Главное предназначение гидробака (его же и называют аккумулирующей ёмкостью) заключается в том, чтобы продлить жизнь насосу, вынужденному постоянно включаться при потере давления в сети. Аккумулирующая ёмкость является неотъемлемой частью насосных станций, но может и отдельно подбираться к любому насосу.
В новом гидробаке есть усреднённые заводские настройки давления, но после его внедрения в систему их приходится корректировать в зависимости от количества и мощности потребляющих воду приборов. В статье мастер сантехник расскажет, какое давление должно быть в гидроаккумуляторе, как правильно произвести его настройку.
Роль в системе водоснабжения
Прежде чем останавливаться на параметрах давления в аккумуляторе, необходимо рассмотреть его основную роль в водопроводе. Первым предназначением этого объекта является поддержка, а также постепенная смена уровня давления жидкости, присутствующей в системе.
- Обеспечивает надежную защиту от гидроудара (в данном варианте подразумевается изменение в давлении жидкости, которое было вызвано очень быстрым изменением ее скорости);
- Отвечает за наличие минимального водяного запаса;
- Ограничивает повторно-кратковременный запуск насоса.
Из освещения перечисленных функций можно сделать вывод, что гидравлический аккумулятор дает возможность автоматизировать процесс подачи жидкости. Если в системе не будет присутствовать гидроаккумулятор, то реле давления не сможет функционировать правильно, так как быстрое изменение давления в системе будет провоцировать его частое срабатывание.
Такие процессы в итоге приведут к тому, что подача воды будет нестабильной, а электродвигатель насоса может перегреться или сломаться, как и реле.
Выбор объема бака зависит от мощности и типа насоса. Агрегаты с встроенным частотным преобразователем отличаются плавным пуском. Для них достаточно бака с минимальной емкости (24 л). Недостаток механизмов высокая стоимость, в частных хозяйствах они используются редко. Распространенный вариант — бюджетные скважинные насосы, при запуске дающие максимальную мощность. Они быстро создают высокий напор в трубах. Компенсировать его должен мембранный бак.
При эксплуатации поверхностных насосов мощностью до 1 кВт рекомендуется установка накопителя 24-50 л. Для погружных агрегатов мощностью 1 кВт требуется гидроаккумулятор на 50-100 л. Механизмы с профессиональными характеристиками комплектуются баками от 100 л. На размеры аккумулирующей емкости влияет средний расход водопотребления.
Этой таблицей можно воспользоваться, чтобы рассчитать объем гидробака для конкретной ситуации, исходя из прогнозируемых условий его работы
Vt = K х Amax х ((Pmax+1) х (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) х (Рвозд. + 1)
Где:
- Amax – это наибольший расход жидкости в течение минуты (в литрах);
- К – это коэффициент, что находится в прямой зависимости от самого двигателя помпы;
- Pmax – это давление в момент дезактивации насоса;
- Pmin – это давление при активации помпы;
- Рвозд. – это воздушное давление в бачке.
Виды гидроаккумуляторов
Емкости различаются размерами, назначением, исполнением. Конструкция и функции баков остаются неизменными.
По назначению:
- Для горячей воды (красного цвета);
- Для холодной воды (синего цвета).
Отличие накопительных баков в материале, из которого изготовлена мембрана. В емкости, предназначенной для питьевой (холодной) воды, применяется безопасная для здоровья людей резина.
По исполнению:
- Вертикальные модели – применяются для ограниченного пространства;
- Горизонтальный вариант используют в комплекте с наружным насосом, закрепляемым на корпусе.
Гидравлический аккумулятор включает несколько основных составных частей:
- Корпус обычно разделяется мембраной на две отдельные камеры: одна из них отведена под воду, а вторая – для воздуха;
- Мембрана – в данной части бака находится вода; как правило, используются мембраны из такого материала, как бутил; им не страшны биологические вещества, кроме того, они являются абсолютно неопасными в эксплуатации;
- Ниппель – сквозь него воздух накачивается в полость бака;
- Фитинг, играющий роль закрепителя мембраны;
- Другие конструктивные элементы.
Накопители устанавливаются в отапливаемых помещениях. К приборам должен обеспечиваться свободный доступ для проведения ремонта и обслуживания.
Оптимальные показатели
Функционирование водопроводной сети и ресурс накопителя зависят от нескольких факторов:
- Правильность выбора максимального и минимального давления, при котором срабатывает автоматика включения насоса.
- Грамотная установка уровня давления воздуха в баке.
При выполнении самостоятельной проверки и регулировки показателей следует придерживаться рекомендаций специалистов. Основное правило – давление воздуха в гидроаккумулирующем баке должно быть ниже минимального давления включения насоса. Разница показателей составляет 10-12%. Соблюдение рекомендации позволяет сохранить небольшое количество воды до следующего включения агрегата. Пример: если насосная станция автоматически начинает работать при 2 бар, давление воздуха должно быть 2-0.2=1.8 бар.
Напор воздуха в аккумулирующем баке не зависит от его объема. Средний показатель для емкостей размером 24-150 л составляет 1,5 бар, 200-500 л – 2 бар. Исходная заводская закачка воздуха в 1,5 атмосферы в условиях небольшого водопотребления одноэтажного строения может быть снижена до 1 атмосферы. Низкий напор в трубах уменьшает износ системы, но ограничивает использование сантехнических приборов. Снижение давления до показателей менее 1 бар приведет к чрезмерному растягиванию резиновой груши. Возникнет соприкосновение мембраны с металлическим корпусом. Контакт приведет к ускоренному износу резины.
Избыточный напор воздуха (больше 1,5 бар) тоже не желателен. Он займет большую часть бака, сократив количество набираемой воды. Также возникнет повышенная нагрузка на трубы и узлы водопроводной системы.
Напор воды в мембране создается насосом. Его максимально допустимое значение указывается производителем. Распространенный показатель для бытовых моделей 10 бар. При подключении гидроаккумулятора в систему жидкость подается медленно, чтобы избежать повреждения мембраны.
Расчет давления
Для расчета оптимального давления воздуха в баке существует формула:
P=(Hmax+6)/10
Где:
- P – давление воздуха в атмосферах;
- Hmax – расстояние до наивысшей точки домашней водопроводной сети.
Верхней точкой разбора является душ на последнем этаже здания. Измеряется расстояние от него до места установки напорной емкости. Чем больше промежуток, тем выше напор, требующийся для подъема воды. Наглядности расчету добавит использование чисел. Для здания высотой в 2 этажа значение Hmax составит 7 м. Давление будет P=(7+6)/10=1,3 атмосферы. Для высоты в 10 м потребуется напор в 1,8 атмосферы.
Перед покупкой гидроаккумулятора проводится расчет объема устройства. Вычисления учитывают:
- Максимальный расход воды;
- Количество включений насоса в час;
- Давление воздуха в баке;
- Нижний и верхний предел давления для срабатывания насоса;
- Коэффициент, связанный с мощностью насоса.
После монтажа мембранного бака потребуется установить минимальный и максимальный порог срабатывания автоматики (реле давления). От разницы между максимальным и минимальным показателем зависит объем воды, поступающей из гидравлического аккумулятора. Увеличение параметра повышает эффективность устройства, но приводит к быстрому износу мембраны. Для частных домов рекомендуется разница в 1-1,5 бар.
Показатель минимального давления в мембране (Pmin) должен быть на 10% выше аналогичного показателя воздуха в полости бака. Для устойчивой работы системы перепад давления должен составлять 0,5 бар и выше. Это значение учитывается при расчете Pmin. Верхний передел срабатывания (Pmax) вычисляется исходя из характеристик насоса – величину напора делят на 10. Расчетная величина не соответствует реальной из-за изменений заявленных параметров агрегата, связанных с износом. Рекомендуется принимать показатель верхнего уровня на 30% меньше характеристики напора.
Способы проверки
Воздух, закачанный на заводе в емкость, постепенно уходит через каучуковую мембрану и ниппель. Разрежение газовой полости приводит к чрезмерному растягиванию резиновой груши при заполнении ее жидкостью. Без сопротивления мембрана быстро изнашивается, может лопнуть. Замеры давления воздуха выполняется манометром. Оптимальный вариант — автомобильный измерительный прибор.
В инструкции производителя указано количество проверок для модели устройства. Средний показатель — 2 раза в год. Перед началом процедуры измерения параметра необходимо спустить из бака всю жидкость. Насос отключают от системы электропитания. На момент измерений бак должен быть пустой. Контроль необходим перед подключением устройства в систему. Во время хранения на складе из бака может просочиться часть воздуха. Рабочее давление указано в паспорте изделия.
Для осуществления проверки откручивают декоративный колпачок, закрывающий ниппель. Узел расположен в верхней части корпуса. К золотнику подключают манометр. Прибор должен иметь минимальную погрешность. Рекомендуются электронные и автомобильные устройства. Дешевые пластиковые манометры лучше не использовать, у них значительная погрешность показателей.
Если уровень меньше заводских параметров, производится подкачивание воздуха с помощью компрессора. Гидроаккумулятор оставляют на сутки для контроля. После очередного замера, соответствующего норме, производится монтаж устройства. Превышение оптимального напора устраняется стравливанием воздуха.
Количество проверок зависит от продолжительности использования водопроводной системы. Для дачных участков, где коммуникации эксплуатируются в весенне-летний период, контроль показателей осуществляется перед началом сезона. Признаком уменьшения напора воздуха является частое включение и отключение насоса. При любых отклонениях от нормы проводится внеплановая проверка. Незначительную потерю воздуха можно подкачать автомобильным насосом.
Как правильно отрегулировать давление в гидроаккумуляторе
Корректная работа насосной станции требует грамотной настройки трех основных параметров:
- Давление, при котором включается насос.
- Уровень отключения функционирующего агрегата.
- Напор воздуха в мембранном баке.
Поэтому давайте разберёмся, как настроить реле давления гидроаккумулятора. Процесс зависит от разновидности прибора, который может быть как механическим, так и электронным.
В механическом, который представлен на фото сверху, замыкание контактов в цепи питания провоцируется сжатием пружины.
Электронный прибор управляется датчиком давления, меняющим электрическое сопротивление сжатием пьезокристалла. В электронном приборе все настройки производятся путём нажатия кнопок на фронтальной панели, а в механическом приходится закручивать гайки.
Не смотря на то, что датчик управления давлением сети может находиться достаточно далеко от реле насоса, он всё равно защищает водопровод от утечек и разрушения.
Пример настройки реле давления
Предлагаем инструкцию в картинках, которая поможет разобраться, как осуществляется настройка механического реле:
Шаг №1 - Отвинчивание фиксирующего колпачка
Настройку реле необходимо производить в полностью собранной и запущенной в работу системе.
Шаг №2 - Снятие крышки с реле
Предварительно обесточив прибор, и открутив отвёрткой всего один винтик, нужно снять крышку реле.
Шаг №3 - Пружины, отвечающие за работу реле
Большая пружина, путём изменения давления включения насоса, отвечает за смещение рабочего диапазона целиком. Маленькая пружина, путём изменения давления выключения, изменяет рабочий диапазон в большую или меньшую сторону.
Шаг №4 - Корректировка диапазона
Заводская настройка такого реле чаще всего соответствует показателям 1,4/2,8 атм. Допустим вам необходимо сместить диапазон в большую сторону, установив 2/3 атм. Чтобы настроить давление включения, нужно закрутить на пару оборотов по часовой стрелке гайку на большой пружине. Ключ используете торцевой или рожковый.
Шаг №5 - Сброс давления в системе путём открытия крана до запуска насоса
Перед проведением этой процедуры нужно сбросить давление в системе, открутив любой кран и дождавшись, когда включится насос. Если в этот момент манометр будет показывать 2 атмосферы – значит, у вас всё получилось.
Шаг №6 - Манометр для замера давления
Если цифра на табло манометра меньше, чем нужно, придётся ещё немного закрутить гайку большой пружины. При большем значении, гайки нужно немного ослабить. После каждого смещения гайки, всю процедуру со сбросом давления нужно повторять.
Шаг №7 - Уменьшение разницы между давлениями
Давление включения настроено. Теперь наша задача – уменьшить разницу между ним и верхним пределом, так как в заводской настройке прибора она составляла 1,5 атм., а нам нужно сделать так, чтобы была 1 атм. Чтобы этого добиться, необходимо ослабить гайку на маленькой пружине. Начинайте с одного полного оборота.
Шаг №8 - Настройка верхнего давления
Чтобы убедиться в правильности настройки, производите всё ту же манипуляцию с открытием крана. Только теперь показания манометра нужно снимать не в момент включения насоса, а в момент его выключения после того, как будет закрыт кран. В соответствии с заданным в качестве примера параметром, стрелка должна показывать 3 атмосферы. Добившись нужных показателей манометра, ставите на место крышку реле и можете подключать насос к сети.
В сюжете - Регулировка реле давления
Неисправности
Чаще всего гидроаккумуляторы выходят из строя по следующим причинам:
- Слишком частый запуск/отключение помпы;
- Протечка клапана;
- Слишком низкий напор воды на впуске/выпуске.
Прежде чем выявить причину, послужившую ослаблению напора, нужно определить, какое точное давление должно быть в гидробаке станции.
В данном случае неполадки могут быть следующими:
- Неверное давление;
- Повреждение или деформирование мембранной детали либо корпуса;
- Поломка реле.
Разобраться с возникшими трудностями можно такими способами, как:
- Нагнетание давления в случае его спада;
- Восстановление поврежденной мембраны;
- Восстановление поврежденного корпуса;
- Регулировка дифференциала, опираясь на режим насоса.
Профилактика и обслуживание
Чтобы техника работала хорошо и исправно, следует делать проверку установленных порогов срабатывания (примерно один раз в 3–6 месяцев), а также значений давления в гидроаккумуляторе.
Заключение
Из всего, сказанного выше, можно сделать вывод, что рабочее давление может существенно отличаться от нормируемых значений. Тем не менее, если в доме нет приборов, для которых требуются индивидуальные условия работы, минимального напора в 1,5-2 атмосферы вполне достаточно. И только когда по факту давление ещё ниже этого минимума, возникает проблема, которую нужно решать одним из вышеозвученных методов.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как обустроить водопровод в частном доме — выбор источника водоснабжения, правила проектирования, этапы монтажа