Как выбрать гидроаккумулятор? Подбор по основным параметрам
Гидроаккумулятор - незаменимый элемент современной системы водоснабжения. Он сглаживает скачки давления, защищает насосное оборудование от частых включений, обеспечивает запас воды и комфорт водопользования. Правильно подобранный гидроаккумулятор повышает КПД системы, продлевает срок службы оборудования, экономит электроэнергию. Разберемся, как выбрать гидроаккумулятор для дома, квартиры или дачи, на какие параметры обратить внимание.
Для начала нужно понять, что такое гидроаккумулятор и как он работает. Конструктивно это металлический или пластиковый бак, разделенный эластичной мембраной на две камеры. В воздушную камеру под давлением закачивается воздух, в водяную - поступает вода из скважины или водопровода. Воздушная камера выполняет роль пневмопружины, сжимаясь под давлением воды и вытесняя ее обратно при открытии кранов.
Рассмотрим преимущества, которые дает установка гидроаккумулятора:
Стабилизация давления в системе. Гидроаккумулятор сглаживает пульсации, гасит гидроудары, поддерживает постоянное давление на выходе независимо от скачков в магистрали. Потребителю это гарантирует комфортный напор воды +/-10% от номинального.
Продление ресурса насоса. Без гидроаккумулятора насос вынужден включаться при каждом открытии крана, работая в рваном режиме с большим количеством стартов. С гидробаком частота включений снижается до 15-20 раз в час, что в 1,5-2 раза увеличивает срок службы насоса.
Экономия электроэнергии. За счет плавности работы и более редких пусков насос с гидроаккумулятором расходует на 10-20% меньше электричества по сравнению с насосом без бака. В масштабе года это весомая прибавка к семейному бюджету.
Запас воды под давлением. Объем гидробака - это стратегический запас воды на случай отключения электричества, аварии или профилактики скважины. Типичный бак на 50-100 литров обеспечит семью из 3-5 человек водой на период до 1 суток.
Итак, польза гидроаккумулятора очевидна. Давайте разберемся, как подобрать оптимальный вариант для вашего случая. От точности выбора будет зависеть эффективность, надежность и удобство работы всей системы водоснабжения.
Принцип работы гидроаккумулятора
Чтобы осознанно подойти к выбору гидроаккумулятора, нужно понимать его устройство и принцип действия. Рассмотрим базовую конструкцию гидробака на примере популярной модели Aquasystem VAV 100:
Бак представляет собой цилиндрическую стальную емкость объемом 100 л, рассчитанную на максимальное давление 10 бар.
Внутреннее пространство бака разделено мембраной из пищевой резины на две камеры - воздушную и водяную. Мембрана зафиксирована по периметру бака и герметично разграничивает среды.
В воздушной камере с завода закачан воздух под давлением 1,5-1,8 бар. Это оптимальное предварительное давление для бытовых систем, обеспечивающее плавную работу пневмопружины. При необходимости подкачать воздух можно через ниппель автомобильным насосом.
Водяная камера имеет патрубок для подключения к водопроводу или насосу. Через него в бак поступает вода, сжимая воздух в воздушной камере до тех пор, пока давления не выровняются.
Когда потребитель открывает кран, давление в системе падает. Сжатый воздух в гидроаккумуляторе начинает расширяться и вытеснять воду из бака в трубопровод, поддерживая стабильный напор. Когда давление падает до нижнего порогового значения (1,5-2 бар), автоматика дает команду на включение насоса. Насос качает воду до тех пор, пока давление в системе не достигнет верхней уставки (2,8-4 бар для большинства бытовых станций). Затем насос отключается, а гидроаккумулятор продолжает поддерживать давление и снабжать потребителей водой до следующего цикла.
Таким образом, гидроаккумулятор берет на себя функции буфера, накапливая воду в период работы насоса и отдавая ее под остаточным давлением при простое. Это позволяет существенно снизить количество включений насоса, продлевая ему жизнь. Без гидроаккумулятора при каждом открытии крана насос будет включаться и работать на износ.
Стандартная обвязка гидроаккумулятора в системе водоснабжения выглядит так:
На входе в бак устанавливают тройник, подключая насос, воздушный клапан и манометр.
На выходе из бака тройником разводят магистрали холодного и горячего водоснабжения. Если в семье есть маленькие дети, рекомендуется поставить на выходе редуктор давления, чтобы снизить напор до безопасного уровня.
Реле давления с датчиками монтируют на патрубке, соединяющем гидробак с системой. Реле контролирует давление воды и дает команды насосу на включение и отключение по датчикам нижнего и верхнего порога.
Если бак большого объема, его дополнительно закрепляют к стене хомутами через виброгасящие прокладки. Это снижает уровень шума от работы насоса и предохраняет бак от смещения.
Смонтированный по всем правилам гидроаккумулятор прослужит без проблем 5-10 лет, защищая насос от перегрузок, сглаживая пики потребления, поддерживая постоянное давление в системе. Он станет важным звеном в инженерной "начинке" дома, обеспечивающим комфорт и удобство водопользования.
Объем бака
Первый параметр, с которого начинается подбор гидроаккумулятора - это объем бака. От него зависит, какой запас воды будет доступен потребителям, на какое время хватит автономной работы системы при отключении электричества. Немаловажно и то, как часто будет включаться насос - чем больше объем, тем реже циклы его работы и дольше срок службы.
Как рассчитать объем гидроаккумулятора? Существует много методик, но мы приведем простую и понятную формулу для бытовых систем. Она основана на среднем расходе воды в доме или квартире, который в среднем составляет:
150-180 л/сутки на 1 человека в квартире
200-250 л/сутки на 1 человека в частном доме
50-100 л на 1 цикл стирки в стиральной машине
20-30 л на 1 цикл мытья посуды в посудомоечной машине
Чтобы узнать необходимый объем бака, нужно суточный расход воды разделить на количество включений насоса. Оптимальное число включений для большинства бытовых станций - 20-25 в час. Меньше - насос будет застаиваться, больше - перегружаться и быстро выходить из строя.
Например, для семьи из 4-х человек в частном доме средний расход воды составит 4 х 250 = 1000 л/сутки. Разделив 1000 л на 25 включений, получаем минимальный объем гидроаккумулятора 40 л. Но с учетом пиковых нагрузок (прием гостей, полив огорода, заполнение бассейна) лучше выбрать бак с 20-30% запасом. То есть оптимальный объем в этом случае - 50-80 л.
Вот примерные ориентиры по объему гидроаккумулятора:
Конечно, это усредненные значения. На практике нужно делать поправку на фактический расход воды, который зависит от состава семьи, образа жизни, привычек. Если сомневаетесь - лучше взять гидроаккумулятор с небольшим запасом по объему. Это избавит от лишних циклов включения насоса и обеспечит больший комфорт при пользовании водой.
Рабочее давление
Следующий по важности параметр - это рабочее давление гидроаккумулятора. Именно давление определяет, с какой силой вода будет идти из крана и сколько можно подключить точек водоразбора без потери напора. Также нужно соотносить давление в гидроаккумуляторе с рабочими характеристиками насоса - они должны быть сопоставимы друг с другом.
Для бытового водоснабжения в частных домах и квартирах стандартом считается давление 3-4 атм (бар). Этого достаточно для комфортного пользования душем, ванной, бытовой техникой. Реле давления насосных станций обычно настраивают на включение при снижении давления до 1,5-2 бар и отключение по достижении 3-4 бар.
В линейке гидроаккумуляторов "Насосы плюс оборудование" представлены модели с максимальным рабочим давлением от 6 до 10 бар:
6 бар - модели начального уровня, рассчитанные на работу с бюджетными поверхностными насосами (Aquapress AFC 24SBA)
Как выбрать оптимальное рабочее давление? В первую очередь ориентируйтесь на характеристики насоса. В его паспорте всегда указан максимальный напор, который насос способен развивать. Рабочее давление гидроаккумулятора должно быть на 10-20% выше этого значения. Тогда система будет работать эффективно, с максимальной отдачей.
Например, для насоса Grundfos SQE 3-65 с номинальным напором 6,5 бар подойдет гидроаккумулятор Zilmet Ultra-Pro 100 V на 10 бар. Если поставить бак на 6 бар - он не сможет принять весь поток от насоса и будет работать рывками, с гидроударами. А если взять бак на 10 бар - он примет созданное насосом давление с запасом и обеспечит плавную циркуляцию воды в системе.
Не менее важно и предварительное давление воздуха в гидроаккумуляторе. Его задают один раз перед началом работы, закачивая компрессором воздух в воздушную камеру бака. Для большинства систем оно составляет 1,5-1,8 бар - на 0,2-0,5 бар меньше давления включения насоса. Это позволяет уменьшить гидроудары при старте и работать мембране бака в щадящем режиме.
Важный момент - со временем воздух в гидроаккумуляторе имеет свойство растворяться в воде. Мембрана постепенно прогибается в сторону воздушной камеры, полезный объем бака уменьшается. Поэтому раз в полгода-год нужно проверять и при необходимости подкачивать воздух в гидроаккумулятор. Если этого не делать - срок его службы сократится, возникнет риск разрыва мембраны.
Для поддержания нужного давления воздуха на входе в гидроаккумулятор обязательно ставят манометр. По его показаниям удобно отслеживать состояние пневмокамеры и вовремя производить подкачку. А чтобы избежать утечек воздуха, в месте соединения насоса и гидробака монтируют латунный или бронзовый обратный клапан. Он удерживает воздух в воздушной камере и не дает ему уйти обратно в систему.
Материал мембраны
Сердце гидроаккумулятора - это мембрана, которая разделяет бак на воздушную и водяную камеры. От ее качества, эластичности и прочности зависит долговечность и функциональность всего устройства. При выборе гидроаккумулятора обязательно обращайте внимание на материал мембраны - он должен соответствовать условиям эксплуатации.
В современных гидроаккумуляторах применяются три типа мембран:
Резиновые мембраны (EPDM) - эластичные, долговечные, устойчивые к высоким температурам (до 120°С). Применяются в большинстве бытовых гидроаккумуляторов, например, Aquasystem серий VAV и VAO. Срок службы - до 10 лет.
Бутиловые мембраны (Butyl) - более плотные и жесткие по сравнению с резиновыми, но менее термостойкие (до 90°С). Встречаются в гидроаккумуляторах Elbi, Zilmet. Рассчитаны на 5-7 лет интенсивной эксплуатации.
Полипропиленовые мембраны - самые бюджетные и недолговечные. Выдерживают температуру до 60°С, со временем теряют эластичность и растрескиваются. Ставятся на дешевые модели гидроаккумуляторов для кратковременной работы на дачах, стройках.
Как выбрать мембрану под ваши задачи? Если нужен гидроаккумулятор для ГВС или в составе системы отопления - берите модель с резиновой (EPDM) мембраной. Она не боится высоких температур, сохраняет эластичность при нагреве до 120°С и прослужит максимально долго.
Для системы холодного водоснабжения, с температурой воды не выше 40°С, можно взять гидроаккумулятор с бутиловой мембраной. Она дешевле резиновой, но при этом достаточно надежна и долговечна. Типичные представители - Elbi AFV 100 CE, Zilmet Ultra-Pro 80 H.
Полипропиленовую мембрану имеет смысл ставить только на временных объектах, где не нужна длительная бесперебойная работа. Например, для подачи воды на дачном участке, при проведении ремонта или стройки. В условиях постоянной эксплуатации она быстро потеряет герметичность и эластичность, потребует замены через 2-4 года.
Независимо от типа мембраны, важно соблюдать рабочий диапазон температур, рекомендованный производителем. Если в паспорте гидроаккумулятора указано ограничение в 90°С - не стоит подавать в него воду с температурой выше. Это приведет к быстрому износу мембраны, потере герметичности, а в худшем случае - к разрыву и затоплению помещения.
Тип присоединения
Гидроаккумуляторы в зависимости от габаритов и условий монтажа выпускаются в вертикальном и горизонтальном исполнении. Тип присоединения патрубков тоже может быть разным - резьбовым или фланцевым. Выбор зависит от места установки, особенностей помещения, конфигурации системы водоснабжения.
Большинство бытовых гидроаккумуляторов объемом до 100-150 литров - вертикального типа. Они компактны, не занимают много места, удобны для монтажа в небольших помещениях. Модели с нижним подключением (например, Aquasystem VAV 100) можно разместить в углу или нише, спрятав патрубки и обвязку.
Для гидроаккумуляторов большой емкости, от 200-500 литров, чаще применяется горизонтальный монтаж. Это обусловлено как габаритами бака, так и удобством обслуживания, осмотра мембраны. Но встречаются и вертикальные модели (Aquasystem VAV 300, VAV 500) - их тоже можно установить при наличии достаточной высоты помещения.
Выбирая между вертикальным и горизонтальным типом, ориентируйтесь в первую очередь на свободное пространство в месте монтажа. Если высота потолков небольшая, а площадь позволяет - ставьте горизонтальный бак. Если наоборот, габариты комнаты ограничены, но высота приличная - можно взять вертикальный гидроаккумулятор.
Что касается способа присоединения, в быту чаще используют гидроаккумуляторы с резьбовыми патрубками. Они удобны тем, что не требуют сварки, позволяют оперативно смонтировать или демонтировать бак своими руками. Типоразмеры резьбы зависят от модели - для баков до 100 л чаще применяется G3/4", для баков от 100 до 500 л - G1" и выше.
Для промышленных систем и больших емкостей применяются фланцевые соединения диаметром от Ду 32 до Ду 100 и более. Они герметичнее, надежнее и долговечнее резьбовых, способны выдерживать большие нагрузки. Но для монтажа нужны сварочные работы и услуги специалистов. В частном доме такие соединения встречаются редко, разве что для баков от 1000 л.
Некоторые модели гидроаккумуляторов (например, Zilmet Ultra-Pro 2 V) могут монтироваться как вертикально, так и горизонтально - для этого у них предусмотрено два типа крепления. Это удобно, если нужна универсальность установки и подключения. Также для моделей с опорными ножками есть возможность напольного размещения - без дополнительного крепежа к стене.
Материал корпуса
От материала корпуса напрямую зависят прочность, надежность и долговечность гидроаккумулятора. Он должен выдерживать высокое давление, устойчиво переносить перепады температур, быть стойким к коррозии и образованию накипи. При выборе гидроаккумулятора обязательно обращайте внимание на качество и толщину стенок корпуса.
В зависимости от условий применения, гидроаккумуляторы производят из:
Углеродистой стали - бюджетный вариант для систем холодного водоснабжения и пожаротушения. Выдерживает давление до 10 бар, но требует антикоррозионной обработки. Пример - Aquasystem VAV 200.
Нержавеющей стали - оптимальный выбор для систем питьевого водоснабжения и пищевой промышленности. Корпус из нержавейки устойчив к ржавчине, накипи, безопасен для здоровья. Рабочее давление - до 16 бар. Модели - Zilmet Ultra-Pro 300 V, Aquasystem VAO 100.
Оцинкованной стали - "золотая середина" по цене и характеристикам. Цинковое покрытие защищает бак от коррозии, продлевает срок службы. Используется в системах с температурой воды до 60°С. Пример - Elbi AC 100 V.
Композитных материалов - современные гидроаккумуляторы из стеклопластика или углепластика. Легкие, прочные, устойчивые к химическим реагентам. Подходят для агрессивных сред, очистных сооружений, производств. Цена выше, чем у стальных аналогов.
Чем толще и прочнее стенки корпуса - тем выше максимальное рабочее давление и срок службы гидроаккумулятора. Для бытовых целей, как правило, достаточно гидроаккумуляторов с толщиной стенки 2-3 мм и рабочим давлением до 10 бар. Они оптимально сочетают в себе надежность, прочность и приемлемую цену.
Если планируется использовать гидроаккумулятор в составе системы отопления или ГВС, с температурой воды выше 60°С - выбирайте модель с усиленным корпусом. Оптимально подойдут баки из нержавейки толщиной 3-4 мм, рассчитанные на давление 12-16 бар (например, Reflex DE 33).
Для систем повышения давления, пожаротушения, на промышленных объектах могут потребоваться гидроаккумуляторы на 25, 40 и даже 100 бар. Их изготавливают из легированной стали с толщиной стенки 6-10 мм, со специальным защитным покрытием. Цена таких моделей высока, но они способны работать в экстремальных условиях и выдерживать пиковые нагрузки.
Еще один важный момент - соединительные патрубки, фланцы и штуцеры гидроаккумулятора тоже должны быть выполнены из надежных материалов. Предпочтительны латунь, бронза или нержавеющая сталь - они не боятся коррозии, не вступают в реакцию с водой и примесями. А вот дешевые штуцеры из черного металла или пластика лучше сразу заменить на более качественные.
Мембранный бак или гидроаккумулятор — это устройство, которое помогает поддерживать стабильное давление воды в вашем доме. Оно особенно важно, когда мы говорим о системах водоснабжения, работающих с насосами, как погружными, так и поверхностными.
Мембранный расширительный бак является важным компонентом системы отопления, представляющим собой емкость, предназначенную для компенсации изменений объема теплоносителя при его температурных колебаниях.
