Гидроаккумулятор. Назначение, установка, настройка, выбор объема.

Гидроаккумулятор (расширительный мембранный бак) служит для поддержания давления в напорной системе водоснабжения, и при использовании совместно с реле давления позволяет создать автоматическую станцию на базе погружного или поверхностного насоса. Основное назначение гидроаккумулятора в системе – поддержание и плавное изменение давления жидкости в системе.Дополнительные функции, которые выполняет гидроаккумулятор, следующие:[img src="http://www.vodoley-pump.ru/images/check.jpg" > Защита от гидроудара (изменения давления в жидкости, вызванного мгновенным изменением её скорости) Обеспечение минимального запаса воды Ограничение повторно-кратковременных включений насоса.Таким образом, именно гидроаккумулятор позволяет сделать возможным использование реле давления и автоматизировать процесс подачи воды. Без гидроаккумулятора, реле не может работать корректно, поскольку мгновенное изменение давления в системе (в момент открытия крана, отключения или подключения новых потребителей, включения или выключения насоса и т.п.) вызывало бы постоянное срабатывание реле. А это, в свою очередь, ведет к нестабильности подачи, перегреву или поломке электродвигателя, поломке реле.Так как Вода практически не сжимаема, то включение насоса в системе с реле давления, но без гидроаккумулятора, вызвало бы мгновенное увеличение давления в системе и реле тут же среагировало бы на это и отключило насос. С другой стороны, при открытии крана давление тут же упало бы и реле среагировав, включило насос.Коэффицент сжимаемости воды = 5 x 10^10 1/ Па. Т.е. увеличение давления воды (напора, создаваемого насосом) практически не вызывает изменения её объема (это сотые доли процента). Поэтому давление менялось бы в системе с большой скоростью, что вызывало бы постоянное срабатывание реле.Надо четко уяснить, что гидроаккумулятор никакого давления не создает и потребителю воду сам не качает - все это делает насос! Он только поддерживает то давление жидкости, которое в нем создано насосом и подает воду в тот момент времени, пока открыт кран потребителя и насос не включился. Например вопрос – «Какой объем гидроаккумулятора мне нужен если у меня два душа?» не совсем корректен. Потому что при пользовании душем (одним или двумя), гидроаккумулятор подает воду только до момента включения насоса, а затем все оставшееся время пользования воду подает только насос! И остановится он только после того, как все краны перекроются и давление в баке поднимется до давления выключения.Иногда бывает так, что насос выключается даже в то время, когда потребители пользуются водой. Однако такой режим работы нежелателен (поскольку через короткое время насосу опять придется включиться) и говорит о том, что подбор насоса и/или настройки всей системы выполнены неправильно (в большинстве таких случаев надо изменить настройки реле давления).Любой гидроаккумулятор разделен мембраной на две полости – воздушную и водяную. За счет подачи воды под давлением в водяную полость бака, мембрана расширяется и сжимает воздух в воздушной полости. Тем самым мембрана уравновешена давлением с двух сторон (P1V1 = P2V2). Давление будет расти до тех пор, пока насос не отключится по уставке реле давления (давление отключения насоса). В момент начала расхода воды, воздух давит на мембрану, тем самым, выталкивая воду из гидроаккумулятора. Давление воды медленно падает и при достижении давления включения насоса, реле замкнет контакты и насос запустится. Такова принципиальная схема автоматической работы насоса совместно с гидроаккумулятором и реле давления.Каким должно быть давление воздуха в воздушной полости гидроаккумулятора?Давление в воздушной полости гидроаккумулятора должно быть на 10% меньше давления включения насоса!Причем давление воздуха нужно измерять только на отключенном от системы баке (без давления воды). Давление воздуха нужно регулярно контролировать и по необходимости приводить в норму, это заметно продлит жизнь мембране. С этой же целью не рекомендуется делать перепад давления между включением и выключением насоса слишком большим. Оптимальным является перепад в 1,0-1,5 атм. Бóльшие перепады сильнее растягивают (нагружают) мембрану, тем самым уменьшая её срок службы, и более того, большие перепады давления не комфортны при пользовании водой.Гидроаккумуляторы рекомендуется устанавливать в местах не подверженных затоплению и с невысокой влажностью. В этом случае фланец гидроаккумулятора прослужит намного дольше. Поскольку никаких нагрузок баком не воспринимается, нет необходимости в дополнительном креплении. Гидроаккумулятор можно просто устанавливать на пол на штатные опоры.При выборе конкретной марки гидроаккумулятора следует обратить внимание на материал мембраны, наличие сертификатов и санитарно-гигиенических заключений, удостоверяющих, что гидроаккумулятор предназначен для использования в системах с питьевой водой! Также не лишним будет убедиться в наличии запасных мембран и фланцев, чтобы в случае проблем не пришлось покупать полностью новый бак.Максимальное давление, на которое рассчитан гидроаккумулятор, не должно быть меньше максимально возможного давления в системе (например, при поломке реле давления). Именно поэтому большинство баков рассчитаны на давление в 10 бар.Часто возникает вопрос о том, сколько воды находится в гидроаккумуляторе?Например, если отключат электричество, сколько литров воды можно будет использовать?Это значение зависит от установок реле давления. Как нетрудно догадаться, чем выше разница по давлению, между включением и выключением насоса, тем больше воды войдет в гидроаккумулятор, однако эту разницу необходимо лимитировать по причинам изложенным выше.В качестве примера мы приводим таблицу заполняемости гидроаккумуляторов . Мы рекомендуем использовать гидроаккумуляторы этой марки, так как они очень давно представлены в России и за это время зарекомендовали себя только с лучшей стороны.P воздуха, бар0,80,81,81,31,31,81,82,32,32,82,84,0P вкл. нас., бар1,01,02,01,51,52,02,02,52,53,04,05,0P выкл. нас., бар2,02,53,02,53,02,54,04,05,05,08,010,0Общий объем бака, лЗапас воды, л195,707,334,434,996,562,537,095,377,466,028,118,35247,209,265,606,318,283,208,966,799,437,6010,2410,555015,0019,2911,6713,1417,256,6718,6714,1419,6415,8321,3321,976018,0023,1414,0015,7720,708,0022,4016,9723,5719,0025,6023,368024,0030,8618,6721,0327,6010,6729,8722,6331,4325,3334,1335,1510030,0038,5723,3326,2934,5013,3337,3328,2939,2931,6742,6743,9420060,0077,1446,6752,5769,0026,6774,6756,5778,5763,3385,3387,8830090,00115,7170,0078,86103,5040,00112,0084,86117,8695,00128,00131,82500150,00192,86116,67131,43172,5066,67186,67141,43196,43158,33213,33219,70750225,00289,29175,00197,14258,75100,00280,00212,14294,64237,50320,00329,551000300,00385,71233,33262,86345,00133,33373,00282,86392,86316,67426,67439,39Согласно этой таблице, в 200 литровом гидроаккумуляторе при следующих установках реле давления: Включение насоса - 1,5 бар Выключение насоса - 3,0 бар Давление воздуха - 1,3 барЗапас воды составит 69 литров, что составляет примерно треть от всего объема.В заключение несколько слов о необходимом объеме гидроаккумулятора.Минимальный рекомендуемый объем вычисляется по следующей формуле:Vt = K x A max x ((Pmax+1) x (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) x (Pвозд. + 1)Amax – расчетный максимальный расход воды (литр/мин)К – коэффициент, зависящий от мощности электродвигателя насоса (см. таблицу ниже).Pmax –давление выключения насоса, барPmin – давление включения насоса, барPвозд. – давление в воздушной полости гидроаккумулятора, барМощность насоса, кВт0,55-1,52,2-3,04,0-5,57,5-9,0Коэффициент К0,250,3750,6250,875Выберем минимально необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения на базе насосаВодолей БЦПЭ 0,5-40 У со следующими установками:Pmax = 3,0 барPmin = 1,8 барPвозд = 1,6 барА max = 2,1 м³/ч (35 л/мин)K = 0,25 (так как мощность насоса находится в диапазоне 0,75 – 1,5 кВт)Vt = 31,41 литрВыбираем следующий ближайший объем гидроаккумулятора – 35 л.Отметим, что объем бака на уровне 24-50 литров прекрасно согласуется с другими методиками расчета гидроаккумуляторов для бытовых систем водоснабжения и эмпирическими рекомендациями различных производителей насосного оборудования.Бóльший объем следует выбирать в том случае, если имеют место быть частые выключения электроэнергии, однако надо помнить, что в любом случае вода заполняет примерно треть общего объема (см. выше таблицу заполняемости). И конечно, чем более мощный насос установлен в систему (актуально для насосов мощностью 1,1 кВт и выше), тем больший размер гидроаккумулятора необходимо предпочесть, это сократит число повторно-кратковременных включений и продлит срок службы электродвигателя насоса.Покупая гидроаккумуляторы больших объемов, надо отдавать себе отчет в том, что водой надо регулярно пользоваться, поскольку при длительном простое, её качество начинает ухудшаться. Ведь использовать всю воду из гидроаккумулятора объемом 24 или 50 литров гораздо проще и быстрее, чем из 100 или 200 литрового.