Тиск повітря в гидроаккумуляторе: особливості, пристрій і принцип роботи

Гідроакумулятори в системі водопостачання використовуються для того, щоб забезпечити плавне зміна перепадів тиску, що відбуваються під час роботи насоса. Їх встановлення дає можливість впровадити в систему датчики тиску і реле, які, в свою чергу, будуть керувати роботою насоса в автоматичному режимі. Оскільки вода – нестислива середовище, відсутність спеціальних пристосувань сприяє утворенню стрибкоподібних змін тиску у водопровідній системі. При відсутності спеціального накопичувального гідробака реле тиску спрацьовувало б у режимі постійного включення і виключення насоса. Такий процес в підсумку сприяє перегріву двигуна, а потім і його остаточної поломки. Установка гідроакумулятора забезпечує скорочення числа короткочасних включень і виключень двигуна насосної станції – це дуже важливо для системи водопостачання.

Навіщо гідроакумулятор потрібен?

Зазвичай гідробаки призначені для підтримки постійного тиску в системі водопроводу. Вони сприяють попередженню передчасного зносу функціональних елементів насосної системи з-за можливих перепадів тиску і руйнівних для системи гідроударів. У разі відключення електричного напруги в ємності гідробака завжди залишається невеликий запас води.

Особливості устрою сучасних гидробаков

Сьогодні для забезпечення повноцінного водопостачання використовують поверхневі або занурювальні насоси. В залежності від типу насоса гідробак може мати горизонтальну або вертикальну компоновку. Конструктивні відмінності впливають на спосіб видалення повітря з порожнини для води. Вибір відповідного агрегату залежить від місця розташування насосної станції і потужності насоса.


Вони можуть відрізнятися за видами і розмірами, однак завжди мають однакову функцію: накопичення і віддача гідравлічної енергії, придушення гідроударів і пульсацій, забезпечення коректної роботи всієї водопровідної системи. По багатьом критеріям гідроакумулятори універсальні і тому знайшли широке застосування в багатьох галузях промислового господарства. їх використовують у сухопутному, морському і повітряному транспорті.

Повітря в насосній системі

Зниження зайвих навантажень відбувається завдяки особливій конструкції ємності акумулятора – за допомогою спеціальної рухомий мембрани він розділений на водну і повітряну порожнини. Тиск повітря в гидроаккумуляторе забезпечує пом'якшення гідроударів, неминучих при роботі насосної станції. Крім того, він підтримує заданий тиск в насосній системі. Але як правильно вибрати пристрій? Адже призначення, налагодження та вибір обсягу гідроакумулятора грають далеко не останню роль у комфортному життєзабезпеченні будинку.

Пристрій і принцип дії агрегату

Основні частини гідроакумулятора - це:

Металевий корпус.

Спеціальна гумова мембрана.

Ніпель, через який повітря потрапляє в порожнину бака.

Воздухоудалительний клапан.

Фітінг, закріплює мембрану.

Інші конструкторські деталі.

Рідина, що потрапляє зі свердловини в ємність, розтягує гумову мембрану, витісняючи тим самим повітря, що знаходиться в порожнині. Таким чином, тиск повітря в гидроаккумуляторе збільшується. Коли повітря стискається до певної величини, включається датчик тиску і реле автоматично відключає насос.
При цьому сам повітря чинить тиск на стінки бака і гумову мембрану, за якої перебуває вода. Коли ми відкриваємо кран, рідина, прагнучи йти по шляху найменшого опору, спрямовується назовні під напором. Звільняючи ємність, що витікає вода знижує тиск на мембрану. Як тільки величина тиску знизилася до заданої величини, спрацьовує інший датчик реле тиску знову включає насос. Цей цикл постійно повторюється.

Профілактика безвідмовної роботи насосної системи

Робочий стан агрегату забезпечується гумовою мембраною, яка постійно перебуває під впливом рідини і повітря. Незважаючи на те, що гума - еластичний і піддатливий матеріал, з часом вона може трохи деформуватися і тоді тиск повітря в гидроаккумуляторе може трохи падати. Тому для безвідмовної роботи системи необхідно хоча б раз на рік проводити профілактичну перевірку пристрою і контролювати, яке тиск повітря в гидроаккумуляторе присутня в порожньому баку. У разі якщо присутнє тиск трохи перевищує допустиму норму, його можна знизити, додавши повітря в порожнину за допомогою звичайного автомобільного насоса через спеціально передбачений ніпель.

Боротьба з утворенням повітряних пробок

Будь водопровідних системах обов'язково присутній розчинений у воді повітря. Потрапляючи в накопичувальну ємність бака, він виділяється і скупчується. Це призводить до утворення повітряних пробок в самих різних частинах системи. Щоб запобігти виникненню повітряних пробок, в конструкції містких баків вводять спеціальні фітинги з клапанами. Технологію відведення зайвого газу приймають для баків вертикального типу від 100 літрів - тиск повітря в гидроаккумуляторе, як тиск води в порожнині ємності, нормалізується. В агрегатах горизонтальної конструкції для видалення непотрібного повітря передбачений додатковий вузол трубопроводу, що включає каналізаційний злив, вивідний ніпель і кульові крани.
Для невеликих компактних пристроїв ємністю до 100 літрів фітинги та додаткові вузли не передбачаються. Відведення зайвого газу і нормалізація тиску повітря в гидроаккумуляторах на 24 літри, 50 або 80 літрів проводиться під час щорічного профілактичного огляду пристрою при порожньому баку.

Установка гідроакумулятора

Агрегат підходящої форми підбирають виходячи з особливостей технічного приміщення, в якому він буде встановлений. Особливе значення конструкції при цьому не надають – головне, щоб габарити приміщення і самого пристрою забезпечували його зручне технічне обслуговування. Слід також пам'ятати, що чим ближче до насоса знаходиться гідробак, тим ефективніше буде робота водопровідної системи. Виходячи з того, що гідроакумулятор працює практично безперервно, а мембрана гідробака постійно піддається впливу води і повітря, при монтажі цього агрегату слід враховувати необхідний запас міцності, вплив шуму і вібрації. Щоб виключити руйнування конструкції, як, втім, і приміщення, ємність прикріплюється до підлоги через гумові прокладки, а сполучні гнучкі гумові перехідники від бака до трубопроводу системи – її невід'ємна частина. До водопровідної системи пред'являються особливі вимоги – вона повинна бути не тільки стабільної і комфортної в експлуатації, але і бути надійною і безпечною. Тому монтаж гідроакумулятора слід довірити професійним робочим. При самостійній установці система може вийти з ладу із-за який-небудь, на перший погляд, незначної дрібниці (наприклад, з-за невеликого невідповідність діаметрів трубопроводу або погано відрегульованого тиску). При виборі відповідного гідроакумулятора необхідно звернути особливу увагу на його обсяг. Адже саме від цього показника залежить ефективна і комфортна робота водопровідної системи.

Розрахунок обсягу бака

Щоб правильно розрахувати відповідну ємність гідроакумулятора, необхідно чітко розуміти, для яких цілей він буде встановлений. Його можуть використовувати, наприклад, для виключення частого включення насоса системи, підтримки необхідного тиску при вимиканні насоса, резервації води або компенсації пікових значень під час використання системи. Якщо передбачається використання гідроакумулятора в якості накопичувального резервуара для деякої кількості води (наприклад, на випадок відключення електрики), ємність бака буде залежати від конкретної ситуації. У випадку якщо планується виключити занадто часте включення насоса, необхідно враховувати, що двигун всмоктувального пристрою не повинен запускатися частіше одного разу на хвилину. У побутових умовах зазвичай використовуються насоси з середньою продуктивністю 30 л/хв, тому гідробак ємністю 50-80 літрів цілком може впоратися з поставленим завданням. Для виробничих цілей потрібно більш місткий гідроакумулятор для систем водопостачання. Тиск повітря в такому пристрої будуть мати вже зовсім інші показники. Для компенсації пікових значень витрати води слід враховувати характеристики її споживання в домашньому господарстві або виробничому процесі.

Розрахунок тиску повітря в гидроаккумуляторе насосної станції

Однак як правильно розрахувати необхідне значення тиску повітря в гидробаке і яке його мінімально необхідне або гранично допустиме значення? Щоб підрахувати, який тиск повітря в гидроаккумуляторе насосної станції необхідно для даного будови, слід орієнтуватися на висоту підйому води в метрах. Є спеціальна формула розрахунку тиску в гидробаке: Ратм. = (максимальна висота + 6) /10 де Ратм. – це мінімально допустиме значення тиску повітря в гидробаке, а максимальна висота - найвища точка водозабору, яка вимірюється в метрах. Якщо за фактом тиск у пристрої виявиться менше отриманого показника, то рідина просто не буде підніматися у верхні ділянки водопровідної системи приватного будинку або виробничого приміщення.

Яке значення тиску повітря має бути в гидробаке

В звичайних побутових умовах підходять стандартні заводські налаштування, зазвичай вони складають 15 атмосфери. В принципі, тиск не залежить від ємності бака, тому тиск повітря в гидроаккумуляторе на 50 літрів буде таким же, як і тиск повітря в гидроаккумуляторе 80 літрів або 150 літрів. Зміни цього параметра може відбуватися за рахунок технічних характеристик мембрани, які будуть вказані в паспорті агрегату. Якщо гідробак планується використовувати в комплексі з насосом, то значення тиску в ньому повинно відповідати нижньої межі включення насоса. Не варто забувати, що накопичувальна ємність гідробака завжди заповнена рідиною мінімум на третину. Нижні і верхні межі включення/вимикання насоса регулюються за допомогою налаштувань реле тиску.

Перевірка тиску в гидробаке

Зазвичай для перевірки тиску використовують звичайний манометр. Це може бути електронний, механічний або пластикове пристосування. Відомо, що навіть незначні відхилення тиску негативно впливають на роботу водопровідної системи. Тому основна вимога до манометру – точність і мінімум помилок. Якщо в порожнині гідроакумулятора присутня невелика кількість повітря, значить, резервуар заповнений водою. Однак різниця між тисками повітря в спустошеному або заповненому гидробаке може бути дуже істотною. Тому, щоб визначити дійсне значення тиску повітря в гидроаккумуляторе, його вимірюють тільки після зливу всієї води.

Підведемо підсумки

Вищевикладена інформація служить своєрідною інструкцією при виборі відповідного гідроакумулятора. Керуючись запропонованими даними, нескладно визначити, який тиск повітря в гидроаккумуляторе на 50 літрів, 80 або 150 літрів потрібно для конкретної водопровідної системи. Більш того, правильно підібраний гідробак забезпечить максимально комфортну і ефективну експлуатацію водопровідної системи, продовжить термін служби насоса і технологічних вузлів системи, послужить необхідним резервуаром води при збоях електроенергії, згладить пікові перевантаження системи і руйнівні гідроудари.