосная станция в принципе невозможна, как таковая.

Калькуляторы расчета объема гидроаккумулятора

Главный редактор проекта Stroyday.ru.Инженер.

Одним из основных параметров гидроаккумулятора является его вместительность. Точнее, полный объем бака, который разделен мембраной («грушей») на воздушную и водяную камеры. Важно подобрать такой, чтобы он не занимал лишнего места, то есть, желательно, покомпактнее, и в то же время — делал эксплуатацию домашней системы водоснабжения по максимуму комфортной и экономной. Нужно найти «золотую середину», и помогут нам в этом калькуляторы расчета объема гидроаккумулятора.

Предстоит последовательно решить две задачи, то есть будет предложено два калькулятора. К каждому прилагается краткое пояснение.

Определение оптимального объёма гидроаккумулятора

Существует несколько подходов к выбору оптимального объема этого бака. Например, рекомендуют таблицы, в которых потребителю предлагается исходить и создаваемого в аккумуляторе запаса воды.

В нашем же случае используется формула, которая разработана одним из ведущих производителей подобного оборудования и отлично подходит именно подл случай насосной станции.

Саму формулу приводить не будет – просто перечислим те величины, которые нам потребуется для расчета.

• Примерный максимальный расход воды, выраженный в литрах в минуту. Определение этого расхода как раз и станет первым действием в череде наших вычислений.

Калькулятор расчета максимального расхода воды

Пояснения по расчету расхода

Все достаточно просто. Сантехнические приборы и бытовая техника, подключаемая «по воде», характеризуется определённым средним расходом. Если указать те приборы и аксессуары, что имеются или планируются к установке в доме, программа просуммирует их показатели.

Понятно, что все приборы бывают задействованы одновременно крайне редко, а то и вовсе — никогда. Но на этот счет в алгоритме калькулятора есть специальная «плавающая» величина, которая учтет вероятностную составляющую итогового результата.

Полученный результат потребуется для дальнейших расчетов.

Вернемся к величинам для основной формулы.

• Потребуется три значения давления – предварительной накачки воздушной камеры гидроаккумулятора, а также нижний и верхний порог срабатывания насоса. То есть минимальное давление в системе, при котором насос запускается и пополняет бак водой, и максимальное, при котором питание установки отключается.

Эти значения тоже, понятно, берутся не «с потолка». Существуют определенные рекомендации по выбору оптимальных показателей. Информация об этом хорошо изложена и на нашем портале.

Какие показатели давления используются при регулировке насосной станции?

Управление насосной станцией возлагается на реле давления. А при его настройке должны использоваться значения давления, которые обеспечат максимально удобную безопасную для самой системы эксплуатацию. Как и по каким параметрам проводиться регулировка насосной станции – читайте в специальной публикации нашего портала.

• Наконец, необходимо будет указать максимальное количество включений насоса в течение часа. Такая рекомендация очень часто содержится в паспортных данных насосного оборудования. Если нет, то можно руководствоваться следующей рекомендацией:

Желательно, чтобы насос даже при практически беспрерывной работе системы водопровода на максимальном расходе воды включался не чаще, чем 1 раз в 4÷5 минут. То есть получается 12÷15 раз в течение часа.

Все необходимые исходные данные перечислены – можно переходить к расчету.

Расчёт и Подбор Гидроаккумулятора

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список гидроаккумуляторов соответствующих заданным исходным данным.

Высота от точки присоединения бака до верхней водоразборной точки

Максимальный напор для системы, в месте подключения гидроаккумулятора

Максимальный часовой расход воды

Электрическая мощность одного насоса

Необходимый запас воды
Заполнить только, если запас приоритетнее частоы включения насоса. Подробнее см.ниже.

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Расчёт гидроаккумулятора

В системах водоснабжения, с помощью гидроаккумулятора решают массу задач, и расчёт для каждого из случаев выполняется по различным методикам. Выше приведенный алгоритм расчёта гидроаккумулятора позволяет подобрать баки для решения двух наиболее популярных задач и определяет начальное давление газового пространства, давление включения и отключения насоса.

Первый вариант расчёта гидроаккумулятора – с приоритетом частоты включения насоса. В системах с бустерными станциями, скважинными и повысительными насосами, бак гидроаккумулятор необходим для снижения частоты включения насоса.

Вода – жидкость несжимаемая, поэтому даже кратковременное открытие одного водоразборного крана в многоквартирном доме, может стать причиной включения насоса. Частое включение насоса приводит к быстрому его износу и выходу из строя.

Частота включения связана с электрической мощностью насоса, так, например, насосы мощностью более 8 кВт рекомендуется включать не более 10 раз в час, насосы мощность которых менее 5 кВт – не более 20 раз в час, а насосы мощность которых попадает в диапазон от 5 до 10 кВт не более 15 раз в час. Эта зависимость и лежит в основе вышеприведенного алгоритма расчёта.

Кроме мощности насоса, на допустимую частоту включения влияет ещё множество факторов, так например, чем больше масса подвижных частей, тем ниже допустимая частота включения. Поэтому обращайте внимание на соответствие значений частоты включения полученной в результате подбора гидроаккумулятора и оптимальной частоты для выбранного ранее насоса, а при необходимости повторите расчёт бака.

Второй вариант расчёта гидроаккумулятора – с приоритетом запасённого объёма воды. Рекомендуется для систем, в которых не допускается прекращение подачи воды, но случаются перерывы в подаче электроэнергии или воды из систем централизованного водоснабжения.

Подбор гидроаккумулятора

Объём выбранного бака гидроаккумулятора должен быть больше или равен, объёму полученному в результате расчёта. Негативных последствий от завышения объёма гидроаккумулятора, сверх расчётного значения — нет, независимо от того на сколько он превышен.

Подбирая гидроаккумулятор, следует учесть его температурные и прочностные характеристики. Максимальное давление бака должно быть больше или равно максимальному давлению в месте его подключения.

Если установка гидроаккумуляторов предусматривается в помещении, то следует учесть что баки с диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут не пройти в дверной проём, а для их перемещения потребуются средства механизации. В таком случае лучше отдать предпочтение не одному, а нескольким бакам гидроаккумуляторам меньшей ёмкости.

При выборе гидроаккумулятора, следует помнить, что объём воды запасённой в нём, составляет в среднем 40-50% от объёма бака.

Настройка давления в гидроаккумуляторе

Перед подключением в систему водоснабжения необходимо установить давление газового пространства в баке гидроаккумуляторе Pг в соответствии со значением, приведенным в результатах расчёта. Для этого может потребоваться сбросить или накачать бак с помощью компрессора, в зависимости от предустановленного в заводских условиях давления газового пространства. После создания начального давления газового пространства следует подключить бак к системе водоснабжения.

Автоматику управления насосом следует настроить таким образом, чтобы давление включения и давление отключения насоса соответствовали расчётным значениям.

Максимальное давление воды Pmax принимается не более 4,5 бар, в отдельных случаях 6 бар. В качестве минимального Pmin, принимается такое давление, при котором избыточное давление у верхнего водоразборного крана составляет минимально допустимую величину, обычно это (0,2-1,0 бар).

Алгоритм подбора гидроаккумулятора: просто о сложном

Содержание:

Выбираем тип конструкции

По расположению бака различают два вида гидроаккумуляторов.

• Вертикальные – подходят для установки в узком пространстве, занимают мало места в ширину даже при большом объеме. Еще одной особенностью является расположенный сверху корпуса ниппель, через который легко стравливать излишний воздух из резервуара. Как правило, такие модели приобретают для работы с погружными насосами.
• Горизонтальные – идеально подходят для поверхностных насосов, так как предусмотрена возможность их крепления сверху резервуара. Несмотря на то что в помещении такой бак занимает больше места, чем вертикальный, подобный способ монтажа все равно экономит место. Вопрос удаления излишнего воздуха решается следующим образом: монтируется дополнительный участок трубопровода, в котором присутствует выводной ниппель, шаровой кран и слив.

Стоит отметить, что ниппель для стравливания воздуха предусмотрен только в гидроаккумуляторах большого объема, как правило, от 100 л. Если же вы покупаете резервуар на 24 или 50 л, выбор в пользу вертикального или горизонтального устройства делайте с ориентацией только на удобство монтажа. Удаление воздуха в таких баках происходит за счет полного опустошения – в систему дополнительно встраивается шаровой кран.

Учитываем давление

Рекомендованным давлением в гидроаккумуляторе считается значение, которое на 0,1 – 0,5 бар меньше давления включения автоматики насоса. Так, например, для насоса с минимальным значением давления при запуске автоматики в 1,6 бар нормальным значением давления в баке будет 1,3 – 1,5 бар. Это минимальное давление воздуха. Производители указывают и максимальное давление, возможное при работе оборудования. У разных моделей оно может составлять от 6 до 10 бар.

При покупке резервуара проверьте значение давления в нем с помощью манометра. Для его присоединения в корпусе бака есть специальный ниппель. У некоторых моделей манометр уже установлен. Убедитесь, что давление соответствует необходимому значению – исходить нужно из данных включения насоса. Важно понимать, что вода поступает не в сам бак, а в мембрану. Если давление меньше рекомендованного, мембрана будет заполняться водой больше, чем положено, – насос станет включаться реже, но это может привести к разрыву мембраны. Поэтому так важно каждые полгода проверять давление в баке. При пониженном значении требуется закачать воздух с помощью автомобильного насоса. Но не нужно слишком усердствовать – превышение допустимого давления скажется на уменьшении возможного запаса воды в мембране, а значит, насос будет включаться чаще. Поддержание рекомендуемого значения является залогом безотказной работы водопровода.

Рассчитываем объем резервуара

Данный этап является, пожалуй, самым ответственным. Ведь от выбранного объема будет зависеть как эффективность функционирования системы водоснабжения, так и затраченные средства на покупку резервуара – чем он больше, тем дороже. К тому же объем определяет и габариты устройства: для больших баков нужно больше места при установке. Таким образом, следует рационально подойти к этому вопросу, чтобы не возникло ни проблем с установкой, ни необоснованных финансовых затрат.

Важно понять, что не совсем правильно отталкиваться от необходимого запаса воды. Многие покупатели так и полагают: чем больше бак, тем больше жидкости в запасе, следовательно, при отсутствии электроэнергии и отключении насоса можно будет расходовать эту воду. Скажем прямо: накопление воды не основная функция гидроаккумулятора – для этого есть накопительные баки. Это лишь средство компенсации давления в системе и сокращения числа включений насоса – в этом состоит главная цель. Вести расчет мы будем именно из данных соображений.

Существуют приблизительные рекомендации выбора по нескольким параметрам. Например, по количеству водоразборных точек: для 1 – 2 точек необходим бак объемом до 50 л, для 3 – 4 точек – объемом в 80 – 100 л, для 4 – 5 точек – объемом в 150 – 200 л. Данный параметр определяют и исходя из мощности насоса: для 0,5 кВт – 24 л, 1 кВт – 50 л, 1,5 кВт – 100 л. Эти значения приблизительны и лишь отражают зависимость объема гидроаккумулятора от мощности насоса и расхода воды. Предлагаем вам более точный алгоритм расчета.

Для начала определим суммарный коэффициент потребления воды (Су) в доме. Для этого нужно составить список всех водоразборных точек и указать их количество. Чтобы алгоритм был более понятным, будем вести расчет на примере.

• смесители – 2 шт. (мойка и душ),
• унитаз – 1 шт.,
• стиральная машина – 1 шт.

Расчет будем вести по формуле: Су = Сх*n, где Сх – коэффициент использования, n – количество водоразборных точек. Определить коэффициент использования вам поможет таблица № 1.

Точка водоразбора	Сх
Унитаз	3
Душ	2
Ванная	2
Кран в умывальнике	6
Кран в кухонной мойке	2
Стиральная машина	2
Посудомоечная машина	2
Поливочный кран	2

Отталкиваясь от нашего примера, получим следующее: Су мойки = 2, Су душа = 2, Су унитаза = 3, Су стиральной машины = 2. Общий коэффициент Су = 2+2+3+2=9. Исходя из этого значения мы определяем максимальный расход воды, Аmax. В этом поможет таблица № 2.

Су	4	6	8	10	12	14	16	18	20	25	30	35
Аmax, л/мин	12	18	24	30	36	40,8	46,8	51	55,8	67,8	78	87,6

Так как для нашего примера значение Су = 9 и по таблице мы можем приблизить его к 8, суммарный расход воды составит примерно 24 л/мин.

Теперь приступим к расчету необходимого объема, Vt. Для этого воспользуемся формулой:

• Vt – объем гидроаккумулятора, л;
• K – коэффициент, соответствующий мощности насоса;
• Amax – максимальный расход воды, л/мин;
• Pmax – максимальное значение давления для отключения насоса, бар;
• Pmin – минимальное значение давления для запуска насоса, бар;
• Pprec – начальное давление в гидроаккумуляторе, бар.

Определить коэффициент К поможет таблица № 3.

Р, кВт	0,47 – 1,5	1,5 – 2,5
К	0,25	0,375

Показатель Р – это мощность насоса, которую можно узнать в его техническом паспорте или инструкции. Допустим, что в нашем случае он будет составлять 1 кВт. Следовательно, К = 0,25.

Расход воды мы уже подсчитали, поэтому Amax=24 л/мин.

Что касается давления, для расчета возьмем следующие показатели включения автоматики: Рmin = 1,6 бар, а Рmax = 2,7 бар. Узнать их вы можете в паспорте насоса или блока автоматики. Pprec = 1,5 бар.

По нашим расчетам выходит, что объем гидроаккумулятора должен быть не меньше 21 л. Можно приобрести резервуар на 24 л, так как модели такого объема широко представлены на рынке. Приведенная формула помогает определить минимальное значение объема. В зависимости от своих нужд вы можете смело увеличить его в большую сторону, купив бак объемом и в 50, и в 80 л.

Чтобы определить объем резервуара для вашей системы водоснабжения, воспользуйтесь приведенным алгоритмом, взяв параметры вашего насоса, автоматики, количества водоразборных точек. Рассмотренный нами пример доказывает, что произвести необходимые расчеты не так уж и сложно. Надеемся, что информация этой статьи поможет сделать все правильно.

Купить гидроаккумулятор вы можете в нашем интернет-магазине. Мы предлагаем вертикальные и горизонтальные модели объемом от 24 до 200 л, поэтому вы легко подберете подходящую модель. Для оформления заказа воспользуйтесь сервисом «Купить в 1 клик» или позвоните менеджеру по телефону 8-800-333-83-28.