Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: устройство, функции, схемы подключения

Бытовые насосы повышения давления воды

Если для стабилизации напора применяется только насос, то он, как правило, устанавливается в паре с датчиком протока.

Когда кто-либо из жильцов открывает кран, этот датчик регистрирует движение среды в трубе и сразу подает питание на двигатель насоса.

Как только расход снова окажется нулевым, насос будет выключен.

Такое решение требует минимума затрат, но у него есть существенный недостаток – насос включается достаточно часто. А ведь именно в момент пуска двигатель работает в самом неблагоприятном режиме. Производители даже устанавливают для каждой модели предельно допустимое число включений в течение часа. Оно не столь уж велико: самые дорогие и качественные агрегаты рассчитываются на 15 включений в час, а которые попроще – на 10 и даже меньше.

Если водопровод используется, к примеру, для приема душа, то схема «насос + датчик протока» вполне приемлема. А вот для водоснабжения кухни, где кран с водой приходится открывать и закрывать очень часто, такой вариант окажется невыгодным: насос быстро выйдет из строя. Нельзя сбрасывать со счетов и тот факт, что любой насос, даже самый «навороченный», при работе шумит, что может вызывать неудобство.

Если вы все же решили остановиться на данной схеме, выбирайте современную модель насоса с функцией плавного запуска двигателя и автоматическим регулированием мощности в зависимости от давления в водопроводе. Такие агрегаты при частых включениях страдают гораздо меньше.

Если водопровод используется исключительно в длительном режиме, например, для полива или наполнения бассейна, можно обойтись и без датчика протока. Денег в этом случае понадобится меньше – только для покупки насоса, правда, включать его придется вручную.

Классификация насосных станций

Основной агрегат в станциях – это, конечно, насос. Именно он выполняет основную функцию по подъему и перекачиванию воды в систему. Поэтому в первую очередь нужно понять, как выбрать насос для дачи, а потом уже определяться с объемом гидроаккумулятора и набором дополнительного оборудования.

По типу установки

В зависимости от места монтажа насоса станции подразделяются на погружные и поверхностные:

В поверхностных станциях все оборудование, включая насос, устанавливается на поверхности земли вне источника – рядом с ним, в кессоне, специально построенном хозблоке или подвале дома. А в колодец или водоем опускается только присоединенный к всасывающему патрубку устройства шланг. Для дачи, эксплуатируемой только в теплое время года, это самый удобный вариант: станция легко монтируется и при необходимости ремонтируется своими руками. Но она способна качать воду только с глубины не более 9 метров, поэтому подходит только для водоснабжения из неглубоких колодцев и скважин или открытых водоемов.

Схема подключения насосной станции с поверхностным насосом

Схема подключения насосной станции с погружным насосом в скважине

Вид источника воды – это и есть один из критериев выбора насосной станции. Если это глубокая артезианская скважина, то ни поверхностные, ни колодезные насосы вам не подойдут. И наоборот, нет смысла покупать дорогой скважинный агрегат, если планируется организация водоснабжения из реки или колодца.

По производительности

Существуют как маломощные, так и высокомощные насосные станции для дачи – как выбрать нужную? Ту, которая обеспечит ваши потребности в воде, но и не будет опустошать колодец, слишком быстро выкачивая из него воду.

Для этого нужно знать дебит колодца и требуемый вам расход воды. Первый параметр определяется путем пробного откачивания воды из колодца с замером начального и конечного уровней и определения времени, которое требуется для восстановления уровня до первоначальной отметки.

Требуемый расход можно примерно подсчитать, сложив расходы от всех водоразборных устройств в доме и во дворе, подразумевая, что все они будут включены одновременно. В таблице приведены примерные данные по потреблению различных устройств.

Потребители воды	Часовой расход, л/ч
Умывальник со смесителем	60
Мойка	80
Ванна	300
Душевая кабина	110
Унитаз	80
Стиральная машина	200
Посудомоечная машина	50
Поливочный кран	1000

Учтите все точки разбора воды

Производительность насоса должна быть не меньше полученного значения. Инструкция к агрегату обязательно содержит эти данные, так что сравнить их будет не сложно.

Но очень важно, чтобы и источник был в состоянии дать требуемое количество воды. Если его дебит значительно ниже, насосную станцию необходимо доукомплектовать накопительной емкостью или использовать гидроаккумулятор большого объема

Тут мы переходим к следующему критерию выбора.

По подаче воды

Гидравлические насосные станции, оснащенные мембранным баком, идеально подходят для водоснабжения дома. Они обладают компактными размерами, а объема бака, который в среднем составляет 20-60 литров, вполне хватает для обеспечения водой для бытовых нужд.

Но выбор насосной станции для дачи, используемой для выращивания овощей и фруктов, имеет свои особенности, так как расход воды на полив намного выше. В этом случае лучше использовать накопительную емкость.

И вот почему:

Даже если дебит вашей скважины или колодца невелик, насос заполнит емкость в несколько приемов: он будет подкачивать в неё воду до тех пор, пока установленный в ней поплавковый выключатель не поднимется до нужного уровня;

Емкость с поплавковым выключателем

• Так как она устанавливается на участке, а не на чердаке дома, то её объем может быть любым;
• Можно не бояться протечек и затопления.

К тому же все дачники знают, что поливать растения лучше теплой отстоявшейся водой, а не только что поднятой из земных недр.

На фото емкость для полива установлена на высокой опоре для подачи воды самотеком

Проблемы и решения

1. Почему насосная станция Джилекс не держит давление в гидроаккумуляторе (см. Почему насосная станция не держит давление)?

Вот список возможных причин неисправности, типичный для устройств всех производителей:

Отсутствие, загрязнение, неправильный монтаж или неисправность обратного клапана на всасывающем патрубке или на вводе водоснабжения. Стрелка на корпусе клапана должна указывать в сторону насоса, а сам он должен пропускать воду только в одном направлении;

Устройство пружинного обратного клапана

Отсутствие воздуха с избыточным давлением в воздушном отсеке мембранного бака. Чтобы убедиться в отсутствии или наличии этой неисправности, нажмите на шток ниппеля. Если оттуда не поступает ни воздух, ни вода — гидроаккумулятор нужно просто-напросто накачать;

Накачка гидроаккумулятора автомобильным компрессором

Разрыв мембраны гидроаккумулятора. В этом случае из ниппеля при нажатии на его шток начинает капать вода. Мембрана меняется на новую после отключения воды и вскрытия бака ресивера;

На фото — замена мембраны в гидроаккумуляторе насосной станции

• Мощности насоса не хватает для создания напора, соответствующего настройкам автоматического реле. Признак наличия этой проблемы — непрерывная, без отключений, работа насоса. Проблема устраняется путем регулировки реле;
• Утечки воды (прежде всего течи напроток сливных бачков в туалетах). При утечках насос периодически включается в отсутствие разбора воды через смесители. Проблема устраняется регулировкой, ремонтом или заменой заливных или сливных клапанов в бачках.

Регулировка арматуры сливного бачка

1. Почему в систему водоснабжения с насосной станцией попадает воздух?

Вероятная причина — негерметичность всасывающей трубы (разрыв или неплотное соединение с всасывающим патрубком насоса или обратным клапаном). Проблема устраняется герметизацией соединений или заменой трубы.

Насос может засосать воздух при негерметичности соединения с всасывающей трубой

Роль гидроаккумулятора в водопроводной сети

Казалось бы, устройство просто пропускает через себя воду. Можно было бы обойтись и без него? На самом деле именно с помощью гидробака в системе водопровода сохраняется стабильное давление.

Если по какой-либо причине напряжение в электросети пропадёт, небольшой «аварийный» запас воды в баке поможет решить первоочередные хозяйственные задачи.

Уточним перечень преимуществ, которые обеспечивает это довольно простое устройство:

• Преждевременный износ насоса. В мембранном баке имеется некоторый запас воды. Она удовлетворяет первоочередные потребности владельцев коттеджа. И только тогда, когда запас иссякнет, включится насос. Следует отметить, что все насосы имеют норму включений на протяжении часа. При наличии гидроаккумулятора этот показатель не будет превышен, и агрегат прослужит дольше.
• Стабилизация давления в системе. Если одновременно включить два крана, например, в ванной комнате и на кухне, перепады напора могут повлиять на температуру воды. Это очень неприятно, особенно для тех домочадцев, которые в этот момент принимают душ. Благодаря гидроаккумулятору таких недоразумений можно избежать.
• Гидроудары. Эти явления, которые способны навредить трубопроводу, могут возникать в момент включения насоса. С гидробаком риск возникновения гидроудара практически исключен.
• Запас воды. В загородном доме проблема водоснабжения стоит особенно остро. Если произошло внезапное отключение электричества, и насос не может выполнять свои функции, то для решения неотложных проблем больше не надо хранить запас воды в ведре или другом резервуаре. В ёмкости гидроаккумулятора она имеется и регулярно обновляется.

Очевидно, что наличие этого устройства в независимой от централизованных сетей системе водоснабжения не случайно. Оно необходимо и полезно.

Гидроаккумулятор в контуре водоснабжения выполняет ряд значимых функций: защищает технику от гидроударов, обеспечивает запас воды, формирует условия для автоматизации ее забора

Когда гидробак не нужен

В системах полива гидроаккумулятор не нужен, так как при постоянном открытом кране насос будет работать без выключения. Если в данной схеме присутствует накопительная емкость, оборудование будет часто включаться, что приведет к преждевременной выработке ресурса.

При покупке насоса с автоматической системой, предполагающей плавный запуск двигателя, ГА также не нужен. Гидроудар трубам не грозит, так как поток жидкости движется медленно.

Правильно выбираем станцию для дома

Заботясь о водоснабжении своего участка многие прибегают к варианту с насосной станцией. Правильно выбранная, она обеспечит ваши владения постоянным водоснабжением.

Существует несколько параметров, по которым следует выбирать:

Для начала следует учитывать размеры скважины (глубина и ширина). От этого будет зависеть мощность станции.

Производительность скважины — это величина, характеризующая объём воды, который скважина может дать за единицу времени и способность скважины восстанавливаться (накапливать воду).

Предельная мощность в режиме работы.

Мощность. Станция 600 Ватт отлично подойдёт для небольшого дома. Насоса от 750 Ватт — до 1 Киловата хватит для среднего дома.

Объём резервуара. Определяться с объёмом следует исходя из того, как интенсивно вы будете пользоваться водой.

Если вы берёте насос для дачи и будете использовать его по выходным, то можно взять 50 литров.

Если у вас много членов семьи или вам просто нужно часто лить воду, следует брать объём больше.

• Ящик для инструментов своими руками по чертежам: инструкция с пошаговым руководством

• Форма для дорожек — большой выбор форм и простой метод создания красивого и удобного сада (фото + видео)

• Снегоуборщик своими руками — убираем снег легко, обзор конструкций и видов для загородного участка

Теперь имея хоть какое-то представление, как выбирать данную вещь, нужно решить от какого производителя и какую модель приобрести.

Ведь их выпускают множество фирм, товары которых имеют разную комплектацию и качество. Возможно вам понравится какая-нибудь станция для частного дома

Типы и особенности конструкций

При монтаже мелиоративной НС главную роль играет орошаемая площадь и объем полива.

Также на производительность и мощность оборудования влияют уровень воды и видовая принадлежность сельскохозяйственных насаждений.

По объемам перегоняемой жидкости насосные комплексы делятся на три вида:

• большого объема — такие НС перекачивают до 600 куб. м. в секунду;
• средней подачи (до 10 куб. м.);
• малой подачи (не больше 1 куб. м.).

Все агрегаты и узлы НС монтируются внутри помещения. Кроме основного, запасного и дополнительного оборудования в здании должны быть размещены трубы и соответствующие коммуникации.

Основное воздействие на строение помещения насосного комплекса оказывает метод подсоединения машинного зала к приемнику жидкости. Существует два типа расположения наносного оборудования и водозаборника – слитное и раздельное.

Кроме того, на конструкцию помещения влияют:

• технические особенности насосного оборудования;
• график подачи воды из источника;
• характеристики почвы;
• глубина залегания подземных вод.

Также необходимо учитывать особенности материалов, применяемых при строительстве здания.

Чаще всего применяются три вида насосных комплексов:

• НС блочного типа.
• НС камерного типа.
• Незаглубленная НС.

Сегодня большую востребованность получили плавучие агрегаты. В таких конструкциях гидрооборудование, трубопроводы и силовые установки собираются в трюме НС.

Еще одним распространенным видом мелиоративной насосной станции является передвижная установка. Ее особенность заключается в том, что все оборудование устанавливается на тракторе или самоходном основании.

Как настроить

Владелец насосной станции может настроить под свои потребности три параметра ее работы:

1. Давление, при котором насос будет выключаться. Увеличение этого параметра сделает включения насоса более редкими, а, значит, положительно повлияет на его ресурс. Оборотная сторона увеличение давления отключения — снижение ресурса эластичной мембраны гидроаккумулятора;

На фото хорошо видна типовая неисправность гидроаккумулятора — разрыв мембраны

1. Дифференциал давлений между точками выключения и включения. Чем он меньше, тем менее заметным будет изменение напора при работе насосной станции. Разумеется, вместимость мембранного бачка по мере уменьшения дифференциала тоже упадет;

Связь между настройками реле давления и вместимостью мембранного бака

1. Давление воздуха в гидроаккумуляторе. Этот параметр жестко привязан к двум другим: в норме давление накачки чуть меньше того, при котором реле включает насос.

Первые два параметра настраиваются парой гаек, скрытых под крышкой реле: большая регулирует давление выключения, маленькая — дифференциал.

Регулировка механического реле

Для регулировки давления накачки служит ниппель на корпусе гидроаккумулятора: через него можно стравить воздух или накачать его обычным велосипедным насосом с контролем по манометру.

Наряду с насосом для накачки можно задействовать автомобильный компрессор

Объем бака основной критерий выбора

Самый важный вопрос – как выбрать объем гидроаккумулятора для систем водоснабжения. Чтобы ответить на него, нужно свести воедино множество данных. Это и производительность насоса, и оснащенность дома водопотребляющим оборудованием, и количество постоянно живущих в доме людей, и многое другое.

Но в первую очередь, нужно определиться, нужен ли вам этот резервуар только для стабилизации работы системы в целом, или есть необходимость в запасе воды на случай отключения электроснабжения.

Внутренние баллоны разного объема

Если дом небольшой и оборудован только умывальником, унитазом, душем и поливочным краном, а живете вы в нем не постоянно, сложных расчетов можно не производить. Достаточно купить бак объемом 24-50 литров, его хватит для того, чтобы система работала нормально и была защищена от гидроударов.

В случае же с загородным домом для постоянного проживания семьи, оборудованным всем необходимым для комфортного быта, желательно подойти к вопросу более ответственно. Вот несколько способов, с помощью которых вы сможете определиться с размером гидроаккумулятора.

По характеристикам насоса

Параметры, влияющие на выбор объема бака, это производительность и мощность насоса, а так же рекомендованное количество циклов его включения/выключения.

• Чем выше мощность агрегата, тем больше должен быть объем гидробака.
• Мощный насос накачивает воду быстро и быстро выключается, если объем резервуара небольшой.
• Достаточный объем позволит сократить количество повторно-кратковременных включений, тем самым продлив срок службы электродвигателя.

Для расчета вам потребуется определить примерный расход воды в час. Для этого составляется таблица, в которой перечисляются все потребляющие воду приборы, их количество и нормы расхода. Например:

Таблица определения максимального расхода воды

Так как одновременно воспользоваться всеми приборами практически невозможно, для определения реального расхода применяется поправочный коэффициент 0,5. В итоге получим, что в минуту вы в среднем тратите 75 литров воды.

Как рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения, зная эту цифру, производительность насоса и учитывая, что включаться он должен не чаще 30 раз в час?

• Допустим, производительность равна 80 л/мин или 4800 л/час.
• А в пиковые часы вам нужно 4500 л/час.
• При безостановочной работе насоса его мощности вполне хватает, но вряд ли он проработает долго в таких экстремальных условиях. А если он будет включаться чаще 20-30 раз в час, то ресурс его иссякнет ещё быстрее.
• Поэтому и нужен гидробак, объем которого позволит отключать оборудование и давать ему передохнуть. При указанной частоте циклов, запас воды должен быть минимум 70-80 литров. Это позволит насосу одну минуту из каждых двух не работать, предварительно заполнив резервуар.

По формуле минимального рекомендуемого объема

Чтобы воспользоваться этой формулой, нужно знать установки реле давления, которое включает и выключает насос. Разобраться поможет следующая картинка:

Изменения давления в гидроаккумуляторе при включении и отключении насоса

• 1 – начальное давление Pвозд (при выключенном насосе);
• 2 – поступление воды в резервуар при включении насоса;
• 3 – достижение максимального давления Pmax и отключение насоса;
• 4 – расход воды при отключенном насосе. Когда давление достигает минимума Pmin, насос включается.

Формула же выглядит так:

• V = K x A x ((Pmax+1) x (Pmin +1)) / (Pmax — Pmin) x (Pвозд. + 1), где
• А – это расчетный расход воды (л/мин);
• К – поправочный коэффициент из таблицы, определяемый в зависимости от мощности насоса.

Таблица для определения поправочного коэффициента

Значения минимального (пускового) и максимального (выключающего) давления на реле, вы должны установить сами, в зависимости от того, какой напор в системе вам нужен. Он определяется по самой дальней от гидроаккумулятора, и высоко расположенной точке водоразбора.

Примерные соотношения установок реле давления

Чтобы выполнить регулировку реле давления, необходимо знать, как накачать гидроаккумулятор для систем водоснабжения воздухом, или стравить лишний. Для этого потребуется автомобильный насос, который подключается к баку через золотник.

Теперь можно вычислить объем. Для примера возьмем:

• А = 75 л/мин;
• Мощность насоса 1,5 кВт, соответственно К = 0,25;
• Pmax = 4,0 бар;
• Pmin = 2,5 бар;
• Pвозд. = 2,3 бар.

Получаем V = 66,3 литра. Ближайшие по объему стандартные гидроаккумуляторы, имеют объем 60 и 80 литров. Выбираем тот, что больше.

Это интересно: Как выбрать дровокол (видео)

Устройство гидроаккумулятора

Герметичный корпус этого устройства разделяется специальной мембраной на две камеры, одна из которых предназначена для воды, а другая – для воздуха.

Вода не соприкасается с металлическими поверхностями корпуса, так как она находится в водяной камере-мембране, изготовленной из крепкого резинового материала бутила, устойчивого к воздействию бактерий соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам, предъявляемым к питьевой воде.

В воздушной камере находится пневмоклапан, предназначением которого является регулирование давления. Вода попадает в гидроаккумулятор через специальный присоединительный патрубок на резьбе.

Устройство гидроаккумулятора должно быть смонтировано таким образом, чтобы его можно было беспрепятственно разобрать в случае ремонта или профилактики, не сливая при этом всю воду из системы.

Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.

В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 л находится особый клапан для стравливания воздуха, выделяющегося из воды. Для малолитражных гидроаккумуляторов, в которых нет такого клапана, в системе водопровода должно быть предусмотрено устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, который перекрывает основную магистраль системы водоснабжения.

В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно составлять 1.5-2 атм.

Насосные станции

Насосная станция повышения давления воды – это технический комплекс, в состав которого входит следующее оборудование:

• насос;
• гидроаккумулятор;
• реле давления.

Гидроаккумулятор представляет собой герметичный бак с резиновой грушей, в которую насос закачивает некоторый запас воды.

Увеличиваясь при этом в размерах, груша сжимает окружающий ее воздух, так что гидроаккумулятор накапливает помимо воды еще и потенциальную энергию в виде давления. Как только оно достигнет определенного уровня, реле давления отключит насос.

При открывании водопроводного крана вода сначала поступает из гидроаккумулятора, причем сила сжатого воздуха обеспечивает достаточный напор. Когда запас воды иссякнет и давление в системе упадет до определенного значения, реле давления подаст питание на насос. Тот снова накачает воду в накопитель и цикл повторится. При этом, разумеется, перерыва в водоснабжении не будет, разве только слегка ослабнет напор воды в кране.

Установка насосной станции оправдана в том случае, если вода расходуется в небольших количествах, но относительно часто. В бытовых условиях водопроводом пользуются именно так. При такой схеме насос будет включаться гораздо реже, чем он включался бы без гидроаккумулятора.

Насосная станция с встроенным эжектором

А вот для длительного использования водопровода, к примеру, для того же полива или для фонтана, насосная станция не подходит. Из-за быстрого опорожнения гидроаккумулятора насос будет постоянно «дергаться», закачивая в него воду. Без накопителя же он просто стабильно работал бы в постоянном режиме.

Внимательный читатель наверняка заметил важную особенность этой схемы: насосная станция не может развить в водопроводе чрезмерное давление, так как оно контролируется посредством реле.
При этом пользователь имеет возможность устанавливать давление включения (нижнее) и выключения (верхнее) насоса на свое усмотрение.

Работа конструкции и виды гидробаков

В гидробак предварительно закачивается вода. Насос начнет работать после того, как вода достигнет определенного уровня в гидроаккумуляторе. Это дает свое преимущество – в баке всегда будет находиться немного воды. Поэтому даже если будет отключено электричество, в баке всегда будет немного воды. Объем бака может разным – от 24 до 50 литров. Это наиболее распространенные объемы.

Минусы такой станции: при одноразовом длительном использовании насоса для полива садового участка, насос слишком много раз включается и отключается самостоятельно.

Желательно, чтобы установка станции происходила при помощи специалиста, который подключит все правильно. Мастер также сделает все необходимые регулировки станции для работы.

Расчет гидроаккумулятора

Чтобы определить, какой запас воды можно использовать из гидроаккумулятора при выключении электричества, когда насос прекратит качать воду из системы водоснабжения, можно использовать таблицу заполняемости мембранного бака. Запас воды будет зависеть от настройки реле давления. Чем выше разница давлений при включении и выключении насоса, тем больший запас воды будет в гидроаккумуляторе. Но эта разница лимитируется по изложенным выше причинам. Рассмотрим таблицу.

Здесь мы видим, что в мембранный бак объемом 200 л при настройках реле давления, когда показатель включение насоса составляет 1.5 бар, выключение насоса – 3.0 бар, давление воздуха составляет 1.3 бар, запас воды будет всего 69 л, что равно примерно трети общего объема бака.

Расчет необходимого объема гидроаккумулятора

Чтобы выполнить расчет гидроаккумулятора, используют следующую формулу:

Vt = K * A max * ((Pmax+1) * (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) * (Pвозд. + 1),

где

• Amax – максимальный расход литров воды в минуту;
• К – коэффициент, который зависит от мощности двигателя насоса;
• Pmax – давление при выключении насоса, бар;
• Pmin – давление при включении насоса, бар;
• Pвозд. – давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

В качестве примера подберем необходимый минимальный объем гидроаккумулятора для водопроводной системы, взяв, например, насос Водолей БЦПЭ 0,5-40 У с такими параметрами:

Pmax (бар)	Pmin (бар)	Pвозд (бар)	A max (куб.м/час)	K (коэффициент)
3.0	1.8	1.6	2.1	0.25

Используя формулу, вычисляем минимальный объем ГА, который равен 31.41 литра.

Поэтому выбираем следующий ближайший размер ГА, который равен 35 л.

Объем бака в диапазоне 25-50 литров идеально согласуется со всеми методиками расчета объема ГА для бытовых водопроводных систем, а также с эмпирическими назначениями разных производителей насосного оборудования.

При частом выключении электроэнергии целесообразно выбирать бак большего объема, но в это же время следует помнить, что вода сможет заполнить бак лишь на 1/3 общего объема. Чем мощнее установлен насос в системе, тем больший должен быть объем гидроаккумулятора. Это соответствие размеров сократит количество коротких включений насоса и продлит срок эксплуатации его электродвигателя.

Если вы купили гидроаккумулятор большого объема, нужно знать, что если водой не пользоваться регулярно, она застаивается в баке ГА и ее качество ухудшается. Поэтому, выбирая в магазине гидробак, нужно учитывать, максимальный объем используемой воды в системе водопровода дома. Ведь при небольшом расходе воды использовать бак объемом 25-50 л намного целесообразнее, чем 100-200 л., вода в котором будет пропадать зря.