Как закачать воздух в гидроаккумулятор водоснабжения: оптимальные показатели, расчет и регулировка

Как подобрать гидроаккумулятор | Тел. 288-56-46

Мембранный бак (гидроаккумулятор) защищает систему автономного водоснабжения от постоянных перепадов давления. Его основными задачами являются:

• Поддержание постоянного давления в системе
• Уменьшение числа циклов  включений/выключений насоса в период интенсивного использования, тем самым увеличивая ресурс насосного оборудования
• Защита от гидроударов, которые значительно уменьшают срок службы скважинного насоса и всех компонентов системы водоснабжения.

 

К второстепенным функциям гидроаккумулятора (ГА) можно отнести: накопление воды на случай отключения электроэнергии. Хочу обратить Ваше внимание на то, что объем воды, накопленный в мембранном баке будет составлять 30-40 % от его  фактического объема. Например, 50 литровый гидроаккумулятор Zilmet вмещает в себя 19 литров воды, при условии, что: давление воздуха в гидроаккумуляторе — 1,8 бар; давление включения насоса (минимальное давление в водопроводе) – 2,0 бар; давление выключения насоса (максимальное давление в водопроводе) – 4,0 бар.

При тех же условиях, 100 литровый мембранный бак Zilmet вмещает в себя 38 литров воды. Поэтому, если Вы преследуете цель накопление воды на случай отключения электричества — Вам потребуется установить дополнительную ёмкость.

Итак, что же из себя представляет гидроаккумулятор и чем следует руководствоваться при его выборе?

Мембранные баки бывают двух видов: горизонтальные и вертикальные.

Принцип работы и конструкция практически не отличаются. Единственное различие – это положение мембраны.  Как правило, вертикальные гидроаккумуляторы удобнее размещать в помешении, благодаря своему исполнению они занимают меньше полезной площади.

На рисунке представлена конструкция вертикального гидроаккумулятора:

ГА представляет из себя стальной сосуд, внутри него установлена мембрана, которая является рабочей полостью.

Мембрана должна быть изготовлена из бутиловой или пищевой резины (EPDM). Подвод воды в гидроаккумулятор осуществляется с помощью резьбового штуцера установленного на фланце в нижней части ГА. При покупке гидроаккумулятора обратите внимание на то, чтобы фланец был изготовлен из нержавеющей стали — это поможет избежать протечек в процессе эксплуатации. В полость между мембранной и корпусом ГА закачивается воздух через воздушный ниппель (он находится под пластмассовым колпачком в верхней или нижней части гидроаккумулятора). Давление воздуха в ГА должно быть на 10% ниже давления включения насоса. Это условие – компромисс между долговечностью мембраны (мембрана является заменяемым элементом) и комфортом водопользования. Как правило, заводы-изготовители закачивают воздух под давлением 1,5 бара. Увеличить давление в ГА Вы сможете с помощью обычного автомобильного насоса.

Как подобрать объем гидроаккумулятора?

При выборе объема гидроаккумулятора следует отталкиваться от:

• Количества потребителей воды
• Числа точек водозабора
• Среднего значения расхода воды, м³/ч
• Числа допустимых циклов включения/выключения насоса (как правило его принимают равным 20, скважинные насосы Grundfos не имеют ограничений по числу вкл./выкл., так как обладают плавным пуском).

Специалисты по водоснабжению и водоотведению рекомендуют использовать мембранные баки объемом от 50 литров. В среднем, если Ваша семья состоит из 3-х человек, в доме 2-3 точки водозабора — достаточно будет использовать 50 литровый гидроаккумулятор. Если же в вашем доме проживает 3-4 человека и 4-5 точек водозабора – используйте ГА объемом 100 литров. При схеме водоснабжения с накопительной емкостью — достаточно будет использовать насосную станцию. Они, как правило, комплектуются штатным гидроаккумулятором объемом 24 или 60 литров.

Обслуживание гидроаккумулятора

В процессе эксплуатации ГА требует профилактического обслуживания. Во-первых: после покупки мембранного бака проверьте давление воздуха с помощью автомобильного манометра, бывает, так,  что на заводе-изготовителе забывают накачать воздух, либо давление в ГА не достаточно для ваших нужд. Закачку воздуха следует производить на «сухой» гидроаккумулятор (слейте воду из мембраны перед  закачкой). Периодически проверяйте давление воздуха в процессе эксплуатации (раз в пол года), и если будет необходимость — выполните подкачку.

Во-вторых: в воде содержится растворенный кислород, и со временем он будет скапливаться в мембране гидроаккумулятора, чтобы этого избежать — стравливайте воздух из мембраны. ГА  объемом от 100 литров оборудованы специальным стравливающим клапаном, а для гидроаккумуляторов меньшего объема можно произвести эту операцию путем отключения насоса из сети и сброса давления из системы (откройте кран в доме), при необходимости повторите эту операцию несколько раз.

В-третьих: мембранный бак следует располагать или хранить при плюсовой температуре.  Если у Вас помещение не отапливается в зимний период времени – пренесите гидроаккумулятор в теплое место, тем самым Вы увеличите срок службы мембраны.

Рекомендации по выбору гидроаккумулятора

На сегодняшний день на рынке представлены мембранные баки как отечественного, так и зарубежного производства. Мы рекомендуем использовать гидроаккумуляторы марки Zilmet (Италия), так как они уже давно представлены на российском рынке и зарекомендовали себя только с лучшей стороны. Фланцы этих мембранных баков изготовлены из нержавеющей стали, все поставляемые ГА тестируются на заводе-изготовителе и сертифицируются в соответствии с требованиями European Directive 97/23/EC.

 

Автор: Дмитрий Рассказчиков
ООО «СибМегаполис», г. Красноярск

Подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения своими руками

Автономная система водоснабжения — сложное техническое сооружение, требующее использования внушительного ряда технических средств. Чтобы автоматизировать работу насосного оборудования и подачу воды в краны, понадобится установка гидробака. Согласитесь, не каждый домовладелец знает, как его устанавливать, да и вообще, что это за устройство.

Мы подробно расскажем, как производится подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения. Детально разберем, что необходимо для его монтажа, в каких независимых водопроводных сетях он используется, с каким оборудованием и как может эксплуатироваться.

Осуществленная согласно нашим рекомендациям установка гидравлического бака предотвратит множество вероятных проблем: защитит бытовую технику, минимизирует действие гидроудара. Для оптимизации восприятия представленную информацию дополняют фото, схемы и видео.

Содержание статьи:

Устройство и назначение гидробака

Гидроаккумулятор, который иначе называют гидробаком или мембранным баком, — это герметичная металлическая ёмкость, в которую помещена частично заполненная водой эластичная мембрана грушевидной формы. По сути, мембрана, помещенная в корпус гидробака и прикрепленная к его корпусу фланцем с патрубком, разделяет его ёмкость на две части: водную и воздушную.

При увеличении объема воды в гидробаке естественным образом уменьшается объем воздуха. В результате повышается давление в поставляющей воду системе. При достижении заданных пользователем параметров давления оно , которое планомерно подает команду на отключение насоса.

Галерея изображений

Фото из

Гидроаккумулятор — металлический бак, внутрь которого помещена эластичная мембрана в форме колбы, заполняемая водой. Остаток пространства между колбой и корпусом занимает газ или воздух

Изменение объема воды в колбе и воздуха в корпусе фиксируется автоматикой, которая контролирует циклы включения/отключения насоса

Гидробаки используются как в составе систем с погружным насосом, так и в паре с поверхностным. В обоих случаях они требуются для автоматизации работы системы

Гидроаккумуляторы устанавливают либо на входе водопровода в дом, либо возле водозаборной скважины непосредственно в кессоне

На входном патрубке в гидробак устанавливается обратный клапан, предотвращающий отток воды обратно в выработку после остановки насоса

Оптимальным местом для установки манометра считается выход из гидроаккумулятора, требующийся для контроля параметров давления в системе

В обустройства дач и небольших загородных домов используются гидробаки емкостью от 12 до 24 л. Для работы в паре с погружными насосами объем берут больше, рассчитывают исходя из технических характеристик конкретного агрегата

Если для нормальной работы автономной системы требуется резерв воды в 300 — 500л, то схему с гидробаком дополняют большим гидроаккумулятором, готовым или самодельным накопителем

Компоненты системы водоснабжения с гидробаком

Гидоаккумулятор в составе насосной станции

Установка гидроаккумулятора в кессоне

Гидроаккумулятор на вводе водопровода в дом

Расположение обратного клапана

Место установки манометра

Стандарты объема гидроаккумулятора

Система для резервного запаса воды

Корпус бака выполнен из металла, но вода не контактирует с ним: она заключена внутрь камеры-мембраны, которую производят из прочного резинового бутила.

Этот стойкий к воздействию бактерий материал помогает воде не терять тех качеств, которые предъявляются к ней санитарными и гигиеническими нормами. Питьевая вода при взаимодействии с резиной сохраняет все свои замечательные свойства.

Вода в попадает через присоединительный патрубок, снабженный резьбовым соединением. Напорный патрубок и выход соединительного водопровода должны, в идеале, иметь одинаковые диаметры. Это условие позволяет избегать дополнительных гидравлических потерь внутри трубопровода системы.

В тех гидроаккумуляторах, которые входят в состав бытовых систем водоснажбения, используется воздух. Если же это устройство предназначено для производственного применения, в него закачивают газ

Чтобы регулировать давление внутри устройства, в воздушной камере предусмотрен специальный пневмоклапан. Воздух накачивается в отведенный для него отсек через обычный автомобильный ниппель. Кстати, через него можно не только докачать воздух, но, при необходимости, и стравить его излишки.

Закачивают воздух внутрь мембранного бака, используя для этой цели компактный автомобильный или простой велосипедный насос. При поступлении воды в резиновую грушу сжатый воздух оказывает её напору сопротивление, не позволяя мембране прорваться. Давление внутри гидроаккумулятора тоже регулируется с помощью сжатого воздуха.

Гидроаккумулятор состоит из следующих элементов: 1 – металлический корпус, 2 — резиновая мембрана, 3 – фланец, снабженный клапаном, 4 – ниппель, через который можно закачать воздух, 5 – воздух под давлением, 6 – ножки, 7 – установочная платформа для насоса

Принцип работы гидроаккумулятора

Если система только что смонтирована, большую часть внутреннего объёма гидроаккумулятора занимает та камера, которая предназначена для воздуха.

Поступая в грушевидную мембрану через патрубок, вода сжимает воздух. Это происходит вплоть до той поры, пока не будет достигнуто предусмотренное давление. Затем реле отключает насос. Работу реле можно отрегулировать.

Когда мы открываем вентиль и используем воду для своих нужд, происходит разгерметизация системы. Воздух, надавливая на мембрану, помогает воде выйти из ёмкости. Этот процесс будет происходить, пока давление в системе не снизится до установленного минимума -1,5 атм. В этот момент должен заработать насос, нагнетающий в бак воду.

Как известно, в воде тоже есть растворенный воздух. Когда он скапливается внутри мембранного мешка, работа гидроаккумулятора ухудшается, поэтому его необходимо стравить. На некоторых моделях для этой цели имеется специальный клапан. Если клапана нет, нужно раз в 1-3 месяца устраивать мембранному баку профилактику.

Важно правильно вмонтировать . Тогда при его поломке или при проведении на нем профилактических работ, устройство можно будет легко разобрать так, чтобы не пришлось полностью сливать воду из всей системы.

При открывании любого водопроводного крана системы объем воды в баке уменьшается, как следствие падает давление. Падение давления до заданного значения фиксирует реле, которое запускает в работу насос (+)

Роль 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.

Водяной насос при его наличии включается не так часто, что позволяет экономно использовать его эксплуатационный ресурс. Кроме того, система извлечения и транспортировки воды надежно защищена от гидроударов.

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

Варианты мембранных замкнутых емкостей

Мембранные баки эксплуатируются в составе трубопроводов, смонтированных для разных целей, в числе которых:

• Холодное водоснабжение. Бак применяется для накопления и подачи холодной воды, защищает разнообразные бытовые приборы от гидроударов при изменении давления в системе. Продлевает срок эксплуатации насосов путем сокращения количества их включений.
• Обеспечение горячей водой. Используемое при этом устройство должно успешно работать в высокотемпературном режиме.
• Отопительные системы. Такие баки называют расширительными. Они функционируют в составе закрытых отопительных систем и являются их важными составными частями.

В зависимости от конфигурации, гидробаки бывают горизонтальными и вертикальными. Впрочем, принцип их работы не зависит от конфигурации.

Гидроаккумуляторы, предназначенные для включения в систему водоснабжения, окрашивают в синий цвет, а те, которые работают в отопительной схеме, — красные. Эти два вида мембранных баков имеют и некоторые конструктивные отличительные особенности, что хорошо видно на представленной схеме (+)

Особенностью можно назвать наличие специального клапана для стравливания воздуха в верхней части вертикальных моделей, объём которых превышает 50 литров. Этот воздух, как уже говорилось выше, скапливается в верхней части камеры по мере работы устройства. Поэтому присутствие в этом месте стравливающего клапана – вполне обоснованная мера.

Если стравить воздушные массы необходимо при эксплуатации горизонтальных моделей, то для этой цели используется слив или отдельный кран, расположенный за мембранным баком. Чтобы вывести воздух из устройств небольшого размера, придется полностью слить из него воду.

Поскольку вертикальные и горизонтальные модели одинаково эффективны и функциональны, то выбирать подходящее устройство следует, исходя из габаритов помещения, в котором оно будет располагаться. Какая модель лучше впишется в помещение, ту и берут.

Кроме конструкционных особенностей и разного предназначения, баки могут отличаться ещё и своей ёмкостью: на этом фото представлены гидроаккумуляторы различных объёмов, конструкций и предназначения

Схемы подключения гидроаккумулятора

Это устройство может быть подключено к системе водопровода разными способами. Выбор схемы подключения гидроаккумулятора зависит от того, в каком качестве он будет использован, и какие функции на него предполагается возложить. Рассмотрим те схемы подключения, которые наиболее популярны.

Стандартный вариант с поверхностным насосом

Самым распространенным вариантом автономного водоснабжения с гидроаккумулятором является тандем с поверхностным насосом. В этом случае гидробак может быть частью , собранного производителем в заводских условиях, или отдельной составляющей, размещенной рядом с насосом в кессоне или в отапливаемом подсобном помещении.

Перед гидроаккумулятором ставят обратный клапан, чтобы исключить изменение направление потока, после него располагают реле давления, реагирующее на изменение напора, и манометр для отслеживания рабочих параметров.

Для нормального подключения к водопроводному контуру гидробак обычно оснащают угловым патрубком, который подсоединяется к фланцу:

Галерея изображений

Фото из

Подготовка гидробака к подключению

Установка уголка на выходной патрубок

Накрученный на патрубок фитинг

Устанавливаемые на выходе устройства

Использование с повысительной насосной станцией

Насосный агрегат повысительного типа используется для постоянного поддержания и регулирования давления в трубопроводах с активным водопотреблением. Обычно на таких станциях имеется насос, который работает в постоянном режиме.

Если возникает потребность в подключении дополнительных насосов, гидроаккумулятор помогает компенсировать возникающие при этом в системе скачки давления.

В составе системы водоснабжения повысительной насосной станции гидроаккумулятор исполняет функцию аварийного источника водоснабжения и своеобразного демпфера, предотвращающего гидроудары в случае подключения дополнительных мощностей

Такая же схема используется, если подача электроэнергии на повысительные насосы в системе нестабильна, а водоснабжение, тем не менее, должно быть бесперебойным. В период отключения электричества используется тот запас воды, который содержится внутри гидроаккумулятора. По сути, мембранный бак играет в этот период роль запасного источника водоснабжения.

Чем мощнее насосная станция, тем масштабнее задачи, которые на неё возлагаются. Она должна поддерживать , большим должен быть и объём её гидроаккумулятора.

Применение в схемах с погружным насосом

Чтобы максимально продлить срок службы погружного насосного агрегата, количество его включений в течение часа должно соответствовать заявленным техническим характеристикам прибора. Обычно этот показатель порядка 5-20 раз.

Если давление в водопроводной сети падает, при достижении им минимального значения срабатывает реле, включающее насос, подающий воду. При максимальных значениях давления реле отключается, подача воды прекращается.

Если в схеме водоснабжения присутствует погружной насос, то гидроаккумулятор продлит срок его службы, поскольку ему не придется включаться и отключаться, если затраты потребителей воды будут незначительными

Если система водоснабжения автономная и маленькая, даже небольшой объём водопотребления может запустить насос. В этом случае эксплуатация насоса будет малоэффективной. А сам прибор прослужит не так долго, как хотелось бы его владельцу.

Тот запас воды, который содержится в мембранном баке, спасет ситуацию. Кроме того, он не допустит скачка давления в тот момент, когда начнет свою работу погружной насос.

Чтобы выбрать гидробак подходящего объёма, нужно знать следующие характеристики: мощность и частоту включения насоса, предполагаемый расход воды в час и высоту установки устройства.

Если в схеме подключения фигурирует , то гидроаккумулятор выполняет в ней функции расширительного бака. Если воду нагреть, то её объём увеличиться. Она расширится. Для замкнутого пространства, каким и является система водоснабжения, такой процесс мог бы привести к разрушительным последствиям, если бы не гидробак.

В схеме с накопительным водонагревателем гидроаккумулятор используется в качестве расширительного бачка, спасающего систему от разрывов, поскольку несжимающаяся вода отлично расширяется при нагревании

Для включения в эту схему необходимо выбирать гидроаккумулятор, учитывая следующие его характеристики: предельная температура нагреваемой воды и максимально допустимое давление в водопроводной системе.

Выбор мембранного бака со знанием дела

Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.

Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.

Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец

Особое внимание при выборе устройства стоит сосредоточить на фланце, который, как правило, изготавливают из оцинкованного металла. Толщина этого металла очень важна. При его толщине всего в 1 мм срок эксплуатации изделия составит не больше 1,5 года, так как в металле фланца непременно образуется прореха, которая выведет из строя всё устройство.

При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.

Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.

Подключение гидроаккумулятора к контуру водоснабжения

Как стало понятно из всего написанного выше, мембранный бак – это не просто ёмкость с водой. Это специальное устройство, вовлеченное в непрерывный рабочий процесс. Поэтому и процедура его установки совсем не так проста, как это может показаться. Закреплять его следует очень тщательно, учитывая факторы вибрации и шума.

Необходимо закреплять гидроаккумулятор на поверхности с помощью резиновых прокладок, чтобы уменьшить уровень шума при его работе и сократить влияние вибраций на само устройство

К полу его крепят с применение резиновых прокладок, а к трубопроводу — с помощью переходников из резины. И ещё следует учесть, что диаметр подводки не может уменьшаться на выходе гидросистемы.

С новым баком следует обращаться особенно осторожно, заполняя его водой под слабым напором. Мембрана от долгого хранения могла слежаться. Резкая струя воды может её повредить и даже полностью вывести из строя. Правильнее удалить из груши мембраны весь воздух до того, как вы приступите к заполнению её водой. Место для установки гидроаккумулятора должно быть выбрано с учетом его доступности.

Процесс подключения гидроаккумулятора производится в стандартной последовательности:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Ввод водопровода через цоколь или фундамент

Шаг 2: Ввод силового кабеля погружного электронасоса

Шаг 3: Настройка гидроаккумулятора после сборки линии

Шаг 4: Подсоединение гидробака к системе водоснабжения

Шаг 5: Расположение второго гидробака в кессоне

Шаг 6: Установка манометра для второго гидроаккумулятора

Шаг 7: Обратный клапан гидробака для ветки на полив

Шаг 8: Сливной кран водопроводной линии для полива

Правильная настройка нового устройства

Новый гидробак следует проверить на то, каков уровень его внутреннего давления. Предполагается, что он должен составлять 1,5 атм. Но в процессе транспортировки изделия от места производства до склада и во время хранения могла произойти утечка, снизившая на момент продажи этот важный показатель. Проверить давление можно, сняв колпачок на золотнике и выполнив замеры.

Для измерения давления можно использовать манометры разных видов:

• Электронные. Это дорогие приборы. На результат их работы может оказать влияние температура и заряд батареи.
• Механические. Выпускаются в корпусе из металла, называемые по-другому автомобильными. Если этот прибор успешно прошел проверку, то лучше него не найти. Чтобы получить наиболее точное значение, поскольку измерять нужно будет всего-то 1-2 атм., лучше купить прибор с большим количеством делений на измерительной шкале.

Недорогие насосные станции и насосы-автоматы чаще всего укомплектовываются манометрами в пластиковом корпусе. Погрешность в показаниях таких китайских моделей слишком велика.

Если в баке будет меньший объём воздуха, чем нужно, его место займет вода. Это повлияет на напор воды в водопроводе. При высоком давлении и напор постоянно будет высоким. Большее давление обеспечит меньший запас воды в мембранной груше, поэтому насосу придется чаще включаться. Если света не будет, запаса воды может не хватить на все нужды.

Поэтому-то иногда разумнее будет пожертвовать давлением для достижения других важных целей. Впрочем, ниже рекомендованных значений давление лучше не снижать, как и не превышать предельных характеристик. Недостаток давления может привести к контакту поверхности груши с корпусом бака, что нежелательно.

Для измерения давления можно использовать разные устройства, но оптимальным является относительно недорогой автомобильный манометр с корпусом из металла и достаточно развернутой шкалой результатов замеров

Оптимальное давление воздуха

Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.

Именно это значение и следует выставить на , которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:

Vатм.=(Hmax+6)/10

В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.

Обратите внимание, что полученное значение не должно превышать максимально допустимые характеристики для прочих бытовых и сантехнических приборов, иначе они попросту выйдут из строя.

Если говорить о упрощенно, то её составными элементами являются:

• насос,
• гидроаккумулятор,
• реле давления,
• обратный клапан,
• манометр.

Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.

Как видите, именно на этой схеме манометр не отображен, но это не значит, что он вообще не нужен. Просто его включат в момент выполнения контрольных замеров

При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.

Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.

Впрочем, этот штуцер можно заменить кучей соединительных элементов. Но зачем?

На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения

Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:

• один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
• к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
• остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.

Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.

К тем частям, которые заканчиваются муфтами, будут присоединяться труба от насоса и разводка водопровода, которая пойдет к потребителям воды

К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.

Выводы и полезное видео по теме

Если после прочтения текста вам всё ещё непонятно, как именно следует подключать гидроаккумулятор, посмотрите это видео, в котором коротко, но предельно ясно отображены все нюансы этой процедуры.

Гидробак является важным составным элементом водопроводной системы. С его помощью решается целый комплекс задач. А выполнить своими руками грамотное подключение гидроаккумулятора, как оказалось, совсем не сложно. Зато преимущества от его использования бесспорны.

Появились вопросы во время ознакомления с представленной информацией? Есть полезные сведения или личный опыт, которым хотелось бы поделиться с нами и с посетителями сайта? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном под статьей блоке.

Ремонт гидроаккумулятора своими руками: пошаговые инструкции

Схема устройства системы водоснабжения для частного дома включает в себя много важных элементов. И назвать ее простой, никак нельзя. Один из важнейших ее элементов – это гидравлический аккумулятор.

Это устройство отвечает за поддержку постоянного давления в системе, а также защищает водопровод от гидроударов. Однако, ничто не вечно, поэтому, иногда требуется делать ремонт гидроаккумулятора. При этом, большинство неисправностей, можно устранить своими руками.

Основные неисправности гидробаков

На самом деле, устройство гидравлического аккумулятора не отличается особой сложностью. Он состоит из:

• основного бака;
• мембраны или резинового баллона для хранения воды;
• реле давления, манометра и прочей арматуры.

Однако, несмотря на свою простоту, эти устройства могут ломаться. Основные неисправности гидроаккумулятора для систем частного водоснабжения:

• слишком частое включение и выключение насоса. Это может быть вызвано разными причинами. Наиболее распространенные это снижение давления воздуха в баке, повреждение мембраны и повреждение корпуса бака. Кроме того, может быть неправильно настроено реле давления;
• воздушное давление ниже нормы – скорее всего, поврежден ниппель, который не держит давление;
• вода протекает из воздушного клапана – это говорит о повреждении мембраны;
• не набирается необходимое давление воды – не достаточно воздуха в баке.

Конечно, самый оптимальный вариант это вызвать специалиста или отдать гидробак на ремонт в сервисный центр. Однако, при желании, можно сделать ремонт и своими руками.

Замена мембраны

Довольно часто, приходится менять мембрану в гидроаккумуляторе. Однако перед тем как разобрать бак, стоит удостовериться, что причина именно в мембране. Ведь дело может быть и в неправильной настройке реле давления, либо в малом объеме воздуха в гидробаке.

Одна из частых проблем – это поломка мембраны

Основные признаки, по которым можно определить повреждения мембраны:

• слишком частые включения насоса;
• течет вода из ниппеля и воздушного клапана.

В этом случае, ремонт мембраны делается в такой последовательности:

• прежде всего, необходимо приобрести новую грушу и подготовить набор ключей;
• после этого, гидроаккумулятор отключается от системы водоснабжения;
• с него сливается вода и спускается воздух;
• теперь нужно открутить фланец и вынуть старую грушу;
• далее, желательно внимательно осмотреть внутренности бака – если есть грязь или ржавчина, то нужно ее очистить;
• после этого, новая мембрана расправляется и устанавливается на посадочное место;
• затем, он прижимается фланцем.

Теперь, требуется накачать в гидроаккумулятор его рабочее давление, обычно это 1,5-2 атмосферы. А после делать пробный запуск. При этом, воду в новую грушу нужно подавать под малым напором – это исключит вероятность ее повреждения. Подробнее о нюансах ремонта, можно прочесть в статье «Как заменить мембрану в гидроаккумуляторе».

Проблемы с давлением

Такая проблема может быть вызвана рядом причин:

• повреждение ниппеля – через него уходит воздух;
• неправильная настройка реле давления;
• повреждение корпуса бака.

Последовательность действий для ремонта:

• вначале стоит проверить целостность самого корпуса – если он прогнил, то возможно потребуется замена гидроаккумулятора;
• если с корпусом все в порядке, стоит проверить работу реле давления. Вполне возможно, что его настройки сбились;
• для этого, стоит попробовать разные режимы работы для гидробака – если реле действует, значит нужно искать причину в другом месте;
• теперь нужно проверить ниппель – он может стравливать воздух, если это так, то ремонт сведется к его замене.

Манометр может показывать неверные значения

Еще одна причина – в неисправности манометра. Т.е. он может показывать неправильные цифры. Этот момент также стоит учитывать.

Слишком частые включения насоса

Это явление, говорит о недостатке воздушного давления в баке для систем водоснабжения. Поэтому, самое первое, что нужно сделать – это проверить показания манометра.

Здесь нужно учесть и тот факт, что этот прибор может показывать неверные значения. Поэтому, можно просто полностью спустить воздух с системы через клапан для закачки воздуха и накачать его заново. Если манометр вышел из строя – нужно его заменить.

Еще одна возможная причина – сбилось реле управления давлением. В этом случае, нужно его отрегулировать. Возможно, что неисправность устранится.

Поломка реле давления – тоже одна из возможных неисправностей

Также нужно осмотреть и сам гидроаккумулятор – если нарушена целостность корпуса, воздух будет стравливаться. В зависимости от размеров повреждения, нужно будет либо герметизировать его, либо покупать новый.

Еще одна распространенная причина – вышел из строя ниппель для воздуха. Если это так, то его нужно просто поменять. Для этого, нужно отключить гидравлический аккумулятор от системы водоснабжения и стравить с него воздух. После этого, нужно выкрутить старый ниппель и вставить на место новый.

Затем в бак накачивается воздух до 1,5 атмосфер, а после набирается вода в мембрану.

Выходит вода из под фланца

Иногда случается и такая поломка. Однако лечится она просто – обычно достаточно просто подтянуть гайки на фланце. Если это не помогает, тогда придется спускать с бака воду и сбрасывать давление воздуха, а после этого снимать фланец.

Затем можно попробовать сделать дополнительную резиновую прокладку и провести пробный запуск системы. Дело в том, что гидроаккумулятор находится под постоянным давлением и от этого, в резине могут появляться микротрещины.

Может протекать вода через фланец

Если же дополнительная прокладка не помогла – придется покупать новый фланец. При этом, нужно осмотреть посадочное место – на нем не должно быть механических повреждений, заусенцев и ржавчины. Если есть какие либо дефекты, их нужно устранить, т.к. именно они могут стать причиной протечки.

Профилактика аккумулятора

Вообще эти устройства ломаются не так часто, все-таки их конструкция довольно простая. Однако, чтобы избежать или вовремя диагностировать неисправность, нужно периодически проводить обслуживание гидроаккумулятора. Тем более, в этом нет ничего сложного, и такая процедура не отнимает много времени.

Обслуживание проводится по такому графику:

• раз в 1-2 месяцы делается простой визуальный осмотр устройства. Гидроаккумулятор проверяется на предмет течи, кроме того на некоторых моделях нужно сбрасывать лишнее давление;
• следующий осмотр делается каждые полгода. Бак также проверяется визуально, но дополнительно нужно проверить состояние давления воздуха и при необходимости подкачать его. Также, стоит проверить исправность реле давления – и при необходимости провести корректировку настроек.

Если же гидравлический аккумулятор проработал больше трех лет, желательно провести комплексную профилактику. Для этого устройство отсоединяется от системы водоснабжения и проводится замена груши. Также может потребоваться замена фланца и ниппеля.

Каждые 3 года проводите профилактику

Ремонт аккумулятора можно без проблем сделать своими руками. Однако, при замене запчастей, желательно покупать оригинальные изделия. Особенно это касается мембраны.

Видео

установка своими руками, как подключить правильно, как установить, обвязка, как подключить расширительный бак, схема

Содержание:

Водопроводная система, работающая в автономном режиме, является сложным техническим сооружением, которое требует одновременного использования различных технических средств. Для автоматизации насосного оборудования и подачи воды в точки разбора необходима установка специальной накопительной емкости – гидроаккумулятора. С уверенностью можно сказать, что большинство владельцев частных строений не знакомы с этим устройством и не знают, как установить гидроаккумулятор.

Для установки гидроаккумулятора для систем водоснабжения своими руками необходимо четко знать правила его подключения в водопроводную систему, особенности использования этого устройства и совместимость с другим оборудованием. Кроме того советы и рекомендации специалистов помогут избежать появления множества проблем при установке гидроаккумулятора.

Наличие специальной накопительной емкости в системе водоснабжения снижает степень воздействия гидроударов на отдельные участки и защищает бытовую технику.

Как устроен гидробак  и для чего нужен в системе водоснабжения

Гидробак, мембранный бак или гидроаккумулятор – это названия одного устройства, представляющего собой герметичную металлическую емкость. Внутри нее встроена эластичная мембрана в форме груши с небольшим количеством воды. Мембрана прикреплена к корпусу гидробака с помощью фланца с патрубком и делит емкость на две части. Одна из частей заполнена водой, вторая – воздухом или азотом. Если гидробак планируется установить в бытовой системе водоснабжения, то приобретают устройства, заполненные воздухом. Для промышленного использования в гидроаккумулятор закачивают азот.

С увеличением объема воды в емкости воздушная часть, соответственно, уменьшается, что приводит к повышению давления в системе подачи воды. После достижения определенных параметров специально настроенное реле отправляет команду на отключение насосного оборудования.

Для изготовления бака используется металл, однако причин для образования очагов коррозии нет. Дело в том, что от контакта с водой металл защищен мембраной, которая изготовлена из высокопрочного резинового бутила. Этот материал также обладает высокой устойчивостью к воздействию микроорганизмов, что способствует поддержанию качественных характеристик воды в соответствии с санитарными и гигиеническими требованиями. Можно с уверенностью сказать, что взаимодействие с этим видом резины никак не влияет на вкусовые свойства воды.

В мембранный отсек вода поступает через специальный патрубок, который оснащен резьбовым соединением идеальный вариант предполагает наличие одинакового диаметра у напорного патрубка и соединительного выхода трубопровода. В этом случае можно не беспокоиться о дополнительных гидравлических потерях внутри труб водопроводной системы.

Для регулировки давления внутри гидробака воздушная камера оснащена специальным пневмоклапаном. Накачивание воздуха в предназначенный отсек выполняется с помощью обычного автомобильного ниппеля. Также через это приспособление осуществляется стравливание избыточного количества воздушной массы. Закачивать воздух можно с помощью компактного автомобильного или простого велосипедного насоса.

Конструкция устроена таким образом, что мембрана не имеет возможности порваться под напором поступающей в нее воды. Дело в том, что сжатый воздух внутри гидробака оказывает сопротивление этому напору и препятствует ее деформации или разрыву. Следует отметить, что сжатый воздух позволяет выполнить регулировку давления, перед тем как подключить гидроаккумулятор. В целом, регулировка гидрофора не представляет каких либо сложностей.

Рассматривая устройство мембранного бака, можно выделить несколько основных узлов:

• Корпус, изготовленный из металла.
• Мембрана, выполненная из высокопрочной резины.
• Фланец, оснащенный клапаном.
• Ниппель для закачивания или стравливания воздуха.
• Ножки.
• Платформа для установки насоса.

Зная устройство оборудования, можно самостоятельно решить проблему, как правильно подключить гидроаккумулятор для водоснабжения.

Принцип работы гидроаккумулятора

На первом этапе, непосредственно перед включением гидроаккумулятора, воздушная камера занимает большую часть объема устройства. При наполнении водой грушевидная мембрана увеличивается в объеме и начинает заполнять внутреннюю часть гидробака, тем самым сжимая воздух. Наполнение длится до того момента, пока давление достигнет определенного предела, предусмотренного настройками реле. После этого реле подает команду на отключение насоса.

При включении крана на точке разбора воды происходит разгерметизация системы, сжатый воздух, оказывая давление на мембрану, способствует выходу воды из гидробака. Когда давление в системе снизится до установленного минимального значения, реле сработает и подаст команду на включение насоса. Вода снова будет поступать в накопительную емкость. Поэтому важно понимать, как правильно установить гидроаккумулятор в системе водоснабжения.

Воздух, поступающий в  мембранный отсек гидроаккумулятора, постепенно накапливается, что делает работу устройства менее эффективной. По этой причине периодически требуется стравливать воздух из мембранного мешка. Современные модели оснащены специальным клапаном для стравливания воздуха. Если оборудование не имеет такой детали, то необходимо примерно через 2-3 месяца проводить профилактические мероприятия в отношении мембранного бака.

Правильно решение проблемы, как подсоединить гидроаккумулятор в системе водоснабжения частного дома, позволит без особых сложностей проводить профилактические работы, разбирать и собирать устройство при необходимости без полного слива воды из системы.

Необходимость установки мембранного бака

Не зная схему подключения глубинного насоса к гидроаккумулятору, можно сделать вывод, что гидробак просто пропускает через себя поступающую жидкость. Однако это утверждение нельзя назвать абсолютно точным. Подобное устройство выполняет функцию стабилизатора давления воды в системе водоснабжения. Кроме того гидробак способствует увеличению эксплуатационного периода насоса и защищает всю систему от гидроударов. В случае падения напряжения в электрической сети запас воды в накопительном отсеке позволит определенное время не испытывать проблем с чистой водой.

Подробнее преимущественные моменты подключения гидроаккумулятора к скважине можно описать следующим образом:

• Защита насоса от преждевременного износа. Наличие в мембранном баке определенного количества воды позволяет некоторое время удовлетворять потребности жильцов. Насос включается только после опустошения мембранного бака. Каждый насос имеет заводские настройки, благодаря которым устройство включается и выключается определенное количество раз в течение одного часа. Если гидроаккумулятор настроен на аналогичные или меньшие значения, то срок службы насоса может быть увеличен при условии правильного подключения скважинного насоса к гидроаккумулятору.
• Поддержание стабильных значений давления воды. При одновременном включении нескольких кранов может наблюдаться снижение давления и температуры воды в системе. Такая ситуация может доставить дискомфорт человеку, который в это время принимает душ. Наличие гидробака позволяет поддерживать стабильные значения давления воды в водопроводной системе в частном доме.
• Гидроудары в большинстве случаев возникают в момент включения насоса и наносят непоправимый вред трубам и другим элементам системы водоснабжения. Установленный мембранный бак сводит риск возникновения гидроударов к минимуму.
• Запасы воды. Большинство загородных домов имеет автономную систему водоснабжения, поэтому проблема с водой может возникнуть по разным причинам. Например, перебои с электричеством существенно снижают эффективность работы насоса, а в некоторых случая устройство вообще не выполняет свои функции. Такая ситуация заставляет регулярно запасать воду в дополнительной емкости. При использовании схемы подключения гидроаккумулятора к водопроводу такая проблема не возникает, так как в устройстве постоянно есть определенное количество воды.

Виды мембранных баков

Гидробаки могут быть установлены в системе водоснабжения разного назначения.

В частности, речь идет о следующем:

• Обеспечение потребности в горячей и холодной воде.
• Системы отопления частного дома.

В первом случае мембранный бак позволяет продлить срок службы насосного оборудования за счет установленного режима включения и выключения и защищает систему от разрушительного воздействия гидроударов. Второй вариант предполагает использование гидробака в качестве расширителя, который вмонтирован в закрытую отопительную систему и является ее неотъемлемой частью.

По конфигурации гидробаки делятся на горизонтальные и вертикальные модели. Стоит отметить, что конфигурация емкости не оказывает влияния на принцип ее работы и подключение погружного насоса к гидроаккумулятору.

Отличительной особенностью гидробаков вертикального типа является специальный клапан, через который осуществляется стравливание лишнего воздуха. Причем в большинстве случаев клапаном оснащены модели объемом более 50 литров. Клапан вмонтирован именно в верхнюю часть емкости, так как воздух, поступающий в мембранный отсек вместе с водой, имеет свойство накапливаться вверху камеры.

Горизонтальные баки также имеют приспособление для стравливания воздуха, только в этом случае сливное устройство или кран располагаются за гидроаккумулятором. Для выведения воздуха из небольшой емкости осуществляют полный слив воды.

В поисках ответа на вопрос, где установить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, важно понимать, что устройства горизонтального и вертикального типа характеризуются одинаковой эффективностью и функциональностью. Поэтому при выборе устройства в первую очередь во внимание принимаются габариты помещения, где планируется установка устройства.

Подключение гидроаккумулятора

Монтировать устройство можно разными способами, это определяется схемой подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения, основным назначением и возлагаемыми на устройство функциями.

Стандартное устройство с насосом поверхностного типа

Чаще всего автономная система водоснабжения частного дома предполагает наличие гидроаккумулятора и поверхностного насоса. В этом случае производитель предлагает комплексное насосное оборудования заводской сборки, в составе которого уже имеется гидробак. Однако не исключается возможность размещать мембранный бак вместе с насосом в кессоне или в отапливаемом подсобном помещении. Поэтому важно понимать, как подсоединить глубинный насос к гидроаккумулятору.

Схема подключения чаще всего одинакова. Перед гидробаком установлен обратный клапан, исключающий возможность изменения потока воды, далее идет реле давления, которое реагирует на малейшие изменения напора воды. Обязательным элементом в такой системе является манометр, с помощью которого можно контролировать рабочие параметры всей системы.

Перед тем, как подключить гидроаккумулятор в систему водоснабжения, необходимо дополнительно вмонтировать угловой патрубок для соединения с фланцем.

Установка насоса повысительного типа

Повысительную насосную станцию устанавливают в тех местах, где отмечается активное потребление воды. Устройство в этом случае постоянно поддерживает и регулирует давление воды в трубопроводе. В большинстве случаев насосы здесь работают в постоянном режиме. При возникновении потребности в дополнительном насосном оборудовании рекомендуется использование мембранного бака, который способен компенсировать перепады давления воды в системе.

 Гидроаккумулятор, включенный в систему водоснабжения с повысительной насосной станцией, может выступать в качестве резервного накопителя воды. Здесь необходимы знания, как подключить расширительный бак к системе водоснабжения. Кроме того использовать подобную схему можно при нестабильной подаче электропитания на насосы повысительного типа на участках, где требуется бесперебойная подача воды. В этом случае запасы воды в гидроаккумуляторе вполне могут удовлетворить потребности при отключении электричества. Мембранному баку в такой схеме отводится роль резервного накопителя. Стоит отметить, что для мощных насосных станций требуется гидробак значительного объема.

Использование схемы с погружным насосом

Для продления срока службы погружного насоса необходимо изучить вопрос, как подключить глубинный насос к гидроаккумулятору, и правильно выбрать режим включения и выключения. Эти параметры должны соответствовать техническим характеристикам устройства, которые указаны производителем в сопроводительной документации. Нормальная работа насоса обеспечена при включении от 5 до 20 раз на протяжении одного часа.

Очень часто давление в водопроводной системе имеет значение ниже нормы.  В такой ситуации срабатывает реле и отправляет команду на включение насосного оборудования. После достижения установленных параметров реле отключает насос, и вода перестает поступать.

Стоит отметить еще один очень важный момент, когда незначительная автономная станция водоснабжения не способна удовлетворить потребности в воде в полном объеме. В этом случае насос будет запускаться намного чаще, что уменьшает срок службы оборудования.

Использование схемы подключения воды от скважины через гидроаккумулятор в том и другом случае позволит решить проблему быстрого износа насосного оборудования. В первом варианте мембранный бак будет поддерживать напор, и регулировать давление воды в системе. Во втором варианте запасы воды в мембранном отсеке позволят практически в полном объеме удовлетворить потребности жильцов.

При выборе объема мембранного бака нужно учесть следующие моменты:

• Мощность насоса.
• Частота включения устройства.
• Требуемый объем воды в час.
• Высота, на которой размещено устройство.

В замкнутых системах водоснабжения с накопительным водонагревателем гидробак выполняет функцию расширителя. Дело в том, что при нагревании вода имеет свойство увеличиваться в объеме. Расширение воды в замкнутой системе может оказать разрушительное воздействие. Гидробак в этом случае принимает излишки воды, тем самым спасая трубопровод от разрывов.

При выборе накопительной емкости для такой системы необходимо сопоставить предельную температуру нагревания воды с заявленными характеристиками устанавливаемого оборудования. Кроме того нужно учесть максимальные значения давления воды в системе водоснабжения.

Правила выбора гидробака

Основным элементом гидроаккумулятора является мембрана. Ее качественные характеристики определяют, сколько времени прослужит все устройство и когда потребуется первый ремонт. Наилучшим качеством обладает мембрана, для изготовления которой используется изобутированная резина.

Что касается материала для изготовления корпуса гидробака, то этот фактор в большинстве случаев особого значения не имеет. Исключение составляют только расширительные бачки. Дело в том, что вода поступает только в грушевидную мембрану, контакт с металлическими частями устройства полностью исключен.

Выбирая мембранный бак, особое внимание нужно уделить толщине фланца, который чаще всего изготовлен из оцинкованной стали. Если металл имеет незначительную толщину, то очень скоро все устройство может выйти из строя. Чаще всего при толщине металла в 1 мм срок службы фланца не превышает полутора лет. Хотя при нормальных значениях гидробак безупречно может эксплуатироваться до 15 лет. Читайте также: «Какой расширительный бак для водоснабжения лучше выбрать – все, что нужно знать».

Сразу следует сказать, что прореху в тонких стенках фланца невозможно запаять или заварить. В лучшем случае придется покупать новый фланец, худший вариант предполагает полную замену гидробака. Предотвратить подобную неприятность можно при условии правильного выбора толщины фланца. Надежный мембранный бак оснащен фланцем, сделанным из толстой оцинкованной стали или нержавейки.

Особенности подключения гидробака к водопроводной системе

Гидроаккумулятор представляет собой не просто емкость, наполненную водой. Это устройство специального назначения, выполняющее особую функцию в системе водоснабжения. По этой причине установка оборудования может показаться достаточно сложной.

Очень важно при решении задачи, как подключить гидроаккумулятор к скважине, учитывать факторы вибрации и шума. Поэтому для фиксации на полу используют специальные резиновые прокладки, для крепления к трубопроводу – резиновые переходники. Кроме того важно понимать, что на выходе диаметр подводки может быть намного меньше.

Заполнять новый бак нужно с максимальной осторожностью, стараясь не подавать воду под сильным напором. Если бак после изготовления долгое время не используется, то мембрана может слежаться. Сильный напор или резкая подача воды может стать причиной повреждения мембраны или ее полного выхода из строя. Специалисты рекомендуют перед заполнением стравить из груши весь воздух, что поможет избежать неприятностей при закачивании воды в гидроаккумулятор.

Выбирая, где ставить гидроаккумулятор в системе водоснабжения, необходимо обеспечить свободный доступ к любой части.

Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения выполняется по определенной схеме:

• Через фундамент или цоколь в дом заводят водопроводную трубу.
• Вводят силовой кабель для подключения насосного оборудования.
• Собирают отдельные элементы в одну линию.
• Выполняют настройку гидробака.
• Присоединяют устройство к общей системе водоснабжения.
• При необходимости использования двух гидроаккумуляторов в системе водоснабжения устанавливают дополнительно устройство в кессоне.
• Подключают манометр ко второму устройству.
• Если предполагается пользоваться водопроводной веткой для полива насаждений, то выполняют монтаж обратного клапана и сливного крана.

Правила настройки нового мембранного бака

Первым шагом настройки является проверка уровня внутреннего давления. Это значение должно составлять 1,5 атмосфер. Однако следует учесть, что при перевозке устройства и в процессе хранения не исключена утечка. Поэтому на момент продажи параметры могут отличаться от указанных производителем значений.

Чтобы зафиксировать показания, нужно снять колпачок на золотнике. Для измерения давления используют следующие виды манометров:

• Приборы электронного типа считаются самыми дорогостоящими изделиями и довольно чувствительными к температуре и заряду батареи. Это может существенно повлиять на точность измерений.
• Манометры механические или автомобильные. В большинстве случаев имеют металлический корпус. Измерительная шкала может иметь разное количество делений, для получения более точных результатов рекомендуется использовать приборы с большим количеством делений.

Стоит отметить, что недорогое насосное оборудование может укомплектовываться манометром в пластиковом корпусе, погрешность измерений в этом случае достаточно велика.

При решении вопроса, как подключить гидроаккумулятор к глубинному насосу, настройка параметров мембранного бака имеет большое значение по нескольким причинам. Например, при недостаточном давлении вода занимает большую часть объема в гидробаке, в результате напор воды в системе снижается. Высокое давление обеспечивает хороший напор воды. Однако при повышенных значениях давления воды в гидробаке меньше, что приводит к частому включению насоса и проблемам с водой.

Выполняя настройку, следует учесть, что параметры давления не должны быть меньше или больше рекомендованных значений. При низком давлении мембрана может соприкасаться со стенками металлического корпуса, чего никак нельзя допускать.

Подбор оптимальных параметров давления воздуха

При решении задачи, как подключить погружной насос к гидроаккумулятору, следует знать, для нормальной работы бытовых приборов рекомендуется поддерживать давление в пределах 1,4-2,8 атмосфер. Сохранность мембраны обеспечивается при условии превышения давления в системе водоснабжения на 0,1-0,2 атмосфер, чем давление в мембранном баке.

Реле давления работает в тандеме с гидробаком, поэтому, когда выполняется регулировка реле давления, выставляют значение 1,6 атмосфер, если давление в системе составляет 1,5 атмосфер.

Стоит отметить, что подобные расчеты можно применять при настройке оборудования, установленного в частном одноэтажном доме. Для двухэтажного коттеджа требуются большие значения.

Оптимальный вариант предполагает использования при расчетах следующей формулы:

V  = (H_max + 6) / 10.

Здесь буквой V обозначено оптимальное давление, H_max – уровень расположения самой высокой точки водоразбора.

Выполняя расчеты, нужно учитывать технические характеристики подключенных сантехнических и бытовых приборов. Полученный результат не должен быть выше рекомендованных производителем значений. В противном случае оборудование на кухне или в ванной комнате может просто выйти из строя.

Обвязка гидроаккумулятора в частном доме должна включать следующие элементы:

• Насосное оборудование.
• Мембранный бак.
• Реле давления.
• Клапан обратного хода.
• Манометр.

Что касается последнего элемента, то он не является обязательной частью системы. Манометр можно установить при выполнении тестовых замеров давления в системе.

Схема подключения гидроаккумулятора к скважине выглядит следующим образом:

• С помощью одного вывода в 1 дюйм к патрубку гидроаккумулятора присоединяют штуцер.
• К двум выводам по 0,25 дюйма подключают манометр и реле давления.
• Еще два вывода по 1 дюйму предназначены для подключения трубы от насоса и разводки к точкам водоразбора.

Гидробак является важным элементом системы водоснабжения, который выполняет достаточно много функций. Знание особенностей устройства и принципа работы мембранного бака позволит самостоятельно подключить гидроаккумулятор к глубинному насосу.

Правильное подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения – инструкция по установке

<p> Содержание: </p> <p> </p> <div> <a href=»#1″>Как устроен гидробак  и для чего нужен в системе водоснабжения</a><br> <a href=»#2″>Принцип работы гидроаккумулятора</a><br> <a href=»#3″>Необходимость установки мембранного бака</a><br> <a href=»#4″>Виды мембранных баков</a><br> <a href=»#5″>Подключение гидроаккумулятора</a><br> — <a href=»#6″>Стандартное устройство с насосом поверхностного типа</a><br> — <a href=»#7″>Установка насоса повысительного типа</a><br> — <a href=»#8″>Использование схемы с погружным насосом</a><br> <a href=»#9″>Правила выбора гидробака</a><br> <a href=»#10″>Особенности подключения гидробака к водопроводной системе</a><br> <a href=»#11″>Правила настройки нового мембранного бака</a><br> <a href=»#12″>Подбор оптимальных параметров давления воздуха</a><br> <a href=»#13″>Видео</a> </div> <p> </p> <p> Водопроводная система, работающая в автономном режиме, является сложным техническим сооружением, которое требует одновременного использования различных технических средств. Для автоматизации насосного оборудования и подачи воды в точки разбора необходима установка специальной накопительной емкости – гидроаккумулятора. С уверенностью можно сказать, что большинство владельцев частных строений не знакомы с этим устройством и не знают, как установить гидроаккумулятор. </p> <p> <img alt=»установка гидроаккумулятора для систем водоснабжения своими руками» src=»/upload/medialibrary/12f/12f3056f3aaaa5420e3078ce15a7ea76.jpg» title=»подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения»><br> </p> <p> Для установки гидроаккумулятора для систем водоснабжения своими руками необходимо четко знать правила его подключения в водопроводную систему, особенности использования этого устройства и совместимость с другим оборудованием. Кроме того советы и рекомендации специалистов помогут избежать появления множества проблем при установке гидроаккумулятора. </p> <p> Наличие специальной накопительной емкости в системе водоснабжения снижает степень воздействия гидроударов на отдельные участки и защищает бытовую технику. </p> <h3><a name=»1″></a>Как устроен гидробак  и для чего нужен в системе водоснабжения</h3> <p> Гидробак, мембранный бак или гидроаккумулятор – это названия одного устройства, представляющего собой герметичную металлическую емкость. Внутри нее встроена эластичная мембрана в форме груши с небольшим количеством воды. Мембрана прикреплена к корпусу гидробака с помощью фланца с патрубком и делит емкость на две части. Одна из частей заполнена водой, вторая – воздухом или азотом. Если гидробак планируется установить в бытовой системе водоснабжения, то приобретают устройства, заполненные воздухом. Для промышленного использования в гидроаккумулятор закачивают азот. </p> <p> С увеличением объема воды в емкости воздушная часть, соответственно, уменьшается, что приводит к повышению давления в системе подачи воды. После достижения определенных параметров специально настроенное реле отправляет команду на отключение насосного оборудования. </p> <p> Для изготовления бака используется металл, однако причин для образования очагов коррозии нет. Дело в том, что от контакта с водой металл защищен мембраной, которая изготовлена из высокопрочного резинового бутила. Этот материал также обладает высокой устойчивостью к воздействию микроорганизмов, что способствует поддержанию качественных характеристик воды в соответствии с санитарными и гигиеническими требованиями. Можно с уверенностью сказать, что взаимодействие с этим видом резины никак не влияет на вкусовые свойства воды. </p> <p> <img alt=»как подключить гидроаккумулятор» src=»/upload/medialibrary/dca/dcae231c77e7e9880c568451acb77674.jpg» title=»установка гидроаккумулятора для систем водоснабжения своими руками»><br> </p> <p> В мембранный отсек вода поступает через специальный патрубок, который оснащен резьбовым соединением идеальный вариант предполагает наличие одинакового диаметра у напорного патрубка и соединительного выхода трубопровода. В этом случае можно не беспокоиться о дополнительных гидравлических потерях внутри труб водопроводной системы. </p> <p> Для регулировки давления внутри гидробака воздушная камера оснащена специальным пневмоклапаном. Накачивание воздуха в предназначенный отсек выполняется с помощью обычного автомобильного ниппеля. Также через это приспособление осуществляется стравливание избыточного количества воздушной массы. Закачивать воздух можно с помощью компактного автомобильного или простого велосипедного насоса. </p> <p> Конструкция устроена таким образом, что мембрана не имеет возможности порваться под напором поступающей в нее воды. Дело в том, что сжатый воздух внутри гидробака оказывает сопротивление этому напору и препятствует ее деформации или разрыву. Следует отметить, что сжатый воздух позволяет выполнить регулировку давления, перед тем как подключить гидроаккумулятор. В целом, <a href=»/vodosnabzhenie/regulirovka-nasosnoy-stantsii-kak-pravilno-otregulirovat-rele-davleniya-vody.html» data-turbo=»false»>регулировка гидрофора</a> не представляет каких либо сложностей. </p> <p> Рассматривая устройство мембранного бака, можно выделить несколько основных узлов: </p> <ul> <li>Корпус, изготовленный из металла.</li> <li>Мембрана, выполненная из высокопрочной резины.</li> <li>Фланец, оснащенный клапаном.</li> <li>Ниппель для закачивания или стравливания воздуха.</li> <li>Ножки.</li> <li>Платформа для установки насоса.</li> </ul> <p> Зная устройство оборудования, можно самостоятельно решить проблему, как правильно подключить гидроаккумулятор для водоснабжения. </p> <h3><a name=»2″></a>Принцип работы гидроаккумулятора</h3> <p> На первом этапе, непосредственно перед включением гидроаккумулятора, воздушная камера занимает большую часть объема устройства. При наполнении водой грушевидная мембрана увеличивается в объеме и начинает заполнять внутреннюю часть гидробака, тем самым сжимая воздух. Наполнение длится до того момента, пока давление достигнет определенного предела, предусмотренного настройками реле. После этого реле подает команду на отключение насоса. </p> <p> При включении крана на точке разбора воды происходит разгерметизация системы, сжатый воздух, оказывая давление на мембрану, способствует выходу воды из гидробака. Когда давление в системе снизится до установленного минимального значения, реле сработает и подаст команду на включение насоса. Вода снова будет поступать в накопительную емкость. Поэтому важно понимать, как правильно установить гидроаккумулятор в системе водоснабжения. </p> <p> <img alt=»как правильно установить гидроаккумулятор в системе водоснабжения» src=»/upload/medialibrary/f6f/f6fcd34f506fe3c555193f16efe65c85.jpg» title=»как подключить гидроаккумулятор»><br> </p> <p> Воздух, поступающий в  мембранный отсек гидроаккумулятора, постепенно накапливается, что делает работу устройства менее эффективной. По этой причине периодически требуется стравливать воздух из мембранного мешка. Современные модели оснащены специальным клапаном для стравливания воздуха. Если оборудование не имеет такой детали, то необходимо примерно через 2-3 месяца проводить профилактические мероприятия в отношении мембранного бака. </p> <p> Правильно решение проблемы, как подсоединить гидроаккумулятор в системе водоснабжения частного дома, позволит без особых сложностей проводить профилактические работы, разбирать и собирать устройство при необходимости без полного слива воды из системы. </p> <h3><a name=»3″></a>Необходимость установки мембранного бака</h3> <p> Не зная схему подключения глубинного насоса к гидроаккумулятору, можно сделать вывод, что гидробак просто пропускает через себя поступающую жидкость. Однако это утверждение нельзя назвать абсолютно точным. Подобное устройство выполняет функцию стабилизатора давления воды в системе водоснабжения. Кроме того гидробак способствует увеличению эксплуатационного периода насоса и защищает всю систему от гидроударов. В случае падения напряжения в электрической сети запас воды в накопительном отсеке позволит определенное время не испытывать проблем с чистой водой. </p> <p> Подробнее преимущественные моменты подключения гидроаккумулятора к скважине можно описать следующим образом: </p> <ul> <li>Защита насоса от преждевременного износа. Наличие в мембранном баке определенного количества воды позволяет некоторое время удовлетворять потребности жильцов. Насос включается только после опустошения мембранного бака. Каждый насос имеет заводские настройки, благодаря которым устройство включается и выключается определенное количество раз в течение одного часа. Если гидроаккумулятор настроен на аналогичные или меньшие значения, то срок службы насоса может быть увеличен при условии правильного подключения скважинного насоса к гидроаккумулятору.</li> <li>Поддержание стабильных значений давления воды. При одновременном включении нескольких кранов может наблюдаться снижение давления и температуры воды в системе. Такая ситуация может доставить дискомфорт человеку, который в это время принимает душ. Наличие гидробака позволяет поддерживать стабильные значения давления воды в водопроводной системе в частном доме.</li> <li>Гидроудары в большинстве случаев возникают в момент включения насоса и наносят непоправимый вред трубам и другим элементам системы водоснабжения. Установленный мембранный бак сводит риск возникновения гидроударов к минимуму.</li> <li>Запасы воды. Большинство загородных домов имеет автономную систему водоснабжения, поэтому проблема с водой может возникнуть по разным причинам. Например, перебои с электричеством существенно снижают эффективность работы насоса, а в некоторых случая устройство вообще не выполняет свои функции. Такая ситуация заставляет регулярно запасать воду в дополнительной емкости. При использовании схемы подключения гидроаккумулятора к водопроводу такая проблема не возникает, так как в устройстве постоянно есть определенное количество воды.</li> </ul> <h3><a name=»4″></a>Виды мембранных баков</h3> <p> Гидробаки могут быть установлены в системе водоснабжения разного назначения. </p> <p> В частности, речь идет о следующем: </p> <ul> <li>Обеспечение потребности в горячей и холодной воде.</li> <li>Системы отопления частного дома.</li> </ul> <p> В первом случае мембранный бак позволяет продлить срок службы насосного оборудования за счет установленного режима включения и выключения и защищает систему от разрушительного воздействия гидроударов. Второй вариант предполагает использование гидробака в качестве расширителя, который вмонтирован в закрытую отопительную систему и является ее неотъемлемой частью. </p> <p> По конфигурации гидробаки делятся на горизонтальные и вертикальные модели. Стоит отметить, что конфигурация емкости не оказывает влияния на принцип ее работы и подключение погружного насоса к гидроаккумулятору. </p> <p> <img alt=»как подключить глубинный насос к гидроаккумулятору» src=»/upload/medialibrary/316/3166212286e3d30fec8a772f66f166c0.jpg» title=»как правильно установить гидроаккумулятор в системе водоснабжения»><br> </p> <p> Отличительной особенностью гидробаков вертикального типа является специальный клапан, через который осуществляется стравливание лишнего воздуха. Причем в большинстве случаев клапаном оснащены модели объемом более 50 литров. Клапан вмонтирован именно в верхнюю часть емкости, так как воздух, поступающий в мембранный отсек вместе с водой, имеет свойство накапливаться вверху камеры. </p> <blockquote> <p> Горизонтальные баки также имеют приспособление для стравливания воздуха, только в этом случае сливное устройство или кран располагаются за гидроаккумулятором. Для выведения воздуха из небольшой емкости осуществляют полный слив воды. </p> </blockquote> <p> В поисках ответа на вопрос, где установить <a href=»/vodosnabzhenie/kak-vybrat-i-ustanovit-gidroakkumulyator-dlya-sistem-vodosnabzheniya-printsip-raboty.html» data-turbo=»false»>гидроаккумулятор для систем водоснабжения</a>, важно понимать, что устройства горизонтального и вертикального типа характеризуются одинаковой эффективностью и функциональностью. Поэтому при выборе устройства в первую очередь во внимание принимаются габариты помещения, где планируется установка устройства. </p> <h3><a name=»5″></a>Подключение гидроаккумулятора</h3> <p> Монтировать устройство можно разными способами, это определяется схемой подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения, основным назначением и возлагаемыми на устройство функциями. </p> <h3><a name=»6″></a>Стандартное устройство с насосом поверхностного типа</h3> <p> Чаще всего автономная система водоснабжения частного дома предполагает наличие гидроаккумулятора и поверхностного насоса. В этом случае производитель предлагает комплексное насосное оборудования заводской сборки, в составе которого уже имеется гидробак. Однако не исключается возможность размещать мембранный бак вместе с насосом в кессоне или в отапливаемом подсобном помещении. Поэтому важно понимать, как подсоединить глубинный насос к гидроаккумулятору. </p> <p> <img alt=»обвязка гидроаккумулятора» src=»/upload/medialibrary/760/760d51780bdc40af1e52f2721867ec18.jpg» title=»как подключить глубинный насос к гидроаккумулятору»><br> </p> <p> Схема подключения чаще всего одинакова. Перед гидробаком установлен обратный клапан, исключающий возможность изменения потока воды, далее идет реле давления, которое реагирует на малейшие изменения напора воды. Обязательным элементом в такой системе является манометр, с помощью которого можно контролировать рабочие параметры всей системы. </p> <blockquote> <p> Перед тем, как подключить гидроаккумулятор в систему водоснабжения, необходимо дополнительно вмонтировать угловой патрубок для соединения с фланцем. </p> </blockquote> <h3><a name=»7″></a>Установка насоса повысительного типа</h3> <p> Повысительную насосную станцию устанавливают в тех местах, где отмечается активное потребление воды. Устройство в этом случае постоянно поддерживает и регулирует давление воды в трубопроводе. В большинстве случаев насосы здесь работают в постоянном режиме. При возникновении потребности в дополнительном насосном оборудовании рекомендуется использование мембранного бака, который способен компенсировать перепады давления воды в системе. </p> <p> <img alt=»как правильно подключить гидроаккумулятор для водоснабжения» src=»/upload/medialibrary/4f9/4f9f67014bde10f78ba27a23433f12b5.jpg» title=»обвязка гидроаккумулятора»><br> </p> <p>  Гидроаккумулятор, включенный в систему водоснабжения с повысительной насосной станцией, может выступать в качестве резервного накопителя воды. Здесь необходимы знания, как подключить расширительный бак к системе водоснабжения. Кроме того использовать подобную схему можно при нестабильной подаче электропитания на насосы повысительного типа на участках, где требуется бесперебойная подача воды. В этом случае запасы воды в гидроаккумуляторе вполне могут удовлетворить потребности при отключении электричества. Мембранному баку в такой схеме отводится роль резервного накопителя. Стоит отметить, что для мощных насосных станций требуется гидробак значительного объема. </p> <h3><a name=»8″></a>Использование схемы с погружным насосом</h3> <p> Для продления срока службы погружного насоса необходимо изучить вопрос, как подключить глубинный насос к гидроаккумулятору, и правильно выбрать режим включения и выключения. Эти параметры должны соответствовать техническим характеристикам устройства, которые указаны производителем в сопроводительной документации. Нормальная работа насоса обеспечена при включении от 5 до 20 раз на протяжении одного часа. </p> <p> Очень часто давление в водопроводной системе имеет значение ниже нормы.  В такой ситуации срабатывает реле и отправляет команду на включение насосного оборудования. После достижения установленных параметров реле отключает насос, и вода перестает поступать. </p> <blockquote> <p> Стоит отметить еще один очень важный момент, когда незначительная автономная станция водоснабжения не способна удовлетворить потребности в воде в полном объеме. В этом случае насос будет запускаться намного чаще, что уменьшает срок службы оборудования. </p> </blockquote> <p> <img alt=»подключение гидроаккумулятора к скважине» src=»/upload/medialibrary/7fb/7fb74c53c2bd2b381a5e11c1857fa85a.jpg» title=»как правильно подключить гидроаккумулятор для водоснабжения»><br> </p> <p> Использование схемы подключения воды от скважины через гидроаккумулятор в том и другом случае позволит решить проблему быстрого износа насосного оборудования. В первом варианте мембранный бак будет поддерживать напор, и регулировать давление воды в системе. Во втором варианте запасы воды в мембранном отсеке позволят практически в полном объеме удовлетворить потребности жильцов. </p> <p> При выборе объема мембранного бака нужно учесть следующие моменты: </p> <ul> <li>Мощность насоса.</li> <li>Частота включения устройства.</li> <li>Требуемый объем воды в час.</li> <li>Высота, на которой размещено устройство.</li> </ul> <p> В замкнутых системах водоснабжения с накопительным водонагревателем гидробак выполняет функцию расширителя. Дело в том, что при нагревании вода имеет свойство увеличиваться в объеме. Расширение воды в замкнутой системе может оказать разрушительное воздействие. Гидробак в этом случае принимает излишки воды, тем самым спасая трубопровод от разрывов. </p> <p> При выборе накопительной емкости для такой системы необходимо сопоставить предельную температуру нагревания воды с заявленными характеристиками устанавливаемого оборудования. Кроме того нужно учесть максимальные значения давления воды в системе водоснабжения. </p> <h3><a name=»9″></a>Правила выбора гидробака</h3> <p> Основным элементом гидроаккумулятора является мембрана. Ее качественные характеристики определяют, сколько времени прослужит все устройство и когда потребуется первый ремонт. Наилучшим качеством обладает мембрана, для изготовления которой используется изобутированная резина. </p> <p> Что касается материала для изготовления корпуса гидробака, то этот фактор в большинстве случаев особого значения не имеет. Исключение составляют только расширительные бачки. Дело в том, что вода поступает только в грушевидную мембрану, контакт с металлическими частями устройства полностью исключен. </p> <p> <img alt=»подключение скважинного насоса к гидроаккумулятору» src=»/upload/medialibrary/9aa/9aa4f08afcaaefd3139ebe79ee55455f.jpg» title=»подключение гидроаккумулятора к скважине»><br> </p> <p> Выбирая мембранный бак, особое внимание нужно уделить толщине фланца, который чаще всего изготовлен из оцинкованной стали. Если металл имеет незначительную толщину, то очень скоро все устройство может выйти из строя. Чаще всего при толщине металла в 1 мм срок службы фланца не превышает полутора лет. Хотя при нормальных значениях гидробак безупречно может эксплуатироваться до 15 лет. Читайте также: «<a href=»/vodosnabzhenie/kakoy-rasshiritelnyy-bak-dlya-vodosnabzheniya-luchshe-vybrat-vse-chto-nuzhno-znat.html» data-turbo=»false»>Какой расширительный бак для водоснабжения лучше выбрать – все, что нужно знать</a>». </p> <blockquote> <p> Сразу следует сказать, что прореху в тонких стенках фланца невозможно запаять или заварить. В лучшем случае придется покупать новый фланец, худший вариант предполагает полную замену гидробака. Предотвратить подобную неприятность можно при условии правильного выбора толщины фланца. Надежный мембранный бак оснащен фланцем, сделанным из толстой оцинкованной стали или нержавейки. </p> </blockquote> <h3><a name=»10″></a>Особенности подключения гидробака к водопроводной системе</h3> <p> Гидроаккумулятор представляет собой не просто емкость, наполненную водой. Это устройство специального назначения, выполняющее особую функцию в системе водоснабжения. По этой причине установка оборудования может показаться достаточно сложной. </p> <p> Очень важно при решении задачи, как подключить гидроаккумулятор к скважине, учитывать факторы вибрации и шума. Поэтому для фиксации на полу используют специальные резиновые прокладки, для крепления к трубопроводу – резиновые переходники. Кроме того важно понимать, что на выходе диаметр подводки может быть намного меньше. </p> <p> Заполнять новый бак нужно с максимальной осторожностью, стараясь не подавать воду под сильным напором. Если бак после изготовления долгое время не используется, то мембрана может слежаться. Сильный напор или резкая подача воды может стать причиной повреждения мембраны или ее полного выхода из строя. Специалисты рекомендуют перед заполнением стравить из груши весь воздух, что поможет избежать неприятностей при закачивании воды в гидроаккумулятор. </p> <p> <img alt=»схема подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения» src=»/upload/medialibrary/c14/c14c8992fb8766ad3a68b7d39b79b878.jpg» title=»подключение скважинного насоса к гидроаккумулятору»><br> </p> <p> Выбирая, где ставить гидроаккумулятор в системе водоснабжения, необходимо обеспечить свободный доступ к любой части. </p> <p> Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения выполняется по определенной схеме: </p> <ul> <li>Через фундамент или цоколь в дом заводят водопроводную трубу.</li> <li>Вводят силовой кабель для подключения насосного оборудования.</li> <li>Собирают отдельные элементы в одну линию.</li> <li>Выполняют настройку гидробака.</li> <li>Присоединяют устройство к общей системе водоснабжения.</li> <li>При необходимости использования двух гидроаккумуляторов в системе водоснабжения устанавливают дополнительно устройство в кессоне.</li> <li>Подключают манометр ко второму устройству.</li> <li>Если предполагается пользоваться водопроводной веткой для полива насаждений, то выполняют монтаж обратного клапана и сливного крана.</li> </ul> <h3><a name=»11″></a>Правила настройки нового мембранного бака</h3> <p> Первым шагом настройки является проверка уровня внутреннего давления. Это значение должно составлять 1,5 атмосфер. Однако следует учесть, что при перевозке устройства и в процессе хранения не исключена утечка. Поэтому на момент продажи параметры могут отличаться от указанных производителем значений. </p> <p> Чтобы зафиксировать показания, нужно снять колпачок на золотнике. Для измерения давления используют следующие виды манометров: </p> <ul> <li>Приборы электронного типа считаются самыми дорогостоящими изделиями и довольно чувствительными к температуре и заряду батареи. Это может существенно повлиять на точность измерений.</li> <li>Манометры механические или автомобильные. В большинстве случаев имеют металлический корпус. Измерительная шкала может иметь разное количество делений, для получения более точных результатов рекомендуется использовать приборы с большим количеством делений.</li> </ul> <p> <img alt=»как подключить расширительный бак к системе водоснабжения» src=»/upload/medialibrary/3f4/3f413c56970878274796b13645717f66.jpg» title=»схема подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения»> </p> <blockquote> <p> Стоит отметить, что недорогое насосное оборудование может укомплектовываться манометром в пластиковом корпусе, погрешность измерений в этом случае достаточно велика. </p> </blockquote> <p> При решении вопроса, как подключить гидроаккумулятор к глубинному насосу, настройка параметров мембранного бака имеет большое значение по нескольким причинам. Например, при недостаточном давлении вода занимает большую часть объема в гидробаке, в результате напор воды в системе снижается. Высокое давление обеспечивает хороший напор воды. Однако при повышенных значениях давления воды в гидробаке меньше, что приводит к частому включению насоса и проблемам с водой. </p> <p> Выполняя настройку, следует учесть, что параметры давления не должны быть меньше или больше рекомендованных значений. При низком давлении мембрана может соприкасаться со стенками металлического корпуса, чего никак нельзя допускать. </p> <h3><a name=»12″></a>Подбор оптимальных параметров давления воздуха</h3> <p> При решении задачи, как подключить погружной насос к гидроаккумулятору, следует знать, для нормальной работы бытовых приборов рекомендуется поддерживать давление в пределах 1,4-2,8 атмосфер. Сохранность мембраны обеспечивается при условии превышения давления в системе водоснабжения на 0,1-0,2 атмосфер, чем давление в мембранном баке. </p> <p> Реле давления работает в тандеме с гидробаком, поэтому, когда выполняется <a href=»/vodosnabzhenie/pravilnaya-regulirovka-rele-davleniya-nasosnoy-stantsii-normy-sovety-i-primery.html» data-turbo=»false»>регулировка реле давления</a>, выставляют значение 1,6 атмосфер, если давление в системе составляет 1,5 атмосфер. </p> <p> Стоит отметить, что подобные расчеты можно применять при настройке оборудования, установленного в частном одноэтажном доме. Для двухэтажного коттеджа требуются большие значения. </p> <p> Оптимальный вариант предполагает использования при расчетах следующей формулы: </p> <p> V  = (H_max + 6) / 10. </p> <p> Здесь буквой V обозначено оптимальное давление, H_max – уровень расположения самой высокой точки водоразбора. </p> <p> Выполняя расчеты, нужно учитывать технические характеристики подключенных сантехнических и бытовых приборов. Полученный результат не должен быть выше рекомендованных производителем значений. В противном случае оборудование на кухне или в ванной комнате может просто выйти из строя. </p> <p> Обвязка гидроаккумулятора в частном доме должна включать следующие элементы: </p> <ul> <li>Насосное оборудование.</li> <li>Мембранный бак.</li> <li>Реле давления.</li> <li>Клапан обратного хода.</li> <li>Манометр.</li> </ul> <p> Что касается последнего элемента, то он не является обязательной частью системы. Манометр можно установить при выполнении тестовых замеров давления в системе. </p> <p> Схема подключения гидроаккумулятора к скважине выглядит следующим образом: </p> <ul> <li>С помощью одного вывода в 1 дюйм к патрубку гидроаккумулятора присоединяют штуцер.</li> <li>К двум выводам по 0,25 дюйма подключают манометр и реле давления.</li> <li>Еще два вывода по 1 дюйму предназначены для подключения трубы от насоса и разводки к точкам водоразбора.</li> </ul> Гидробак является важным элементом системы водоснабжения, который выполняет достаточно много функций. Знание особенностей устройства и принципа работы мембранного бака позволит самостоятельно подключить гидроаккумулятор к глубинному насосу.<a name=»13″></a><br> <div align=»center»> <div> <div> <iframe title=»Гидроаккумулятор для систем водоснабжения» src=»https://www.youtube.com/embed/SRDp5VRHYYU?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> </iframe> </div> </div> </div> <br>

Как запустить насосную станцию первый запуск и эксплуатация

Регулировка давления насосной станции

Реле давления в агрегатах с насосами считается основной частью её нормального функционирования, то каждый владелец агрегата должен знать, как осуществляется настройка:

• Обеспечить работающее состояние насоса и накачать воды до отметки в три атмосферы.
• Выключить аппарат.
• Снять крышку, и не спеша проворачивать гайку до тех пор, пока элемент не включится. Если совершать движения по ходу стрелки часов, то можно увеличить давление воздуха, против хода – уменьшить.
• Открыть кран и уменьшить показания жидкости до отметки в 1,7 Атмосфер.
• Перекрыть кран.
• Снять крышку реле и крутить гайку до момента срабатывания контактов.

Гидроаккумулятор агрегата с насосом содержит в себе такой элемент, как резиновая емкость, которую еще принято называть груша. Между стенками бачка и самим резервуаром должен находиться воздух. Чем больше воды будет находиться груше, тем сильнее будет сжат воздух и, соответственно, больше будет его давление. И наоборот, если падает давление, значит, объем воды в резиновой емкости уменьшился. Так каким же должно быть значение оптимального давления для подобного агрегата? В большинстве случаев производители заявляют давление в 1,5 Атмосферы. Приобретая насосную станцию, необходимо проверить уровень давления манометром.

Не забывайте и о том, что разные манометры имеют разные погрешности. Поэтому лучше всего использовать поверенный автомобильный манометр с минимальными значениями градуировки шкалы на нем.

Какое давление должно быть в расширительном баке насосной станции?

Давление в ресивере не должно быть больше верхнего предела уровня давления жидкости. Иначе ресивер перестанет выполнять свою прямую обязанность, а именно, заполняться водой и смягчать гидроудары. Рекомендуемое уровень давления для расширительного бачка – 1,7 Атмосфер.

1. Насос недостаточно мощный или его детали изношены.
2. Происходит утечка воды через соединения или имеется разрыв трубы.
3. Падает напряжение электрической сети.
4. Всасывающая труба захватывает воздух.

Почему насосная станция не набирает давление и не отключается?

Основное предназначение подобных агрегатов – подавать жидкость из различных источников с большой глубиной, создавать и поддерживать постоянные показатели давления. Однако в процессе эксплуатации аппаратов имеют место различные неполадки. Случается и так, что агрегат не может нагнать нужное давление и выключается. Причинами этого могут стать:

• Работа насоса «всухую». Происходит это вследствие падения водяного столба ниже уровня забора воды.
• Увеличение сопротивления трубопровода, что возникает, если длина магистрали не соответствует диаметру.
• Негерметичные соединения, вследствие чего наблюдается подсос воздуха. При этой проблеме стоит проверить все соединения и в случае необходимости обеспечить каждый из них герметиком.
• Забит фильтр грубой очистки. Очистив фильтр, можно пробовать подавать давление в насосную станцию.
• Сбой в работе реле давления. Решить проблему поможет регулировка реле.

Найдя причину неисправности насосной станции, можно приступать к её устранению.

Почему не поднимается давление в насосной станции?

Когда манометр насосной станции показывает низкое давление, и оно не поднимается, такой процесс еще принято называть завоздушиванием. Причинами такой проблемы могут быть:

• Если это не погружной насос, то причина может скрываться во всасывающей трубке, через которую может всасываться нежелательный воздух. Справиться с проблемой поможет установка датчика «сухого хода».
• Подающая магистраль негерметична вовсе нет плотности на стыках. Нужно проверить все стыки и обеспечить их полной герметизацией.
• Наполняясь, в насосной установке остается воздух. Тут не обойтись без его выгонки, заполняя насос сверху под давлением.

• Разрыв резиновой емкости в гидроаккумуляторе, в результате чего бачок полностью заполняется водой даже там, где должен быть воздух. Именно этот элемент и регулирует постоянство давления станции. Обнаружить проблему можно, придавив штуцер закачки жидкости. Если же жидкость станет просачиваться, то проблема в резиновой емкости. Здесь лучше сразу прибегнуть к замене мембраны.
• В гидроаккумуляторе не наблюдается давление воздуха. Решить проблему – это подкачать воздух в камеру, используя обычный прибор для закачивания воздуха.
• Поломано реле. В случае, когда штуцер без подтеков, то проблема именно с реле. Если настройки не помогают, придется прибегнуть к замене прибора.

Конструкция и принцип действия реле давления насосной станции

Перед тем как приступить к регулировке реле давления неплохо будет ознакомиться с его конструкцией и принципом действия.

Конструктивно реле насосной станции, чаще всего, представляет собой металлическое основание к которому снизу крепится крышка мембраны (под ней находится мембрана и металлический поршень) с быстросъемной гайкой для  крепления к переходнику насосной станции, а сверху — контактная группа, клеммная колодка  (для подключения сети, насоса и заземления) и два пружинных регулятора разных размеров. Все это сверху накрывается пластиковой крышкой, которая крепится к винту большого регулятора и которую, в зависимости от модели, можно легко снять с помощью отвертки или гаечного ключа.

В зависимости от производителя и модели реле могут отличаться размерами, формой, расположением составляющих элементов, но большинстве своем они имеют вышеописанную конструкцию. Иногда в неё включают дополнительные элементы, например, рычаг защиты от «сухого хода» или др.

Принцип действия

Принцип действия этого реле основан на том, что под действием давления воды, которая подается от насоса, мембрана давит на поршень, который приводит в движение контактную группу, смонтированную на металлической платформе, имеющей два шарнира. зависимости от её положения, контакты к которым подключены напряжение 220V и насос, могут быть замкнуты или разомкнуты, соответственно насос будет включаться или выключаться. Пружина большого регулятора действует на платформу контактной группы, уравновешивая давление поршня. Как только давление ослабевает, под действием пружины платформа опускается и контакты замыкаются (насос включается).

Пружина малого регулятора также действует против давления воды, но она расположена дальше от шарнира платформы и вступает в работу не сразу, а когда платформа с контактами поднимется на определенную высоту.

За срабатывание электрической части реле (замыкание и размыкание контактов) отвечает небольшой шарнир с пружиной. Конструктивно устроено так, что платформа и это шарнир не могут быть в одной плоскости. Как только она поднимается выше шарнира, контакты скачком опускаются вниз, а как только она опускается ниже его плоскости – они тут же перещелкиваются вверх. Плоскость этого шарнира находится немного выше основания пружины малого регулятора, что позволяет платформе подниматься до этого уровня без размыкания контактов, а как только она его достигнет – под действием пружин обеих регуляторов контакты размыкаются и насос выключается.

Таким образом, большой пружинный регулятор отвечает за момент включения насоса или так называемое «нижнее» давление (P), а меньший – за разность давлений включения и выключения (∆P).

При сжимании пружины большого регулятора (закручивании гайки по часовой стрелке) , она с большей силой действует на платформу контактной группы и «нижнее» давление возрастает. Если при этом не изменять степень сжатия пружины малого регулятора, то также возрастет и «верхнее» давление (отключения), ровно на такую же величину ( так как ∆P будет в этом случае неизменным).

При сжимании пружины меньшего регулятора, будет увеличиваться «верхнее» давление при неизменном «нижнем», то есть будет увеличиваться ∆P. При ослаблении пружин, соответственно, вышеуказанные показатели будут уменьшаться. На  этом и основана регулировка реле давления насосной станции.

Давление в гидроаккумуляторе

Понимание того, как устроен гидроаккумулятор, поможет лучше справиться с самостоятельной настройкой управляющего оборудования.

Различают два типа гидробаков: с резиновой вставкой, напоминающей грущу, или с резиновой же мембраной. Этот элемент делит емкость на две не сообщающиеся части, в одной из которых находится вода, а в другой – воздух.

Внутри гидробака находится резиновая грушевидная вставка или резиновая мембрана. Давление в гидробаке можно регулировать, подкачивая или стравливая воздух

В любом случае, работают они примерно одинаково. В бак поступает вода, а резиновая вставка давит на нее, чтобы обеспечить перемещение воды по водопроводной системе.

Поэтому в гидробаке всегда присутствует определенное давление, которое заметно изменяется в зависимости от количества воды и воздуха в баке.

Чтобы перед настройкой реле измерить давление воздуха в гидробаке, следует подключить манометр к ниппельному соединению, предусмотренному на корпусе устройства

На корпусе бака обычно имеется автомобильный ниппель. Через него можно закачать в гидробак воздух или стравить его, чтобы отрегулировать рабочее давление внутри емкости.

При выполнении подключения реле давления к насосу рекомендуется измерить текущее давление в гидробаке. Производитель по умолчанию выставляет показатель в 1,5 бар. Но на практике часть воздуха обычно уходит, и давление в емкости будет ниже.

Чтобы измерить давление в гидроаккумуляторе, используют обычный автомобильный манометр. Рекомендуется выбрать модель со шкалой, на которой проставлен самый малый шаг градации. Такой прибор позволит провести более точные измерения. Не имеет смысла замерять давление, если нет возможности учесть одну десятую часть бара.

В этом отношении имеет смысл проверить и тот манометр, которым укомплектована насосная станция промышленного производства.

Нередко изготовители экономят и устанавливают недорогие модели. Точность измерений с помощью такого прибора может вызывать сомнения. Его лучше заменить на более надежное и точное устройство.

Выбирая манометр для насосной станции или насоса с гидробаком, стоит обратить внимание на механические модели с точной шкалой градации

Механические автомобильные манометры выглядят не слишком презентабельно, однако, судя по отзывам, они значительно лучше новомодных электронных устройств. Если все же выбор сделан в пользу электронного манометра, не следует экономить. Лучше взять устройство, выпущенное надежным производителем, чем дешевую пластиковую поделку, которая точных данных не дает и может в любой момент сломаться.

Еще один важный момент – электронный манометр требует электропитания, за этим придется следить. Проверяют давление в гидробаке очень просто.

Манометр присоединяют к ниппелю и замеряют показания. Нормальным считается давление в пределах от одной до полутора атмосфер. Если давление в гидробаке слишком высокое, запас воды в нем будет меньше, но напор при этом будет просто отличным.

На этой схеме наглядно показан порядок подключения реле давления и манометра к погружному насосу и гидробаку, чтобы автоматизировать работу насосного оборудования

Следует помнить, что слишком высокое давление в системе может быть опасным. В этом случае все компоненты водопровода постоянно работают под повышенной нагрузкой, а это приводит к быстрому износу оборудования. Кроме того, чтобы поддерживать повышенное давление в системе приходится чаще подкачивать в бак воду, а значит и чаще включать насос.

Это также не слишком полезно, поскольку вероятность поломок увеличивается. При настройке системы нужна определенная уравновешенность. Например, если давление в гидроаккумуляторе слишком высокое или чрезмерно низкое, это может привести к повреждению резиновой прокладки.

Дополнение реле давления пятиходовым штуцером и манометром переводит устройство в разряд блоков автоматики Накидная гайка значительно облегчает подключение прибора в труднодоступных местах В конструкции использован пятиходовый штуцер, который подключается к реле и имеет еще 3 выхода с резьбой

Особенности устройства и принцип работы

Многочисленные разновидности реле давления, которое комплектуется практически со всеми насосными станциями, устроены примерно одинаково.

Внутри пластикового корпуса находится металлическое основание, на котором закреплены остальные элементы:

• мембрана;
• поршень;
• металлическая платформа;
• узел электрических контактов.

Сверху под пластиковой крышкой расположены две пружины – большая и малая. Когда мембрана испытывает давление, она толкает поршень.

Он, в свою очередь, поднимает платформу, которая воздействует на большую пружину, сжимая ее. Большая пружина сопротивляется этому давлению, ограничивая движение поршня.

Небольшого расстояния, которое разделяет большую и малую регулировочную пружины, достаточно для того, чтобы регулировать работу целого комплекса приборов. Платформа под давлением от мембраны постепенно поднимается до тех пор, пока ее край не дойдет до малой пружины. Давление на платформу в этот момент увеличивается, в результате ее положение изменяется.

Функциональное назначение реле давления заключается в автоматизации процессов включения/выключения электронасоса Представляет собой двухконтактный прибор коммутации электрических цепей, реагирующий на падение и повышение давления в контуре водоснабжения При использовании реле давления, дополненного манометром и пятиходовым штуцером, устройство приобретает значения автоматического комплекта Реле давления включают в схему водоснабжения только с гидроаккумулятором, конструкция которого позволяет точно фиксировать моменты изменения давления в системе В заводском исполнении реле давления рассчитано на среднестатистические значения давления в водоснабжающих системах. При необходимости внести изменения в настройки его разбирают Для выполнения бесплатного ремонта, гарантированного обязательствами изготовителя, необходимо соблюдать перечисленные в инструкции потребительские правила и корректно эксплуатировать прибор Регулировка прибора заключается в изменении уровня верхнего или нижнего предела давления, установленного при выполнении заводской настройки Для увеличения предела давления установленные на пружины гайки аккуратно подкручиваются по часовой стрелке, для уменьшения — наоборот

Это вызывает переключение контактов, что изменяет режим работы насоса, и он выключается. Для переключения контактов имеется специальный шарнир с пружинкой.

Когда платформа преодолевает уровень, на котором находится этот шарнир, электрические контакты изменяют положение, размыкая цепь электропитания. В этот момент происходит отключение насоса. После чего вода перестает поступать и давление, оказываемое на мембрану, снижается по мере расходования воды из гидроаккумулятора.

Соответственно, платформа плавно опускается. Когда ее положение оказывается ниже, чем пружинный шарнир электрических контактов, они поднимаются, снова включая электропитание.

Реле давления – это небольшое устройство, которое позволяет включать и выключать насос в зависимости от наличия или отсутствия воды в гидроаакумуляторе

Насос закачивает воду в гидробак, мембрана реле давит на платформу, она поднимается, достигает большой пружины и т.д. Цикл возобновляется и производится в автоматическом режиме.

С помощью большой пружины задается показатель давления, при котором насосный агрегат необходимо включить, а малая определяет не “потолок” допустимого давления в системе, как можно подумать, а разницу между этими двумя показателями. Это важный момент, который пригодится при изучении порядка действий при собственного насоса.

Несколько советов и рекомендаций

Для нормального функционирования насосной станции рекомендуется замерять показатели давления воздуха в гидроаакумуляторе каждые три месяца. Эта мера поможет поддерживать стабильные настройки в работе оборудования. Резкое изменение показателей может свидетельствовать о каких-то поломках, которые необходимо устранить.

Чтобы оперативно контролировать состояние системы, имеет смысл просто время от времени фиксировать показания водяного манометра при включении и отключении насоса. Если они соответствуют цифрам, установленным при настройке оборудования, можно считать работу системы нормальной.

Заметная разница свидетельствует о том, что нужно проконтролировать давление воздуха в гидробаке и, возможно, перенастроить реле давления. Иногда просто нужно подкачать немного воздуха в гидроаккумулятор, и показатели придут в норму.

Точность показателей манометра имеет определенную погрешность. Отчасти это может быть вызвано трением его подвижных частей во время измерений. Чтобы улучшить процесс показаний, рекомендуется перед началом измерений дополнительно смазать манометр.

Реле давления, как и прочие механизмы, имеет свойство со временем изнашиваться. Изначально следует выбрать прочное изделие. Важный фактор длительной работы реле давления – правильные настройки. не следует использовать этот прибор на максимально допустимых значениях верхнего давления.

Если в работе реле давления появились проблемы и неточности, возможно, его необходимо разобрать и очистить от загрязнений

Следует оставить небольшой запас, тогда элементы устройства будут изнашиваться не так быстро. Если же необходимо выставить верхнее давление в системе на достаточно высоком уровне, например, в пять атмосфер, лучше приобрести реле с предельно допустимым значением работы в шесть атмосфер. Найти такую модель сложнее, но это вполне возможно.

К серьезным поломкам реле давления может привести наличие загрязнений в . Это характерная ситуация для старых водопроводов, выполненных из металлических конструкций.

Перед установкой насосной станции водопровод рекомендуется тщательно прочистить. Не помешает и полная замена металлических труб на пластиковые конструкции, если имеется такая возможность.

При настройке реле к регулировочным пружинам следует относиться исключительно бережно. Если они будут сжаты слишком сильно, т.е. перекручены в процессе настройки, при работе устройства очень скоро станут наблюдаться погрешности. Поломка реле в ближайшем будущем почти гарантирована.

Если во время проверки работы насосной станции наблюдается постепенный рост давления выключения, это может свидетельствовать о том, что устройство засорилось. Не нужно сразу же его менять.

Нужно открутить четыре крепежных болта на корпусе реле давления, снять мембранный узел и тщательно промыть внутреннюю часть реле, где это возможно, а также все небольшие отверстия.

Иногда достаточно просто снять реле и почистить его отверстия снаружи без разборки. Не помешает также провести очистку всей насосной станции. Если же вода вдруг начинает течь прямо из корпуса реле, значит, частички загрязнений пробили мембрану. В этом случае придется устройство полностью заменить.

Работа оборудования под управлением реле

Наличие реле обеспечивает постоянные показатели давления в системе и создаёт необходимый для работы станции напор воды.

Управление насоса осуществляется автоматически.

Поэтому, правильная регулировка электромагнитного клапана для воды своими руками (прочитайте здесь) на минимальное и максимальное значение давления позволяет обеспечивать периодическое выключение и включение системы.

Управляемая реле насосная станция работает по следующему принципу:

• закачивание воды в бак при помощи насоса;
• увеличение давления, отражающееся на манометре;
• срабатывание реле при давлении, достигшем выставленного предельного уровня;
• отключение насоса.

Уменьшение количества воды в баке-накопителе сопровождается снижение давления.

После того, как давление в системе достигнет нижнего уровня, насосное оборудование вновь включается, и цикл работы повторяется.

Параметры функционирования реле:

• на этапе включения в условиях нижнего уровня давления, происходит замыкание контактов на реле, что вызывает поступление воды в бак;
• на этапе выключения в условиях верхнего давления, происходит размыкание контактов на реле, сопровождающееся выключением насоса.

Разность между показателями включения и выключения носит называние «диапазон давления».

Советы

Чтобы вода в вашей системе всегда радовала своим напором, стоит прислушаться к советам, которые касаются настройки реле давления

Особенно важно учитывать некоторые моменты, на которые многие даже не обращают внимания.

Не следует выставлять максимальное значение давления (более 5 атмосфер). А также не следует гайки, которыми осуществляется регулировка давления, закручивать до упора. Иначе реле, вообще, не будет работать.

В ходе эксплуатации насосной станции нужно смотреть за наличием и давлением воздуха в корпусе гидробака. Отдельные неполадки можно определить на слух. Например, если в емкости гидроаккумулятора сниженное давление воздуха, то будет заметно чрезмерно частое включение насоса. Причем автоматика будет включать его практически сразу при открытии крана и выключать при закрытии. В данном случае, когда кран открыт, стрелка манометра будет достигать нижнего значения.

Чтобы мембрана или груша работала как можно дольше, давление воздуха следует установить на 10 процентов ниже, чем значение давления на включение при регулировании реле.

Если при регулировании верхнего значения не происходит выключения насоса, а манометр показывает какую-то одну и ту же цифру, то это свидетельствует о малой мощности насоса. Ее просто не хватает, чтобы закачивать воду в установленных пределах.

Ремонтировать реле можно, но это не всегда уместно. Лучше приобрести новое исправное реле, так как оно защищает грушу от повреждений, а насос – от чрезмерной перегрузки. Реле нуждается в постоянном обслуживании, например, можно смазывать внутренние детали, которые трутся. Это позволит снизить сопротивление, и реле будет срабатывать более точно.

Достижение оптимального режима работы насосной станции важно, и он во многом зависит от правильно подобранного давления в гидробаке и правильной настройки реле.

Проверять давление лучше всего автомобильным насосом, в котором менее градуированная шкала. Это позволит обеспечить более точные измерения. В некоторых моделях насосных станций имеются пластиковые манометры, но они не отличаются надежностью и точными показателями. Что касается электронных манометров, то их показания зачастую зависят от окружающей температуры и уровня заряда батареи. Именно поэтому специалисты советуют остановить выбор на обычном механическом манометре в металлическом корпусе.

Некоторые виды ремонтных работ

Некоторые действия по ремонту насосной станции своими руками интуитивно понятны. Например, почистить обратный клапан или фильтр не составит труда, но вот заменить мембрану или грушу в гидроаккумуляторе может быть без подготовки сложно.

Замена «груши» гидроаккумулятора

Первый признак того, что мембрана повредилась — частые и кратковременные включения насосной станции, причем вода подается рывками: то сильный напор, то слабый. Чтобы убедиться в том, что дело в мембране, снимите заглушку на ниппеле. Если из него выходит не воздух, а вода, значит мембрана порвалась.

Устройство мембранного бака пригодится при замене груши

Чтобы начать ремонт , отключите систему от электропитания, сбросьте давление — откройте краны и подождите, пока стечет вода. После этого его можно отключать.

Далее порядок действий такой:

• Ослабляем крепление фланца в нижней части бака. Дожидаемся, пока стечет вода.
• Откручиваем все болты, снимаем фланец.
• Если бак от 100 литров и больше, в верхней части бака откручиваем гайку держателя мембраны.
• Вынимаем мембрану через отверстие в нижней части емкости.
• Бак промываем — в нем обычно много осадка ржавого цвета.
• Новая мембрана должны быть точно такой же как поврежденная. Вставляем в нее штуцер, которым верхняя часть крепится к корпусу (закручиваем).
• Устанавливаем мембрану в бак гидроаккумулятора.
• Если есть, устанавливаем гайку держателя мембраны в верхней части. При большом размере бака рукой вы не достанете. Можно привязать держатель к веревке и так установить деталь на место, навернув гайку.
• Горловину натягиваем и прижимаем фланцем, устанавливаем болты, последовательно подкручивая их на несколько оборотов.
• Подключаем в систему и проверяем работу.

Замена мембраны насосной станции закончена. Дело несложное, но нюансы знать надо.

Сфера использования устройства

Редуктор давления одновременно выполняет несколько функций. Прежде всего, он используется для защиты сантехнических приборов от высокого давления. Так, большинство сантехники и бытовых приборов рассчитано на работу, когда давление воды в трубопроводе не превышает 3 Атм. Если этот показатель несколько выше, то система водоснабжения испытывает серьезную нагрузку. Впоследствии страдают клапаны, соединения и другие элементы системы и сантехнических приборов

Также редуктор используется для борьбы с гидравлическим ударом, который может возникнуть как на промышленных предприятиях, так и в жилых домах. В результате резкого скачка давления воды в водопроводе возникает гидравлический удар, который способен повредить конструктивные элементы системы. Известны случаи, когда такой резкий скачок привел к разрыву бойлера. Поэтому специалисты рекомендуют устанавливать редуктор, так как он позволит предотвратить возникновение таких проблем

Очень важно учесть установку в системе .

Критерии выбора

При выборе регулятора обязательно обращайте внимание не только на конструктивное исполнение прибора и его технические характеристики, но и на материал, из которого он сделан. . Конструктивные особенности

Конструктивные особенности

Современные РДВ в зависимости от конструкции делятся на поршневые и мембранные. Несмотря на то, что поршень практически не изнашивается, редукторы первого типа менее надёжны. Связано это как с чувствительностью к чистоте воды (поршень может заклинить от частичек грязи или песка), так и с возможностью коррозии элементов конструкции.

РДВ мембранного типа неприхотливы в обслуживании, так как диафрагма делит их рабочее пространство на две камеры. Одна из них полностью герметизирована от контакта с водой. Как вы, наверное, уже догадались, именно в этой половине и установлено большинство деталей редуктора. При соблюдении правил эксплуатации, работа устройства не требует вмешательства, поэтому единственным недостатком можно считать необходимость регулярного контроля целостности мембраны.

Технические параметры

Бытовые редукторы, выпускаемые промышленностью, рассчитаны на разное входное и выходное давление. Например, устройство, позволяющее подключение к магистрали, рассчитанной на 15 бар, может обеспечить выходные параметры в пределах 1–4 бар. Чтобы не путаться в терминах, часто величину в 1 бар принимают равной 1 атмосфере, хоть на самом деле 1 бар = 0.987 атм. Давление на выходе бытовых регуляторов составляет от 0.5 до 4 атм или от 1 до 6 атм. Чтобы определить, какой прибор вам нужен, посмотрите требования к подключению оборудования, установленного в доме. Чаще всего производитель указывает их в техническом паспорте или специальной табличке, установленной на задней панели.

Вторым важным параметром при выборе считается рабочая температура РДВ. Устройства, рассчитанные на температурный режим 0–40 ºС, можно использовать только при использовании в системах с холодной водой. Если вам нужен прибор на «горячий» водопровод, выбирайте прибор, работающий в диапазоне до 130 ºС.

Материал и качество изготовления

Как и другая водопроводная арматура, регуляторы давления должны изготавливаться из прочных металлов и сплавов – стали, латуни, бронзы и т. д. Кроме того, сплавы, включающие железо, должны иметь в составе лигатуры с антикорродирующими свойствами. На практике в торговых сетях можно найти как очень достойные изделия, отличающиеся высоким качеством изготовления, так и откровенный хлам. «Отделить зерно от плевел» несложно благодаря двум критериям – цене и массе. Во-первых, хорошая вещь не может стоить дёшево, а во-вторых, возьмите в руки сравниваемые изделия и выберите тот, вес которого отличается в большую сторону. Кроме того, обязательно обращайте внимание на качество литья. Помните о том, что хороший производитель никогда не выпустит за территорию своих цехов изделие с раковинами или облоем на стенках.

Проблемы и решения

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

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;

• 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;

• 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;

• 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.

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.

Проверка автоматики

После запуска насосной станции нужно проверить, правильно ли работает автоматика. Если вы приобрели реле давления с заводскими настройками, то оно должно отключить насосное оборудование при достижении верхнего порога давления в системе, установленного на реле

После запуска насосной станции нужно проверить, правильно ли работает автоматика. Если вы приобрели реле давления с заводскими настройками, то оно должно отключить насосное оборудование при достижении верхнего порога давления в системе, установленного на реле. После открывания крана и вытекания вод из гидробака реле давления должно снова запустить насос, когда показатель давления в системе понизится до установленного минимума. При необходимости заводские настройки можно изменить, настроив реле на нужное вам давление включения и выключения. Это делается так:

1. Отключаем насосное оборудование и сливаем воду из гидробака, открутив нижний кран в системе. Открываем крышку на реле давления при помощи отвертки или гаечного ключа.
2. Запускаем насосное оборудование, которое начнёт закачивать воду в гидробак.
3. Засекаем и записываем показания манометра в момент отключения насоса. Это будет верхнее давление.
4. Теперь открываем самый удалённый от насоса кран или тот кран, который находится на самой верхней отметке. По мере вытекания из него воды давление понизится, и насос снова запуститься. Нужно зафиксировать и записать показания манометра в момент запуска насоса. Это будет нижнее давление. Находим их разницу.
5. Во время тестирования необходимо обратить внимание на напор воды, текущей из самого дальнего или высшего крана в системе. Если он вас не устраивает, то давление нужно повысить. Чтобы это сделать правильно, насос нужно отключить и туже закрутить гайку на большой пружине в реле. Для уменьшения напора, наоборот, ослабляем эту гайку.
6. Теперь настроим разность давлений. Вы уже нашли её, отняв записанные показания манометра. Если это число равно 1,4 бар, то ничего настраивать не надо. Если найденное значение ниже, то это может привести к более частому запуску насоса и неравномерному напору, что вызовет преждевременный износ оборудования. Если значение выше, то режим работы станции будет более щадящим, но станет заметна разница между максимальным и минимальным напором. Для настройки этого параметра нужно подтянуть или ослабить гайку на малой пружине в реле. Для увеличения разности давлений гайку затягивают сильнее, а для уменьшения – ослабляют.
7. Когда вы отрегулировали давление, нужно снова проверить работу системы, повторив предыдущие действия. При необходимости регулировку можно повторить.

Если ваше реле давления вообще без настроек, то есть все пружины полностью ослаблены, то регулировку делают так:

1. Запускаем насос и нагнетаем давление в трубопроводе настолько, чтобы напор воды из самого дальнего или высшего в системе крана был удовлетворительным. Засекаем показания манометра и отключаем насос. Допустим, что прибор показал в этот момент давление равное 1,3 бар.
2. Отключаем питание станции и открываем крышку на реле давления. Начинаем подтягивать гайку на большой пружине. Когда раздастся щелчок замыкания контактов, вращение прекращаем.
3. Ставим на место крышку и включаем насос. Доводим давление в системе до 2,7 бар. Это значение мы получили, сложив наш показатель 1,3 бар с рекомендуемой разницей значений равной 1,4 бар.
4. Отключаем насос от сети, снимаем крышку и подтягиваем гайку на меньшей пружине. Когда контакты разомкнуться, вы услышите щелчок. В этот момент вращение нужно прекратить.
5. После наших настроек реле давления будет производить запуск насосного оборудования, когда давление в системе понизится до 1,3 бар, и отключать насос, когда давление повысится до 2,7 бар. Теперь все настройки выполнены. Крышку реле устанавливаем на место, а насосный агрегат подключаем к сети электропитания.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Принцип работы гидроаккумулятора для водоснабжения и советы по выбору

Гидроаккумулятор, он же накопительный, напорный или расширительный бак — необходимый элемент для закрытой системы водоснабжения в любом частном доме. Чтобы правильно подобрать и использовать такой накопитель, не помешает изучить принцип работы гидроаккумулятора, виды, причины поломок и способы их устранения. Кроме того, не помешает разобраться, чем отличаются баки красного и синего цвета.

Как устроен и работает гидроаккумулятор?

Гидроаккумуляторы нередко называют мембранными баками, поскольку внутри у такого устройства находится специальная резиновая прокладка — мембрана. Она делит емкость на две части. С одной стороны от мембраны находится вода, с другой — воздух или интертный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, который отражает давление воздуха.

Обычно гидробак состоит из металлического корпуса и резиновой мембраны. Кроме того, устанавливается золотник, регулирующий подачу-стравливание воздуха, а также фильтр, чтобы удалять мелкие загрязнения

Вода подается в систему водоснабжения с помощью насоса и закачивается в бак. В результате давление газа в гидроаккумуляторе с автоматикой возрастает. Когда оно достигает предельно допустимого значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается.

На схеме наглядно представлен принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется с помощью автоматики, что повышает сроки его эксплуатации

Постепенно вода из бака расходуется. Давление понижается, достигает минимального заданного предела, после чего система автоматического управления включает насос. Вода поступает в бак, пока давление не достигнет установленного значения, насос отключается и т. д.

Вам также пригодятся наши рекомендации по выбору насосной станции для водоснабжения дома: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasos-stancii/kak-vybrat-nasosnuyu-stanciyu-dlya-doma-i-dachi-poleznye-sovety.html.

Для чего необходим такой накопитель?

При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды. Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран. Наличие накопительного бака в системе позволяет:

• значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
• предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
• поддерживать в системе определенное давление;
• предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.

Очевидно, что гидроаккумуляторы для водоснабжения закрытого типа просто необходимы. О роли накопительного бака в системе водоснабжения подробно рассказано в следующем видеоматериале:

Виды мембранных баков и их особенности

Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент. В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки. В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель.

С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.

Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует:

1. Отключить электропитание.
2. Открыть кран смесителя.
3. Дождаться, пока бак опустеет.
4. Закрыть кран.
5. Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился.

Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.

Гидробаки красного цвета предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя мембрана в них выполнена из довольно прочной резины, их не следует использовать для подачи холодной воды

Производители предлагают гидробаки красного и синего цвета, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембраны в таких баках используют пищевую резину, безопасную для здоровья людей. Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их для холодной воды использовать не рекомендуется, поскольку мембрана в таких баках изготовлена из другой резины. Кроме того, рабочий порог давления у синих гидробаков выше и достигает 8 Bar.

Обычно вода поступает в накопитель снизу, а сверху, как уже отмечалось, находится ниппель, через который отводят воздух. Поэтому в каждом устройстве имеется два резьбовых соединения (обычно дюймовые или в полдюйма), которые не следует путать. На верхний ниппель нередко устанавливают автоматическое устройство для отведения воздуха.

Иногда бывают ситуации, когда вода подается в гидробак сверху. Считается, что в этом случае автоматическое отведение воздуха не понадобится. Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попадали частички песка или другие загрязнения.

Обратите внимание! Потребителю предлагают самые разнообразные модели гидробаков зарубежного и отечественного производства. Не все импортные устройства адаптированы для российской системы водоснабжения, что заметно снижает сроки их бесперебойной эксплуатации. Как показала практика, отечественные гидробаки высокого качества служат дольше.

Обратите внимание на материал об устройстве и принципах работы насосных станций: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasos-stancii/ustrojstvo-i-princip-raboty-nasosnoj-stancii.html

Причины поломок и способы их устранения

Самая уязвимая часть гидробака — резиновая мембрана. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается растягиванию, а затем сокращается. Постепенно резина теряет эластичность и разрывается. О возникновении проблем с гидробаком могут свидетельствовать следующие симптомы:
вода поступает из системы небольшими порциями при высоком давлении, кран как-будто «плюется» водой;
стрелка манометра резко достигает больших значений и затем сразу же снижается до нуля.

Резиновые мембраны для гидробаков могут иметь различные формы и размеры. При замене мембраны следует использовать изделие, предназначенное для конкретной модели гидробака

Чтобы убедиться в том, что мембрана порвана, необходимо нажать на золотник ниппеля, чтобы выпустить воздух из накопительного бака и определить какое давление воздуха имеется в гидроаккумуляторе. Если при этом стрелка манометра сразу же пойдет вниз, значит воздуха, который обеспечивает необходимое давление, в гидробаке осталось очень мало. Необходимо полностью стравить воздух, если после этого из золотника потечет вода, значит мембрана точно порвана, необходим ремонт. Если же вода не пошла, мембрана цела, а воздух уходит из емкости через появившиеся щели, неисправные соединения или золотник.

О проблемах с гидробаком в системе горячего водоснабжения может свидетельствовать небольшая течь, которая появляется у предохранительного клапана водонагревателя. Действовать следует точно также: нажать на ниппель золотнитка, оценить количество воздуха, стравить его полностью и по наличию или отсутствию воды определить, цела ли мембрана гидробака.

Заменить мембрану в гидробаке не так уж сложно, кроме того, это значительно дешевле, чем ставить новое устройство. Для ремонта понадобится:

1. Приобрести новую мембрану, точно соответствующую порванной.
2. Аккуратно разобрать гидробак, отвинтив соединительные болты.
3. Вынуть порванную мембрану.
4. Установить на ее место новую мембрану.
5. Собрать гидробак.
6. Равномерно затянуть все болты.

Главная опасность при этом состоит в том, что неумелое обращение с устройством может привести к соскальзыванию края мембраны внутрь металлического корпуса. В результате работу придется переделывать. Чтобы этого не случилось, рекомендуется затягивать соединительные болты постепенно, чтобы обеспечить равномерное натяжение мембраны. Проблемы возникают, когда один болт полностью затянут и только после этого начинают работу со следующим. Край мембраны при этом смещается и может соскользнуть.

О распространённых неисправностях и о том, как их устранить, вы узнаете в нашем материале: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasos-stancii/remont-nasosnoj-stancii-svoimi-rukami.html

Еще одна ошибка — использование герметика в местах соединений. Применение таких составов приводит к уменьшению трения между резиной и металлом. В результате край мембраны смещается, а плотность соединения уменьшается, что в будущем может вызвать протечку воды.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Гидроаккумулятор выбор и принцип работы

Планируя систему индивидуального водоснабжения на основе скважины, помимо выбора насоса также возникает вопрос с выбором гидроаккумулятора. Ведь гидроаккумулятор в индивидуальной системе водоснабжения выполняет сразу три достаточно важных функции, каждая из которых является мотивом для установки этого устройства. Эти функции, в работе гидроаккумулятора можно разделить на три типа:

•  Поддержание стабильного давления воды в системе и защита насоса от частых включений.
  
•  Хранение резервного объема воды на случай отключения электроэнергии.
  
•  Защита системы водоснабжения от гидроудара, связанного с перепадами напряжения или попаданием воздуха в водопровод.

Если со вторым и третьим пунктом вроде бы все ясно, то на первом следует остановиться подробнее, тем более, что это одна из самых важных функций гидроаккумулятора.

Напор – это давление воды в трубах системы водоснабжения. Но вода практически не поддается сжатию, поэтому никакой насос не сможет создать стабильное давление (напор) в системе с нестабильным потреблением.

Почему так? Да потому, что производительность скважинного насоса в разы превышает расход воды в любом открытом кране, а все краны в доме бывают одновременно открытыми крайне редко.
Давайте представим, что происходит в системе водоснабжения, оборудованной скважинным насосом с системой автоматики, включающей насос по давлению при открытии любого крана в доме. Итак, предположим, что производительность насоса составляет 4 куб. метра в час. Любой кран или смеситель способен «отдать» не более 500 литров воды в час, т.е. 0,5 м.куб./час. Таким образом, открывая кран с водой, Вы делаете отбор воды из системы со скоростью 0,5 м.куб./час.

В первую секунду после открытия крана сработает автоматика и включит насос, который попытается «отдать» Вам не 0,5 м.куб./час, как Вам бы хотелось, а все 4 м.куб./час, «ненужные» же 3,5 м.куб./час создадут в системе избыточное давление. Поскольку трубы не эластичны, а вода в такой ситуации становится практически твердой средой, уже в следующее мгновение давление в системе превысит порог включения автоматики и произойдет гидроудар, а автоматика отключит насос. Как только давление снова упадет до порога включения насоса, автоматика вновь запустит насос. Это будет проходить на всем протяжении открытого крана несколько раз за секунду.

Результатом такой эксплуатации будет не только прерывистая струя воды из крана, но и повлечет вывод из строя не только насоса, но и в целом всей системы водоснабжения. В некоторых случаях чрезвычайно большая производительность насоса может просто вывести кран из строя, выпрямив у него гусак, а то и повредить новенький дорогостоящий смеситель. Для избегания таких непредвиденных ситуаций и служит гидроаккумулятор.

Такие ситуации происходят ввиду того, что вместе с большой производительностью насоса пропорционально растет и давление создаваемое им на выходе. Будьте внимательны подбирая насос с запасом.

Самая главная ошибка — подбор насоса с запасом. Насос должен подбираться из расчета на максимальное потребление и не более того. Это увеличит срок службы насоса и обезопасит Вашу систему водоснабжения.

Результат работы насоса с большой производительностью — не только гидроудары, это неизбежно ведет к уменьшению срока службы мотора, ведь максимальный износ любого двигателя происходит именно в момент пуска.

В таких ситуациях существует два варианта решения проблемы:

1. Первый (классический) – водонапорный бак с поплавковой системой (по аналогии с бачком унитаза) устанавливается в самой высокой точке дома. Насос накачивает воду в бак, откуда вода самотеком или с использованием поверхностного насоса с реле давления, насосной станцией разводится к потребителям (кранам). При падении воды в баке ниже определенного уровня насос снова включается и заполняет бак доверху.
2. Второй (оптимальный) – установка в систему водоснабжения специального напорного устройства – гидроаккумулятора. Гидроаккумулятор способен накапливать гидравлическую энергию (если проще – давление) и отдавать ее в систему постепенно, не вызывая при этом необходимости в слишком частых включениях насоса. Также при очень большой производительности насоса, установка одного или нескольких гидроаккумуляторов в паре позволит немного сгладить эффект гидроудара и позволит настроить автоматику.

Какой вариант из двух выбрать – решать Вам, но важно понимать, что в любой системе индивидуального водоснабжения присутствует 80% вероятность гидроударов. Поэтому решаясь сделать систему водоснабжения с использованием скважинного насоса, сразу рассчитывайте на установку гидроаккумулятора.

Все гидроаккумуляторы помимо своих размеров и объемов отличаются конструкционным исполнением. Существует два вида конструкций:

•  Баллонный гидроаккумулятор — гидроаккумулятор с мембраной в виде груши.
  
•  Мембранный гидроаккумулятор — гидроаккумулятор с мембраной в виде перегородки, делящей рабочую область и область с воздухом.

Рассмотрим поближе конструкционные отличия гидроаккумуляторов.

Мембранный или Баллонный гидроаккумулятор.

Гидроаккумулятор – это устройство для накопления резервного объема воды и поддержания стабильного давления воды в системе водоснабжения.

Гидроаккумуляторы баллонного типа

Такой гидроаккумулятор представляет из себя толстостенный сосуд (бак), в который погружен эластичный каучуковый баллон. Пространство вокруг баллона накачивается воздухом под определенным давлением, в сам же баллон набирается вода (также под давлением). Поскольку воздух (в отличие от воды) отлично поддается сжатию, при наполнении баллона водой давление внутри бака растет, а воздух сжимается, и при первой же необходимости (когда давление в трубах падает), воздух вокруг баллона «выдавливает» из него воду в систему. При этом, общее давление в системе будет выравниваться, как только давление воздуха и воды в гидроаккумуляторе станут практически равны — давление в системе водоснабжения начнет падать, но происходить это будет постепенно, что обеспечит достаточно широкую «вилку» для пороговых значений давления в системе, определенных для включения и выключения автоматики.

Гидроаккумуляторы мембранного типа
Принципиальным отличием мембранного гидроаккумулятора от баллонного является то, что пространство бака в мембранном гидроаккумуляторе разделено на две части эластичной герметичной мембраной, при этом в одну часть бака закачивается воздух, в другую – вода. Принцип тот же, что и у баллонного – сжатый воздух через мембрану «выдавливает воду из бака. Однако, в таких гидроаккумуляторах мембрана не сменная, а вода находится внутри металлического баллона.

   
Исходя из конструкции обоих типов гидроаккумуляторов, баллонные гидроаккумуляторы более практичны и долговечны — баллон (груша) подлежит замене в домашних условиях, при этом вода (агрессивная среда) контактирует только с заменяемым баллоном (мембраной из резины в виде груши).

В мембранных гидроаккумуляторах появляется дополнительное слабое место — металл, из которого сделан сам бак. Поскольку вода контактирует непосредственно со стенками бака, создается реальная угроза коррозии. Кроме того, мембранные гидроаккумуляторы необходимо чистить, в то время как замена груши в баллонном решает сразу и эту проблему.

Таким образом, баллонный гидроаккумулятор конструктивно надежнее и проще в эксплуатации, нежели мембранный. Все зависит от качества исполнения конкретного экземпляра.

Важно знать, что некоторые производители не делят гидроаккумуляторы на тип мембранный или баллонный и баллонные гидроаккумуляторы называют мембранными (что в целом верно, если говорить о принципе действия), поэтому при поиске подходящего Вам гидроаккумулятора нужно уточнять конструкцию конкретного изделия.

Тем не менее, принципиальное отличие состоит в том, что в баллонных гидроаккумуляторах вода контактирует только с «грушей» из каучука, в то время как в мембранных напорных баках имеет место контакт воды с металлическими стенками бака, что создает угрозу коррозии.
Кроме того, «груша» (баллон) в баллонных гидроаккумуляторах является сменным элементом и ее замена не требует никаких специальных знаний и приспособлений, поэтому баллонные гидроаккумуляторы считаются гораздо более практичными – они дольше служат и их проще (и дешевле) обслуживать.

Таким образом, баллонный гидроаккумулятор в общем случае является оптимальным выбором для индивидуальных систем водоснабжения.

Теперь Вы знаете различия между мембранным и баллонным гидроаккумулятором, но существуют также и различия по исполнению монтажа — вертикальное и горизонтальное исполнение.

На самом деле, принципиальной разницы в форм-факторе гидроаккумулятора в данном случае для потребителя практически не существует. Покупать нужно гидроаккумулятор того типа, который удобнее установить в доме, в планируемом месте. Традиционно, горизонтальные гидроаккумуляторы чаще выбирают для насосных станций (их проще крепить на насосе), вертикальные – для скважинных насосов (их проще надежно закрепить в помещении).

Как подобрать объем гидроаккумулятора?

В мировой интернет паутине Вы найдете множество сложных коэффициентов и формул, с помощью которых можно точно рассчитать минимально необходимый объем гидроаккумулятора. Нужна ли эта арифметика? Конечно же нужна, но только при больших промышленных объемах. Для индивидуального водоснабжения такими расчетами можно пренебречь.

Дело в том, что гидроаккумуляторы, предлагаемые на рынке имеют всего несколько стандартных объемов, а поэтому, независимо от того, получится ли у Вас минимальный объем 29,4 л. или 37,8 литра. Вам все равно придется покупать гидроаккумулятор объемом в 50 литров.

Давайте рассмотрим стандартные варианты выбора гидроаккумуляторов. Такой подход является наиболее простым в плане выбора объема гидроаккумулятора. Исходя из практики использования и расчётов по коэффициентам, выходит примерно следующая картина:

1.  Если количество потребителей (смеситель, унитаз, стиральная и/или посудомоечная машины и т.д.) в системе не превышает 3-х точек, а производительность насоса, соответственно, не превышает 1,5-2 м.куб./час – для этой системы более чем достаточно гидроаккумулятора с объемом 24-35 литров.
2.  Если количество потребителей составляет 4-8 точек, а производительность насоса не превышает 4 м.куб./час – достаточно гидроаккумулятора объемом 50-100 литров.
3.  Гидроаккумуляторы объемом в 150 литров и более необходимы в случаях, когда количество потребителей превышает 8 точек, а производительность насоса более – 4,5 м.куб./час.

Запас объема гидроаккумулятора.

С точки зрения продления срока службы насоса – запас объема гидроаккумулятора не нужен. Производители насосов рассчитывают все параметры долговечности исходя из максимальной частоты включений примерно 15-30 раз в час, и уменьшение этого параметра (за счет увеличения объема гидроаккумулятора) принципиально не повлияет на срок службы мотора насоса.

Другое дело, если кроме поддержания постоянного давления в системе, на гидроаккумулятор возлагается также функция хранения резервного запаса воды на случай отключения электроэнергии, либо экономических соображений. Если такие отключения бывают часто и Вам в такой ситуации не комфортно, тогда, конечно же, запас в «сотню литров» воды лишним не будет.

Однако следует учесть, что слишком большой запас воды в гидроаккумуляторе даст эффект застоя воды. Таким образом, подбирая объем гидроаккумулятора не стоит брать запас более, чем в 2 объема от минимально необходимого, в противном случае Вам придется периодически сталкиваться с застоявшейся водой в гидроаккумуляторе. Так как в гидроаккумуляторе всегда присутствует объем, который не вытесняется мембраной в систему водоснабжения.

В случае же, когда электроснабжение относительно стабильно и отключения – редкий случай, тратить деньги на дополнительный объем гидроаккумулятора в большинстве случаев просто не имеет смысла. Тем более, что объем гидроаккумулятора всегда можно увеличить, подключив параллельно еще один или несколько. При этом, место в доме, где устанавливается гидроаккумулятор, не имеет никакого принципиального значения.

Номинальное давление в гидроаккумуляторе.

Одним из параметров гидроаккумуляторов является рабочее давление воздуха. Оно измеряется при пустом баке, т.е. это давление воздуха в баке при отсутствии воды. Этот параметр для каждого гидроаккумулятора является константой и указан на табличке с техническими характеристиками.

Некоторое уменьшение или увеличение допустимо, но не желательно, поскольку ведет к сокращению срока службы мембраны (груши). Важно понимать, что давление включения насоса должно на 0,3 Атм выше, чем рабочее давление воздуха в гидроаккумуляторе. Если гидроаккумулятор планируется установить в подвале двухэтажного дома, то минимальное давление в системе водоснабжения должно составлять примерно 2 Атм. Из них 1 Атм обеспечит подъем воды на высоту 9,5 метров. Обычно примерно таков перепад высот между гидроаккумулятором в подвале и самым высоким потребителем. (например душ на втором этаже дома.) Также следует учесть, что оставшееся давление в 1 Атм обеспечивает необходимый напор в кране для бытового использования. А это значит, что рабочее давление в гидроаккумуляторе должно составлять 1,5 Атм.

Нужно отметить, что давление включения и отключения насоса – это программируемые параметры автоматики реле давления. От них зависит частота включения насоса, давление в водопроводных трубах, а также степень наполняемости гидроаккумулятора.

Нормальным считается уровень наполнения гидроаккумулятора до 50% его номинального объема (в момент выключения насоса).

Для эффективной работы гидроаккумулятора разница между давлением включения и давлением выключения насоса должна составлять 1,5-2,8 Атм. Исходя из этого, для двухэтажного дома нужен гидроаккумулятор с рабочим давлением 1,5 Атм и максимальным — не менее 4,5 Атм.

Большинство гидроаккумуляторов на рынке соответствуют этому условию. Самый распространенный вариант с рабочим давлением 1,6 Атм или 2 Атм и максимальным рабочим давлением в 6 Атм или 10 Атм.

Эпилог

Гидроаккумулятор необходимая вещь, как и расширительный бак в системе отопления. Он сглаживает скачки давлений и делает комфортной эксплуатацию индивидуальную систему водоснабжения. В домашнем водоснабжении получили распространение фланцевые гидроаккумуляторы баллонного типа. В целом, принципиальное значение для потребителя в гидроаккумуляторе баллонного типа имеет качество изготовления следующих составляющих:

1. Съемный фланец, установленный на баллоне («груше»). Эти фланцы изготавливают чаще всего из нержавеющей или оцинкованной стали, но встречаются экземпляры с пластиковым фланцем. Фланец из нержавейки прослужит намного дольше, поскольку не подвержен коррозии. При этом, фланец является съемным и легкозаменяемым элементом, поэтому, покупая гидроаккумулятор, обязательно уточните, где и за сколько Вы сможете приобрести подходящий фланец в будущем.
2. Каучуковый баллон («груша»), в который набирается и в котором хранится вода. Именитые производители могут гарантировать качество и безопасность для здоровья материала, из которого изготовлена груша (EPDM резина), поскольку они вкладывают огромные деньги в свои бренды.

Впрочем, если Вы не планируете использовать воду из системы в пищевых целях, либо если после гидроаккумулятора планируется установить серьезную систему водоподготовки (фильтрации), параметром безопасности можно относительно пренебречь. Надежность (долговечность) же в принципе не настолько критична – баллон в гидроаккумуляторе, также как и фланец , является заменяемым элементом, причем его замена рекомендуется не реже, чем раз в 4 года, независимо от производителя.
 
На этом, в принципе, критичные для потребителя параметры заканчиваются, сам бак, как правило, достаточно качественный у всех производителей, а мелочи типа клапанов всегда можно заменить.

Назад к основам: Аккумуляторы | Power & Motion

Гидравлические аккумуляторы хранят гидравлическую жидкость под давлением, чтобы дополнить поток насоса и снизить требования к производительности насоса, поддерживать давление и свести к минимуму колебания давления в закрытых системах, амортизировать удары и обеспечивать вспомогательную гидравлическую энергию в аварийной ситуации. Вот как.

Основы

Гидравлический аккумулятор представляет собой сосуд высокого давления, содержащий мембрану или поршень, который удерживает и сжимает инертный газ (обычно азот).Гидравлическая жидкость удерживается на другой стороне мембраны. Аккумулятор в гидравлическом устройстве хранит гидравлическую энергию так же, как автомобильный аккумулятор хранит электрическую энергию.

Его начальное давление газа называется «давлением предварительной зарядки». Когда давление в системе превышает давление предварительной зарядки, газообразный азот сжимается, сжимается и уменьшается в объеме, пропуская гидравлическую жидкость в аккумулятор. Объем жидкости в аккумуляторе увеличивается до тех пор, пока система не достигнет максимального давления ( P ₂ ).Когда давление в системе снижается, газообразный азот расширяется и вытесняет жидкость из аккумулятора, обеспечивая питание гидравлической системы до тех пор, пока давление в системе и аккумуляторе не сравняется ( P ₁ ).

Правильно используемые аккумуляторы повышают производительность и эффективность гидравлической системы, снижают затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, обеспечивают безотказную защиту и продлевают срок службы системы за счет сведения к минимуму выхода из строя насосов, трубопроводов и других компонентов.

Что делают аккумуляторы

Вот основные причины использования аккумуляторов:

Для увеличения расхода насоса. Аккумуляторы чаще всего используются для увеличения подачи насоса. Некоторым гидравлическим контурам требуется большой объемный поток, но только в течение коротких периодов времени, а затем в течение длительного периода времени они используют мало жидкости или вообще не используют ее. Когда половина или более машинного цикла не использует подачу насоса, проектировщики обычно устанавливают схему аккумулятора.

Для работы аккумуляторов требуется перепад давления. В некоторых случаях окончательный проект требует более высокого давления, чем планировалось изначально. Например, в схеме, показанной выше, для выполнения работы требуется не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм, но аккумуляторы должны быть заполнены до более высокого давления, чтобы они могли подавать дополнительную жидкость, не падая ниже минимального давления в системе.Таким образом, эта схема использует максимальное давление 3000 фунтов на квадратный дюйм для хранения достаточного количества жидкости для цикла цилиндра в отведенное время и при этом имеет достаточную силу для выполнения работы.

В контуре используется несколько аккумуляторов для увеличения расхода насоса, поскольку время задержки составляет 45 секунд. из 57,5 ​​сек. цикл. Его насос постоянного объема на 22 галлона в минуту работает под давлением в течение большей части цикла, чтобы заполнить цилиндр и аккумуляторы. Без аккумуляторов для этой схемы потребовался бы насос производительностью 100 галлонов в минуту, приводимый в движение двигателем мощностью 125 л.с.Хотя первоначальная стоимость меньшего насоса и двигателя, а также аккумуляторов может быть близка к стоимости более крупного насоса и двигателя, экономия энергии в течение срока службы машины делает эту схему аккумулятора более экономичной.

Для поддержания давления в системе. Аккумуляторы часто поддерживают давление в гидравлических контурах, когда насос разгружен. Это особенно полезно при использовании насосов с фиксированным объемом в длительных циклах выдержки. Например, добавление аккумулятора, регулятора расхода и реле давления к схеме насоса с фиксированным объемом, показанной выше, позволяет разгрузить насос, когда давление находится на уровне или выше минимальной настройки реле давления.Если утечка через клапан или уплотнения цилиндра приводит к падению давления примерно на 5%, реле давления переключает управление направлением, а аккумулятор создает давление на конце крышки цилиндра и возвращает давление к максимальному значению. Насос загружается только тогда, когда требуется жидкость. Эта схема управляет ламинирующим прессом, который зажимает материал и удерживает его под давлением от одной до пяти минут. Если бы поток через предохранительный клапан все это время находился под высоким давлением, он выделял бы слишком много тепла, что приводило бы к потере энергии.

Для поглощения ударов. Быстроходные гидравлические контуры часто создают скачки давления, вызывающие толчки при резком прекращении потока. Аккумуляторы в этих подверженных ударам контурах снижают эти разрушительные скачки давления и потока до приемлемого уровня или полностью устраняют их. Аккумуляторы также справляются с другими проблемами, связанными с скачками давления в особых случаях с модифицированными клапанами.

Аккумуляторы также устраняют скачки давления, вызванные внезапными блокировками потока. Заряд азота в этом случае обычно поддерживается на 5% ниже рабочего давления, чтобы гарантировать, что аккумулятор находится вне контура, за исключением случаев скачков давления.Аккумуляторы баллонного типа лучше всего подходят для этого из-за их быстрой реакции на изменения давления, если максимальное пиковое давление не превышает четырехкратное давление предварительной зарядки .

Для увлажнения. Пульсации — это еще одна форма ударов в гидравлических линиях, которые могут повредить трубопроводы и другие компоненты системы. Поршневые насосы по своей конструкции создают в системе пульсации давления, вибрации и шум. Аккумуляторы и связанные с ними глушители и демпферы могут значительно снизить энергию ударной волны.

Обеспечение аварийного питания. Некоторые машины с гидравлическим приводом необходимо останавливать в открытом положении, чтобы не повредить изделия или оборудование. Когда перебои в подаче электроэнергии отключают гидравлический насос и машина находится в каком-либо положении, должен быть способ перевести ее в открытое положение. Один из вариантов — резервный насос с приводом от двигателя, но другой вариант — использовать аккумуляторы, заряженные перед первым циклом и удерживаемые до тех пор, пока машина не остановится. Их накопленная энергия затем готова перевести машину в открытое положение в случае сбоя питания.

Другие применения. Аккумуляторы иногда используются в системах, в которых тепловое расширение может вызвать избыточное давление. Заблокированные порты на цилиндрах в местах с высокой температурой окружающей среды создают высокое давление, если расширяющейся жидкости некуда идти. Аккумуляторы также служат барьерами между двумя разными жидкостями, например, в системе, где насос использует гидравлическую жидкость для поддержания давления в контуре, в котором используется вода или другая несовместимая среда. Один поставщик также предлагает аккумуляторы низкого давления в качестве дыхательных устройств для герметичных резервуаров.Это предотвращает попадание переносимых по воздуху загрязняющих веществ в гидравлическое масло при повышении и понижении уровня жидкости.

Типы аккумуляторов

В промышленности обычно используются аккумуляторы трех типов: баллонный, диафрагменный и поршневой. Есть еще несколько вариаций.

Газонаполненная камера. Многие аккумуляторы используют резиновый баллон для разделения газа и жидкости. Тарельчатый клапан в нагнетательном отверстии предотвращает выпадение мочевого пузыря через порт, когда насос выключен.Первоначальный дизайн, до сих пор предлагаемый многими производителями, представляет собой стиль ремонта днища (показан вверху слева). Верхний способ ремонта (справа) в некоторых случаях облегчает замену мочевого пузыря.

Газонаполненный поршень. Газовый поршневой аккумулятор имеет свободно плавающий поршень с уплотнениями, разделяющими жидкость и газ. Он работает и работает аналогично мочевому пузырю. У него есть некоторые преимущества в определенных областях применения, но он может стоить в два раза дороже, чем баллон такого же размера.

Подпружиненный поршень . Подпружиненные поршневые аккумуляторы идентичны газонаполненным, за исключением того, что пружина прижимает поршень к жидкости. Его главное преимущество в том, что нет утечки газа. Основным недостатком является то, что эта конструкция не подходит для высокого давления и большого объема.

Мембранные аккумуляторы. Существуют также мембранные аккумуляторы с упругой или металлической диафрагмой. Они используются в основном там, где хранимый объем невелик, что делает их практичными для многих мобильных приложений, но ограничивает их использование в промышленных приложениях.

Какой тип использовать?

В некоторых приложениях можно использовать аккумулятор практически любого типа с удовлетворительными результатами. Однако бывают случаи, когда один тип более отзывчив или предлагает более длительный срок службы. Например, величина давления предварительной зарядки является фактором, который следует учитывать при выборе баллонных или поршневых аккумуляторов.

Поршневые аккумуляторы медленно реагируют на повышение давления, поэтому они не работают так же хорошо, как амортизаторы. Это означает, что они хотя и снижают скачки давления, но не останавливают их.В таких ситуациях лучшим выбором является баллонный или диафрагменный аккумулятор.

Баллонные или мембранные аккумуляторы лучше всего подходят для демпфирования скачков высокого давления на выходе из поршневого насоса. Поршневой аккумулятор не может реагировать достаточно быстро, а короткий ход поршня и уплотнений может вызвать чрезмерный износ отверстия и уплотнений.

Компания Hydac, крупный производитель аккумуляторов и других гидравлических компонентов, перечисляет следующие факторы в качестве основных соображений при выборе трех основных типов аккумуляторов (баллонных, диафрагменных и поршневых): )

Давление в системе, максимальное и минимальное

Требуемый объем жидкости в системе

Расход

Коэффициент давления (макс.давление/давление предварительной зарядки)

Монтажный корпус и монтажное положение

Соображения по давлению

Аккумулятор заряжается, когда давление в системе увеличивается, в результате чего жидкость поступает в аккумулятор и сжимает газообразный азот. Он разряжается, когда давление в системе падает, позволяя азоту в аккумуляторе расширяться и выталкивать жидкость из аккумулятора.

Обычно газонаполненные аккумуляторы предварительно заряжают примерно до 90% минимального рабочего давления системы.Это гарантирует, что камера или поршень не сбрасывают всю жидкость во время каждого цикла. Если быстро удалить всю жидкость, баллоны могут застрять в тарельчатом клапане, а поршни могут деформироваться, когда металл соприкасается с металлом. В некоторых приложениях этот показатель 90% может быть низким, поскольку минимальное давление в системе низкое.

В таких случаях используйте гидроаккумуляторы поршневого типа, так как поршень может перемещаться по стволу практически на любое расстояние без повреждений. Баллонный аккумулятор не следует использовать, если давление предварительной зарядки ниже 25% от максимального давления.Это позволяет избежать настолько сильного сжатия мочевого пузыря, что он трется о себя, что может привести к образованию в нем отверстий.

Конструкция и физическая конструкция баллонных и мембранных аккумуляторов ограничивают их максимальное отношение рабочего давления. Превышение этих пределов может привести к повреждению мочевого пузыря или диафрагмы. Поршневой аккумулятор выдерживает более высокие отношения давления, потому что он не имеет эластомерной мембраны, подверженной повреждению.

Безопасность аккумулятора

• Всегда предусмотрите способ опорожнения аккумулятора при выключении.Никогда не работайте с контуром с аккумулятором, пока не убедитесь, что давление в нем сброшено. Это очень важно, потому что аккумуляторы хранят энергию, которая может представлять угрозу безопасности и повредить машину.
• Убедитесь, что поток аккумулятора во время работы ограничен до разумного уровня, и отключите его, чтобы не повредить машину или трубопровод. Аккумуляторы сбрасывают жидкость с любой скоростью, которую позволяет путь выходного потока. Такие высокие потоки длятся недолго, но ущерб, который они вызывают, может произойти в одно мгновение.
• Всегда изолируйте насос от аккумулятора с помощью обратного клапана, чтобы жидкость не могла попасть обратно в насос.Без обратного клапана обратный поток гидроаккумулятора может отбросить насос назад и даже привести к выходу из строя в некоторых случаях.
• Проверяйте давление предварительной зарядки аккумулятора при его установке и не реже одного раза в день в течение первой недели эксплуатации. Если за это время не наблюдается заметной потери давления, повторите проверку через неделю. Если все в порядке, проводите плановую проверку каждые три-шесть месяцев после этого. Всякий раз, когда предварительная зарядка аккумулятора падает ниже номинального давления, объем доступной жидкости уменьшается, что замедляет цикл.

Размеры аккумуляторов

Объем жидкости, который аккумулятор может доставить в систему, зависит от области применения. Вот минимальные параметры, необходимые для определения объема жидкости и/или размера аккумулятора:

• Предварительное давление ( P ₀ )
• Максимальное рабочее давление в системе ( P ₂ ) Минимальное рабочее давление в системе давление ( P ₁ )
• Эффективный объем газа ( V ₀ ) и полезный объем жидкости ( ΔV )

Размер относится к общему объему газа, а не к его номинальному объему газа, а не к его номинальному объему газа емкость жидкости.Объем жидкости, который аккумулятор обеспечивает для конкретного применения, зависит от перепада давления в системе. Производители предлагают компьютерные программы, которые могут требовать только системных требований для определения правильного размера аккумулятора. Поскольку размер аккумулятора зависит от многих переменных факторов, всегда лучше проконсультироваться с поставщиком для получения конкретной информации о выборе и размерах.

Сети подачи воды | LOW ← ТЕХ ЖУРНАЛ

Во второй половине девятнадцатого века водяные двигатели широко использовались в Европе и Америке.Эти небольшие водяные турбины были подключены к крану и могли привести в действие любую машину, которая сейчас работает от электричества. Как мы видели в предыдущей статье, работа двигателей с водопроводной водой была не очень устойчивой. Из-за низкого и неравномерного напора воды в городской водопроводной сети эти моторы потребляли недопустимо большое количество питьевой воды.

В то время как использование водяных двигателей в США прекратилось в начале двадцатого века, европейцы нашли решение проблемы использования водяных двигателей в больших объемах воды и продвинули гидравлическую передачу энергии еще на один шаг вперед.Они создали специальные сети «мощной воды», которые распределяли воду под давлением только для целей движущей силы и перешли на гораздо более высокое и более регулярное давление воды, что стало возможным благодаря изобретению гидроаккумулятора.

Почти все эти сети электроснабжения оставались в эксплуатации до 1960-х и 1970-х годов. Гидравлическая передача энергии очень эффективна по сравнению с электричеством, когда она используется для управления мощными, но редко используемыми машинами, которые могут быть распределены по географическому району размером с город.

Изображение: Гидроаккумулятор. Фото: Лес Чатфилд

«Использование воды — любопытно забытая тема в инженерной литературе. Как романтическая или популярная грань техники, гидравлическая энергия никогда не привлекала внимания общественности, как паровой двигатель, локомотив или даже двигатель внутреннего сгорания». Иэн Макнил, Hydraulic Power , 1972

Теоретическая основа гидравлической передачи энергии была заложена в 1647 году французским вундеркиндом Блезом Паскалем.Путем экспериментов он обнаружил, что вода, в отличие от воздуха, практически несжимаема и одинаково передает давление во всех направлениях.

Последствия «гидростатического парадокса» были продемонстрированы в «машине для умножения сил» Паскаля, показанной ниже. Он состоит из двух вертикальных цилиндров, соединенных между собой трубой. Вся система заполнена водой и герметично закрыта. Один цилиндр содержит плунжер малого диаметра, а другой цилиндр содержит плунжер с площадью поперечного сечения в 100 раз больше.

Машина для умножения сил.

Паскаль продемонстрировал, что если на маленький поршень положить груз, он сможет поднять груз, помещенный на большой поршень, который в 100 раз тяжелее. Таким образом, машина Паскаля позволяла умножать силы — в приведенном выше примере отношение выходной силы к входной силе составляет 100 к 1. Другими словами, вы можете создать выходную силу 100 кг при входной силе всего 1 кг.

Машина для умножения сил

Умножение Силы было чем угодно, но только не новинкой в ​​1600-х годах.Более простые устройства, такие как шкивы, зубчатые передачи, шпили, лебедки и гусеничные колеса — все вариации рычага, которому 7000 лет, — также могут создавать большую выходную силу при небольшом входном усилии. Например, римляне построили подъемные краны с механическим преимуществом до 70 к одному, а это означает, что один человек, прилагая усилие всего 25 кг, может поднять вес 1,75 тонны.

Однако гидравлическая версия рычага имеет одно выдающееся преимущество по сравнению с более ранними механизмами: потери на трение очень малы и не зависят от механического преимущества.Следовательно, возможный коэффициент умножения почти бесконечно больше, и оба поршня могут находиться на значительном расстоянии друг от друга — примерно до 25 км, как мы увидим .

В гидравлике потери на трение не зависят от механического преимущества, поэтому возможный коэффициент умножения силы почти бесконечен

Увеличить усиление можно либо путем увеличения пропорции между диаметрами обоих плунжеров, либо путем приложения большей мощности к меньшему поршню.Как и в случае с более ранними механизмами, то, что достигается за счет механического преимущества, теряется в соотношении скоростей.

Если небольшую гидравлическую силу преобразовать в большую силу, скорость ее действия уменьшится точно в обратной пропорции, потому что пройденное расстояние увеличивается в той же пропорции, что и сила. Например, если человек надавит на маленький поршень на 10 сантиметров, другой поршень поднимется только на 1/100 этого расстояния.

Следовательно, в закрытой системе более тяжелый груз может быть поднят только на очень ограниченное расстояние, зависящее от длины плунжера.Однако это ограничение снимается, когда в систему добавляется больше воды и меньший поршень, вместо того чтобы опуститься только один раз, делает несколько ходов — другими словами, когда он работает как насос. В этом случае больший поршень будет продолжать подниматься.

Гидравлический пресс

Паскаль мог лишь косвенно доказать свою точку зрения, так как доступные в то время материалы не были достаточно прочными, чтобы выдержать давление. Потребовалось еще полтора столетия, прежде чем умножение гидравлической силы было реализовано на практике.Его первое использование было не подъемным устройством, а наоборот: гидравлическим прессом, который создает сжимающую силу.

Обычный винтовой пресс того времени, мало развитый, поскольку римляне использовали его для отжима оливок и винограда, требовал больших усилий для работы, имел большие потери энергии на трение (+80%) и не мог выдерживать более 25 тонн. нагрузка. (Винт, который преобразует вращательное движение в поступательное, в основном представляет собой наклонную плоскость, обернутую вокруг цилиндра).

Слева: винтовой пресс. Изображение предоставлено Брюсом К. Саттерфилдом. Справа: гидравлический пресс.

Гидравлический пресс изобрел в 1796 году английский слесарь и плотник Джозеф Брама. Он был полностью основан на теоретических работах Паскаля. Гидравлический пресс Брамы, который приводился в действие ручным насосом, значительно увеличил нагрузку, которую мог выдержать человек.

Используя имеющиеся в то время материалы, Bramah достиг общего соотношения 1000 к 1, что означает, что действующая нагрузка в 60 тонн на подъемный поршень может быть уравновешена всего 60 кг на рукоятке насоса.КПД гидравлического пресса составил более 90%.

Порты и верфи

Несмотря на исключительную пригодность для работы с краном, в первой половине девятнадцатого века гидравлика мало продвинулась в этой области. Во многом это было связано с проблемой надежного и эффективного преобразования линейного движения ползуна во вращательное движение ствола или барабана крана. В первой половине девятнадцатого века погрузочно-разгрузочные работы в гаванях, верфях и железнодорожных станциях все еще осуществлялись с помощью кранов с приводом от человека, но потребность в более высоких и мощных кранах была велика.

Начиная с 1830-х годов железо стало использоваться в качестве материала для кораблестроения, с параллельным ростом размеров кораблей. Обычные подъемные системы уже не подходили. В большинстве стран решение было найдено в паровом кране, появившемся в 1850-х годах. Однако в гаванях и на верфях Британии появилась достойная альтернатива: кран с гидроприводом.

В первой половине девятнадцатого века погрузочно-разгрузочные работы в гаванях, верфях и железнодорожных станциях все еще осуществлялись с помощью кранов с приводом от человека

Британский инженер Уильям Армстронг начал проектировать и эксплуатировать мощные гидравлические краны в 1840-х годах.Полностью осознавая, что гидравлика лучше всего приспособлена для обеспечения медленного, устойчивого движения, Армстронг изобрел метод подъема груза одним ходом ползуна или поршня, достаточно умножив движение с помощью шкивов.

Однако его усилия были осложнены низким и неравномерным давлением в городской сети, которая была источником питания для этих машин. Максимальная выходная мощность машины с водным приводом определяется давлением воды и расходом воды. В городской сети напор воды обеспечивался (и часто до сих пор) водонапорной башней.Поскольку практическая высота водонапорной башни ограничена, ограничено и давление воды. Водонапорная башня высотой 50 м (165 футов) может создавать давление воды 70 фунтов на квадратный дюйм (psi).

Следовательно, единственный способ еще больше увеличить мощность крана, работающего на воде из городской водопроводной сети, — это увеличить расход воды. Однако это увеличивает потребление питьевой воды и увеличивает размер и стоимость труб, клапанов, цилиндров и других частей системы. Более того, если спрос на питьевую воду со стороны других пользователей выше среднего, уровень воды в водонапорной башне упадет, а также давление воды и выходная мощность машины .

Гидравлический аккумулятор

В 1851 году Армстронг предложил альтернативное решение, которое решило эти проблемы: гидроаккумулятор. Хотя она намного компактнее водонапорной башни, она могла производить обычное давление воды 700 фунтов на квадратный дюйм или выше, что как минимум в 10 раз превышает давление воды в городской водопроводной сети. Это позволило производить на порядок больше мощности без увеличения потребления воды или увеличения размеров компонентов системы.

Гидроаккумулятор

Армстронга представлял собой хитроумное устройство, в котором поршень или поршень оказывали давление на воду в вертикальном цилиндре.Поршень был нагружен собственным балластом, который обычно имел форму цилиндрического балластного контейнера, окружающего центральный цилиндр (изображение ниже, слева). Контейнер был заполнен щебнем, железным ломом или другим балластным материалом.

Слева: гидроаккумулятор в Бристольской гавани. Общины Википедии. Справа: гидроаккумулятор, Уолш-Бей, Сидней. Источник: NSW HSC Online

.

При давлении воды 700 фунтов на квадратный дюйм балласт составлял около 100 тонн, действуя на поршень диаметром около 45 см с вертикальным ходом от 6 до 7 метров.В другом типе аккумулятора использовалась прямоугольная плита для поддержки балласта кирпичной кладки (изображение выше, справа) или стальных плит. Гидравлические аккумуляторы могут быть установлены на открытом воздухе или размещены в специально спроектированном здании.

По сравнению с водонапорной башней гидроаккумулятор мог выдавать в десять раз большую мощность и поддерживать равномерное давление по всей сети

Работа гидроаккумулятора чем-то похожа на работу водонапорной башни.Центральный цилиндр имеет вход и выход воды в нижней части. Воду из доков можно было закачивать через входное отверстие паровым насосом, поднимая поршень, а через выходное отверстие ее можно было выталкивать в сеть для распределения, опуская поршень.

Энергия накапливалась при движении тарана вверх и восстанавливалась при его опускании. Скорость откачки паровой машины регулировалась в зависимости от уровня воды в аккумуляторе либо автоматически с помощью механических тяг, либо с помощью человека.

Однако, в отличие от водонапорной башни, гидроаккумулятор может поддерживать равномерное давление во всей системе независимо от объема воды в цилиндре, потому что давление создает вес балласта, а не вес воды — в Другими словами, гидроаккумулятор выдает давление по нагрузке, а не по высоте.

Обладая эффективностью зарядки/разрядки выше 98% и отсутствием саморазряда, гидроаккумулятор был чрезвычайно энергоэффективным устройством.

Водяное заводское оборудование

Внедрение гидроаккумулятора имело два важных последствия. Во-первых, значительно расширился ассортимент машин с гидравлическим приводом. Водяные двигатели, подключенные к городской сети, были бытовыми приборами и мастерскими. Но Армстронг и другие инженеры приспособили воду под высоким давлением для различных промышленных применений, требующих большой мощности, таких как ковка, штамповка, штамповка, отбортовка, резка и клепка (предшественница сварки).

Клепальный станок с гидравлическим приводом.

В гаванях вода под высоким давлением приводила в действие не только краны и грузоподъемные механизмы, перегружающие грузы в доках и на складах, но и шлюзовые затворы, разводные мосты, лодочные подъемники и гравийные доки. На железнодорожных станциях гидропередача использовалась для обработки грузов и перемещения вагонов (с помощью гидравлических шпилей), а также для управления поворотными платформами, подъемниками и механизмами перемещения. Все эти применения гидравлической энергии были бы невозможны при низком и неравномерном давлении в городских сетях.

Чтобы получить представление о важности гидравлической силы, достаточно еще раз взглянуть на эволюцию подъемных устройств. В 1586 году 344-тонный обелиск был перенесен между площадями Рима. Доменик Фонтана, главный строитель Ватикана, поднял обелиск с помощью 40 шпилей, на которых работало 400 человек и 75 лошадей. В 1878 году Джон Диксон поднял еще один обелиск — иглу Клеопатры весом 209 тонн — с помощью четырех гидравлических домкратов, управляемых четырьмя мужчинами.

Сети подачи воды

Во-вторых, гидроаккумулятор позволял эффективно передавать мощность на большие расстояния.Для трубопровода диаметром 30 см падение давления при распределении воды составляет около 10 фунтов на квадратный дюйм на милю, что не зависит от давления воды. Таким образом, если передать воду с давлением 70 фунтов на квадратный дюйм на расстояние 7 миль (12 км), вся энергия будет потеряна. Но если вы передаете воду на то же расстояние с давлением 700 фунтов на квадратный дюйм, остается давление воды 630 фунтов на квадратный дюйм, что сводится к эффективности передачи 90%.

Высокая эффективность передачи воды под высоким давлением привела к строительству по крайней мере дюжины общественных водопроводных сетей с аккумуляторными накопителями, половина из них в Великобритании, в которых центрально расположенные паровые машины перекачивали воду в гидравлические аккумуляторы, которые распределяли воду под высоким давлением по большой географический район.Один или несколько гидроаккумуляторов будут установлены на каждой гидроэлектростанции, а другие могут быть размещены в стратегических точках вдоль магистрали в качестве подстанций.

Идея настоящей гидравлической энергетической сети, аналогичной электрической сети, появившейся чуть позже, уже была изложена в патенте 1812 года Джозефом Брамой, изобретателем гидравлического пресса.

С 1870-х по 1890-е годы гидроэнергетические сети были созданы в ведущих промышленных городах Британии: Кингстон-апон-Халл, Лондоне, Ливерпуле, Бирмингеме, Гримсби, Манчестере и Глазго.Доковые и железнодорожные компании первыми внедрили эту технологию и десятилетиями оставались ее самыми важными пользователями.

Иллюстрации гидроаккумулятора, гидравлического крана и гидравлического подъемника.

Тем не менее, электрическая вода также запускала производственные процессы на фабриках, приводила в действие лифты в общественных, частных и коммерческих зданиях, а также приводила в действие бытовые устройства и инструменты мастерских. Любой, кому посчастливилось иметь сеть, проходящую по улице, мог подключиться к сети общего пользования.Электропотребление воды измерялось, как это происходит сегодня с питьевой водой и электричеством.

Идея настоящей гидравлической энергетической сети — аналогичной электрической сети, появившейся чуть позже, — уже была изложена в патенте 1812 года Джозефом Брамой, изобретателем гидравлического пресса. Но Брама, который также придумал гидроаккумулятор и гидравлический кран, опередил свое время. Прошло еще шестьдесят лет, прежде чем его идеи были воплощены в жизнь Армстронгом и его современниками.

Лондонская гидравлическая энергетическая компания

В Лондоне была построена самая разветвленная гидроэнергетическая сеть, управляемая «Лондонской гидравлической компанией». На пике развития компании в 1917 году пять взаимосвязанных центральных электростанций перекачивали воду под высоким давлением в около десятка гидроаккумуляторов и почти 300 км водопроводных сетей, питая более 8000 машин и обслуживая большую часть города. В лондонских театрах и других культурных зданиях вода приводила в движение полы, органные консоли, противопожарные занавесы и сцены.Вода под давлением приводила в действие водяные насосы и поднимала разводные части Тауэрского моста.

Иллюстрация: план сети и насосных станций London Hydraulic Power Co., 1895 г.

Пожарные гидранты также выгодно обслуживались системой высокого давления, и несколько сотен из них были подключены к сети Лондонской гидравлической энергетической компании. Эти системы пожаротушения повышали давление в бытовых водопроводах за счет нагнетания в них небольшого количества воды под высоким давлением с помощью струйного насоса.Сама по себе вода под высоким давлением из гидросети не могла быть подана в достаточном количестве, чтобы воздействовать на большой пожар, в то время как бытовая магистраль имела достаточное количество, но недостаточное давление, чтобы достичь верхних этажей зданий.

В Лондоне пять взаимосвязанных центральных электростанций перекачивали воду под высоким давлением в дюжину гидроаккумуляторов и почти 300 км водопроводных сетей, питая более 8000 машин и обслуживая большую часть города.

Другим замечательным применением воды под высоким давлением в Лондоне стал Silent Dustman , водяной пылесос, появившийся на рынке в 1910 году.Несколько крупных отелей были полностью «подключены» к этой системе: вода из городской сети использовалась в струйном насосе для создания вакуума в трубе, к которой должна была быть подключена система. Вдоль этих труб было несколько насадок, к которым можно было прикрепить гибкие шланги. Таким образом, грязь от подметальных машин втягивалась в гидравлическую трубу и уносилась в канализацию. Система, которая работала бесшумно и эффективно, оставалась в эксплуатации до 1937 года.

Одна из лондонских электростанций.Обратите внимание на башню справа, в которой находятся гидроаккумуляторы.

Однако в Лондоне гидравлическая энергия, похоже, не оказала большого влияния на домашнюю жизнь. В The Hydraulic Age (1980) Б. Пью отмечает, что это произошло «возможно, из-за того, что в то время домашняя рабочая сила была дешевой и была в изобилии. Если бы действовали современные условия, то, возможно, история была бы другой, поскольку возможности гидравлической энергии были не меньше, чем у электричества сегодня.

Большинство общественных сетей водоснабжения поставляли воду под давлением от 700 до 800 фунтов на квадратный дюйм (от 48 до 55 бар), за исключением Манчестера и Глазго, где вода находилась под давлением до 1120 фунтов на квадратный дюйм. В этих городах был большой спрос на мощность гидравлических прессов, используемых для пакетирования, применение, которое требовало более высокого давления.

Power Networks за пределами Великобритании

Британские энергосистемы вдохновили создание подобных сетей в других местах: Антверпене в Бельгии, Буэнос-Айресе в Аргентине, Мельбурне и Сиднее в Австралии.В то время как австралийские системы напоминали британские (с 80 км магистралей, мельбурнская была второй по величине из когда-либо построенных), аргентинская система использовалась для откачки сточных вод, а сеть в Антверпене была нацелена на комбинированное производство механическая энергия и электричество. Последнее было попыткой преодолеть очень высокие потери при передаче электроэнергии в то время.

Zuiderpershuis: бывший гидравлический насосный завод в Антверпене. В башнях размещались гидроаккумуляторы.

В The Hydraulic Age Б. Пью пишет, что:

«Для передачи электроэнергии первые электрические станции сталкивались с теми же трудностями, что и гидроэлектростанции, их напряжение было аналогично рабочему давлению, а падение напряжения из-за сопротивления сети аналогично падению давления из-за трения трубы. Первые электростанции общего пользования представляли собой станции постоянного или постоянного тока, при этом напряжение генерации в основном лишь немного превышало (по падению напряжения в кабелях) напряжение в помещении потребителя, которое из соображений безопасности должно было быть меньше 250 вольт.Из-за ограничения напряжения область питания, а также количество передаваемой мощности были ограничены».

Сеть в Антверпене предназначалась для комбинированного производства механической энергии и электроэнергии.

С 1865 года Антверпен использовал гидравлическую сеть высокого давления для питания кранов, мостов и шлюзов в гавани. К этому в 1893 году добавилась вторая сеть, которая распределяла воду высокого давления по разбросанным по городу электрическим подстанциям (по плану их было двенадцать, но построили только три).Там водяные турбины вырабатывали электроэнергию, которая распределялась в радиусе 500 м по подземным электропроводам — примерно на таком расстоянии можно было эффективно распределять низкое напряжение.

Гидравлические краны в гавани Антверпена. Изображение из журнала Low-tech Magazine.

Система Антверпена, которая использовалась для управления уличным освещением, таким образом, сделала в больших масштабах то, что водяные двигатели, подключенные к динамо-машинам, сделали в небольших масштабах с водой из городской магистрали (см. предыдущую статью.Около 66% гидравлической энергии было преобразовано в электричество. На пике развития сеть достигала длины 23 км при мощности 1200 л.с. В Лондоне также было несколько мест, где потребители использовали небольшие электрические генераторы от гидравлического источника.

Энергия Вода против Электричества

Прорыв в области высоковольтной передачи электроэнергии на рубеже веков сделал такие системы, как в Антверпене, немедленно устаревшими. Электрогенерирующая часть сети исчезла в 1900 году.Производство воды под давлением для производства электроэнергии включает четырехкратное преобразование энергии, что является излишне расточительным, если вы можете просто производить электроэнергию и эффективно ее транспортировать.

Расширение эффективной передачи электроэнергии также остановило строительство других крупных сетей подачи электроэнергии до конца столетия. «Если бы эти системы были запущены на несколько лет раньше, они могли бы стать гораздо более популярными», — пишет Ян Макнил в Hydraulic Power (1972).«Несколько лет спустя, и они, вероятно, вообще никогда не были бы построены».

Тем не менее, почти все системы общественного водоснабжения, которые были построены между 1870-ми и 1890-ми годами, оставались в эксплуатации до 1960-х и 1970-х годов, в конечном итоге используя для откачки электродвигатели вместо паровых двигателей. Сеть электроснабжения, управляемая последней уцелевшей Лондонской гидравлической компанией, работала до 1977 года. Большинство сетей водоснабжения общего пользования продолжали расти в течение первых десятилетий двадцатого века, достигнув своего расцвета в конце 1920-х годов.Фатальный упадок наступил только тогда, когда в 1960-х и 1970-х годах заводы начали покидать города.

Если электричество является наиболее эффективным и практичным способом передачи и распределения электроэнергии, то почему почти все электрические и водные сети оставались в эксплуатации почти столетие?

Возникает два вопроса. Во-первых, почему гидроэнергетика не стала универсальным методом распределения энергии, как предполагали Джозеф Брама и Уильям Армстронг? А во-вторых, если электричество является наиболее эффективным и практичным способом передачи и распределения электроэнергии, то почему почти все электрические водопроводные сети оставались в эксплуатации почти столетие?

Преимущества электроэнергии

В качестве технологии передачи электроэнергии гидроэлектростанция имеет три важных недостатка по сравнению с электричеством.Во-первых, электричество можно эффективно транспортировать на гораздо большие расстояния. Гидравлическая трансмиссия была (и остается) по меньшей мере столь же эффективной, как и трансмиссия электрической энергии на расстоянии от 15 до 25 км. Однако за пределами этих расстояний электрическая трансмиссия является явным победителем.

Гидравлические ворота дока Гренландии в Лондоне, построенные в 1880-х годах. Изображение предоставлено: Крис Аллен

Второй недостаток гидравлической трансмиссии заключается в том, что сложная распределительная сеть приводит к дополнительным потерям энергии.Каждый изгиб или изгиб магистрали увеличивает потери на трение. Чем сложнее сеть, тем менее эффективной она становится. У электрической трансмиссии этой проблемы нет, по крайней мере, в незначительной степени. Потери на трение в водопроводе ограничивают количество машин, которые можно подключить к водопроводной сети, в то время как электричество можно подразделять почти бесконечно.

Третье ограничение силовой воды – это ограниченная мощность линии гидравлической передачи. Вода под давлением может перемещаться по тонким трубам только с пешеходной скоростью, чтобы избежать чрезмерных потерь на трение.На более высоких скоростях потери на трение увеличиваются, поскольку квадрат скорости и эффективности быстро падает, даже на относительно коротких расстояниях. Это ограничивает скорость потока и, следовательно, мощность, которую может передавать гидравлическая трансмиссионная линия.

Используя трубу диаметром от 10 до 12 см — обычный размер в большинстве систем высокого давления в то время — гидравлическая линия передачи могла производить максимальную непрерывную мощность от 115 до 205 лошадиных сил (от 85 до 150 кВт). Линии электропередачи высокого напряжения аналогичного размера могут передавать мощность на несколько порядков больше, чем эта.

Преимущества Power Water

Однако ни один из этих недостатков не имел значения для сетей подачи воды, которые мы обсуждали. Все это были децентрализованные системы, с машинами, удаленными не более чем на 15-25 км от источника питания. Во-вторых, поскольку машины с гидравлическим приводом в гаванях, железнодорожных станциях, фабриках и зданиях характеризовались медленным движением и нечастым использованием, низкая скорость передачи воды не представляла препятствий.

За исключением недолговечной системы выработки электроэнергии в Антверпене, ни одна из водопроводных сетей типа Армстронга не обеспечивала электроэнергией большое количество постоянно работающих машин.(Но обратите внимание на водопроводные сети среднего давления в Швейцарии. Наконец, поскольку в водопроводной сети работало относительно немного (но очень мощных) машин, потери на трение в изгибах и кривых в сети были ограничены.

Гидравлический насос, аккумулятор и пресс. Источник: Portefeuille économique des Machines, de l’outillage et du matériel, декабрь 1864 г., Bibliothèque nationale de France

.

Ограничения гидравлической трансмиссии были хорошо известны в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также уловили уникальные преимущества технологии, которые актуальны и сегодня. Например, Роберт Захнер, сторонник еще одной альтернативы электричеству, сжатого воздуха, написал в «Передача энергии сжатым воздухом» (1890 г.), что:

«Практическая несжимаемость воды делает гидравлический метод непригодным для регулярной передачи постоянного количества энергии. Его можно использовать с пользой только там, где движущая сила должна накапливаться и применяться через определенные промежутки времени, например, при подъеме тяжестей, работе с штампами, ковке сжатием и других работах прерывистого характера, требующих большой силы на небольшом расстоянии.

Гидравлическая трансмиссия «превосходно адаптирована для использования с тяжелыми машинами и оборудованием в операциях, требующих заметной концентрации мощности, возвратно-поступательного прямолинейного движения и прерывистого действия», — писал Луи Хантер в «Передача мощности » (1991). Основное преимущество гидроаккумулятора в том, что он позволяет эксплуатировать машины, которым требуется гораздо больше энергии, чем может обеспечить источник энергии — «умножение силы» Паскаля.

Ограничения гидравлической трансмиссии были хорошо известны в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также осознали уникальные преимущества технологии, которые сохраняются и сегодня.

Когда требуется большое усилие или крутящий момент, гидравлические силовые системы являются гораздо более компактным и энергоэффективным решением, чем механические или электрические приводы. Как электродвигателям, так и двигателям внутреннего сгорания часто требуется механическая передача энергии (шестерни, цепи, ремни) для преобразования их высокой скорости вращения в более низкую скорость с более высоким крутящим моментом.

Точно так же гидравлические силовые системы легко производят линейное движение с помощью гидравлических цилиндров, в то время как электроэнергия требует дорогостоящих линейных двигателей или механических силовых передач, таких как реечные узлы.Гидравлическая и электрическая энергия дополняют друг друга в этом смысле: одним из ограничений передачи энергии по воде была относительная сложность преобразования линейного движения во вращательное.

Колеса

Pelton были наиболее очевидным выбором, но их высокая скорость вращения требовала использования зубчатой ​​​​передачи для работы низкоскоростного оборудования. Был доступен ряд гидравлических двигателей поршневого типа для обеспечения вращательной мощности с переменной или малой скоростью, но эти двигатели имели мало преимуществ по сравнению с электрическими или механическими приводами.

Третьим важным преимуществом гидравлики является то, что мощность всегда легко доступна в трубопроводах и в аккумуляторе, но когда нет потребности, нет потерь. Когда ни одна из машин в водопроводной сети не работала, гидроаккумуляторы поддерживали давление в линиях без использования энергии. Это преимущество особенно актуально, когда машины используются с перерывами.

Гидравлика Сегодня

Гидравлическая энергия все еще используется сегодня, особенно в тяжелом промышленном оборудовании, требующем медленного, но мощного линейного движения, а также в мобильных строительных машинах, таких как экскаваторы.Однако гидроаккумулятор повышенной грузоподъемности и водопроводные сети исчезли.

Жидкость под давлением больше не вода, а масло, смешанное с присадками. (Растительное масло использовалось в качестве гидравлической среды в 19 веке). В отличие от воды масло не замерзает и не вызывает коррозии. Однако это делает гидравлическую энергию более дорогой и, очевидно, не позволяет выхлопной жидкости попасть в канализационную сеть, доки или море.

Частично в результате использования масла появилась автономная гидравлическая силовая установка, состоящая из насоса, гидроаккумулятора и системы обратного потока, готовая к соединению с электродвигателем или дизельным двигателем.Гидроаккумуляторы в этих системах намного меньше, они используют газ для сжатия жидкости и не поддерживают постоянное давление.

Современные гидроаккумуляторы (как правило, на сжатом газе) имеют мало общего с аккумуляторами повышенной грузоподъемности в водопроводных сетях. Картина: ГИД.

Несмотря на то, что практические преимущества гидравлики сохраняются — большое количество энергии может передаваться и точно контролироваться с помощью очень компактных компонентов — современный подход стирает важное преимущество в эффективности, характерное для более централизованных сетей подачи электроэнергии в девятнадцатом и двадцатом веках.В общегородской водопроводной сети сравнительно небольшой центральный источник энергии — несколько гидроаккумуляторов — может привести в действие большое количество очень мощных машин. Насосные двигатели не должны были быть рассчитаны на пиковые нагрузки.

Большим преимуществом электрических водопроводных сетей было то, что для работы большого количества мощных машин на большой территории требовалась сравнительно небольшая мощность.

Б. Пью оплакивает эту эволюцию в The Hydraulic Age  (1980):

«Век назад только несколько очень больших машин — поворотные мосты и редкий гидравлический пресс — имели собственное индивидуальное насосное оборудование.Совсем недавно эта тенденция распространилась на машины с гидравлическим приводом всех типов и размеров и сегодня является общепринятой практикой. С единичными гидравлическими силовыми установками каждая единица оборудования будет приводиться в движение собственным двигателем и будет иметь свои собственные контрольно-измерительные приборы, фильтры и т. д., что потребует периодического осмотра и обслуживания».

«Двигатель будет работать непрерывно, пока блок используется, независимо от нагрузки на приводимый им насос. В случае наличия нескольких таких агрегатов не все будут работать на полную мощность все время.Заметная экономия может быть достигнута за счет наличия центральной насосной станции для снабжения ряда агрегатов, а из-за диверсификации нагрузки максимальная нагрузка в любой момент времени будет меньше, чем сумма отдельных максимальных нагрузок».

«Преимущество крупной станции перед множеством более мелких заключается в способности удовлетворить разнообразный спрос. Каждая из небольших независимых электростанций должна иметь достаточную мощность, чтобы удовлетворить пиковый спрос в своей области снабжения, и пики не будут возникать одновременно.Большая станция, охватывающая общую площадь нескольких небольших станций, должна будет удовлетворить только максимальный одновременный спрос, и это обычно будет меньше, чем сумма местных пиков ».

Альтернативы электричеству

Так же, как и технологии механической передачи энергии, такие как системы рывковых линий и бесконечные канатные приводы, электрические водные сети исчезли в основном из-за того, что электрическая передача имеет превосходную эффективность на больших расстояниях. Однако в более децентрализованной энергетической системе, основанной на возобновляемых источниках энергии, все эти забытые альтернативы электроэнергии заслуживают того, чтобы их пересмотрели для конкретных целей.Гидроаккумуляторы с увеличенным весом могут работать на солнечной энергии, ветру или даже на педалях.

Фото: Дж.В. Гибсон

Около 1900 года превосходство электричества в передаче энергии на очень большие расстояния не оспаривалось. Однако для умеренных расстояний многие авторы сомневались в его полезности. Например, Р. Кеннеди написал в Modern Engines and Power Generators  (1905):

«Электричество в большинстве случаев предлагает первостепенные преимущества для передачи энергии на расстояние.Однако инженеры-электрики заявляют о нем слишком много. Они склонны забывать о других средствах передачи энергии, которые во многих случаях имеют первостепенные преимущества перед электричеством».

В.К. Анвин, автор самой полной книги девятнадцатого века о передаче электроэнергии ( « О выработке и передаче энергии от центральных станций» ), выразил аналогичную озабоченность в 1894 году:

«Допуская, что электрораспределение скоро будет играть важную роль в развитии систем распределения электроэнергии, в настоящее время существует популярная тенденция рассматривать слишком исключительно электрические методы и упускать из виду другие средства распределения энергии, которые были с пользой применены. в прошлом, и при подходящих условиях все еще будет использоваться в будущем… Для передачи на средние расстояния существует выбор из нескольких средств передачи, и электрическое распределение в таких случаях и до настоящего времени не установило какого-либо универсального преимущества .

В следующем выпуске нашей серии статей о силовых передачах мы обсудим сжатый воздух, который, вероятно, является наиболее подходящей альтернативой электричеству.

Крис Де Декер

Эта статья посвящена Чарльзу Стилу. РВАТЬ.

Чтобы оставить комментарий, отправьте электронное письмо на адрес solar (at) lowtechmagazine (dot) com. Ваш адрес электронной почты не используется для других целей и будет удален после публикации комментария. Если вы не хотите, чтобы ваше настоящее имя было опубликовано, подпишите электронное письмо именем, которое вы хотите указать.

Источники (в порядке важности):

Гидравлический век, Б. Пью, 1980 

Гидравлическая мощность (промышленная археология), Ян Макнил, 1972 

О выработке и передаче энергии от центральных станций, WC Анвин, 1894 г. Также здесь.

Гидравлическое оборудование, введение в гидравлику, Р.Г. Блейн, 1897 

История промышленной мощи в США, 1780-1930 гг.: Том 3: Передача власти, Луи С. Хантер и Линвуд Брайант (1991)

Современные двигатели и электрогенераторы; Практикум по первичным двигателям и передаче энергии, пара, электричества, воды и горячего воздуха — Том первый, Р.Кеннеди, 1905 

Современные двигатели и электрогенераторы; Практическая работа о первичных двигателях и передаче энергии, пара, электричества, воды и горячего воздуха — Том шестой, Р. Кеннеди, 1905 г.

Power and Power Transmission, Э. У. Керр, 1908 г.

Остатки ранних гидроэнергетических систем (PDF), J.W. Гибсон, 3-я Австралазийская конференция по инженерному наследию 2009 

Женевская вода и регион Рона-Альпы: XIX-XX века, Серж Пакье, 2007 

L’eau des villes: Aux sources des Empires Municipaux, Жеральдин Пфлигер, 2009 

Технический обзор Всемирной выставки 1889 г., Раздел II, Гидравлические приемники (PDF), 1893 

Revue Technique de l’Exposition Universelle de 1889, Volume 9.Семилетняя вечеринка. Общий Механик. Машины выходят из строя. Общая гидравлика. Travail du bois. Travail де Метаукс. Промышленные машины, 1893 

L’usine des Forces Motrices de la Coulouvrenière à 100 ans: 1886-1986, Services industriels, 1986

Waterdruk в Антверпене. Een stroom van elektriciteit», Дирк Де Флисшаувер и Ноэль Керкхарт, 1993 

Kroniek van de stroomverdeling van Antwerpen-stad tot de Rupelstreek tot de Eerste Wereldoorlog, Geschiedkundige Studiegroep Ten Boome.(веб-сайт)

Het Zuiderpershuis, памятник. Брошюра bij de tentoonstelling n.a.v. Open Monumentendag 2010 (PDF), Steunpunt Industrieel en Wetenschappelijk Erfgoed, 2010.

Центробежный насос, турбины и водяные двигатели, включая теорию и практику гидравлики, Чарльз Герберт Иннес, 1898 

Metropolitan Works: Сборник статей по истории Лондона, Ральф Терви, дата неизвестна.

Гидравлическая энергетическая компания, Общество Воксхолл, 2012 (веб-сайт)

London Hydraulic Power Co, Grace’s Guide, дата неизвестна (веб-сайт)

Hydraulic Power, NSW HSC Online (веб-сайт)

«Передача энергии сжатым воздухом», Роберт Занер, 1890 г.

Водяные двигатели, Музей ретротехники, 2011 (веб-сайт)

История кранов (серия классических конструкций), Оливер Бахманн, 1997.

Об использовании столба воды в качестве движущей силы для приводных механизмов, Уильям Армстронг, 1840 

Гидравлические аккумуляторы | Компания снабжения Рой

Гидравлические аккумуляторы

поставляются компанией Kocsis Technologies Inc. У нас есть много причин доверять KTI и полагаться на нее. Вот лишь некоторые из множества причин, по которым стоит выбрать Roy Supply и KTI для ваших специальных аккумуляторов:

• KTI уже более четверти века проектирует и производит сосуды под давлением
• Более 20 лет опыта работы с подводными аккумуляторами
• Всестороннее понимание утверждений третьей стороной
• Возможность проведения гидростатических испытаний до 120 000 фунтов на квадратный дюйм
• Сертификат ISO 9001
• Современный подземный испытательный комплекс
• Грузоподъемность 50 тонн
• Собственное производство аккумуляторов на заказ от 1 QT до 400 GAL
• Серия стандартных баллонных и поршневых аккумуляторов
• Глобальная сеть дистрибуции
• Родственная компания Kocsis Brothers Machine Co.является одним из крупнейших механических цехов в стране
• Инжиниринг с упором на инновации посредством прототипирования и тестирования

 

 

Аккумуляторы общего назначения:

 

• Устройство накопления энергии: Аккумуляторы используются для хранения потенциальной энергии аналогично батарее, но без неблагоприятных последствий потери заряда с течением времени из-за сидения или низких температур.

• Гашение пульсаций: Аккумуляторы используются для амортизации внезапных скачков давления в системе, вызывающих эффект, известный как «гидравлический удар».

• Дополнение к насосу: Аккумуляторы могут использоваться для увеличения расхода насоса, позволяя использовать насосы меньшего размера в системе, что снижает затраты на напор и энергию.

• Вспомогательный источник питания: Аккумуляторы накапливают масло, подаваемое насосом во время рабочего цикла.Затем аккумулятор высвобождает накопленное масло по запросу во время простоя насоса.

• Терморасширительное устройство: Аккумуляторы можно использовать для хранения жидкости в системе, когда она расширяется из-за тепла, или для подачи жидкости, когда система охлаждается.

• Дозатор жидкости (под давлением): Аккумуляторы также можно использовать для подачи жидкости в систему, чтобы компенсировать потерю жидкости при нормальной работе компонентов, таких как клапаны или цилиндры.

 

 

Обслуживаемые отрасли:   

• Нефть и газ
• Производство электроэнергии
• Горнодобывающая промышленность
• Энергия ветра
• Развлечения
• Сталь
• Сельское хозяйство
• Защита
• Морской
• Строительство

 

ПОРШНЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ СТАНДАРТНАЯ ЛИНИЯ
3000 фунтов на квадратный дюйм	ЕМКОСТЬ
4.ОТВЕРСТИЕ 0 ДЮЙМОВ	1 кварта — 3 галлона
ОТВЕРСТИЕ 6,0 ДЮЙМОВ	1-10 галлонов
7,0 ДЮЙМОВОЕ ОТВЕРСТИЕ	5 галлонов — 20 галлонов
9,0 ДЮЙМОВОЕ ОТВЕРСТИЕ	10 галлонов — 30 галлонов
ОТВЕРСТИЕ 12,0 ДЮЙМОВ	20-50 галлонов
5000 фунтов на квадратный дюйм	ЕМКОСТЬ
4.ОТВЕРСТИЕ 0 ДЮЙМОВ	1 кварта — 3 галлона
ОТВЕРСТИЕ 6,0 ДЮЙМОВ	1-10 галлонов
7,0 ДЮЙМОВОЕ ОТВЕРСТИЕ	5 галлонов — 20 галлонов
9,0 ДЮЙМОВОЕ ОТВЕРСТИЕ	10 галлонов — 30 галлонов
10 000 фунтов на квадратный дюйм	ЕМКОСТЬ
ОТВЕРСТИЕ 2,0 ДЮЙМА	1 пинта, 1 кварта, 1/2 галлона
4.ОТВЕРСТИЕ 0 ДЮЙМОВ	1/2 галлона, 1 галлон, 2 галлона

гал.

АККУМУЛЯТОР БАЛЛОНА
НИЖНЯЯ РЕМОНТНАЯ	ЕМКОСТЬ
3000 фунтов на квадратный дюйм	1, 2,5, 5, 10, 11, 15 галлонов
6000 фунтов на квадратный дюйм	1, 2,5, 5, 10, 11, 15 галлонов
ВЕРХ РЕМОНТНЫЙ	ЕМКОСТЬ
3000 фунтов на квадратный дюйм	1, 2.5, 5, 10, 11, 15
6000 фунтов на квадратный дюйм	1, 2,5, 5, 10, 11, 15 галлонов

ПОРШНЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ НА ЗАКАЗ
ВАРИАНТЫ МАТЕРИАЛОВ	МНОГОЧИСЛЕННЫЕ ГЕОМЕТРИИ УПЛОТНЕНИЙ	СЕРТИФИКАТЫ	УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ	ЕМКОСТЬ
АЛЮМИНИЙ	Т-ОБРАЗНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ	АСМЭ	БУНА	ОТ 1/2 ПИНТЫ ДО 400 ГАЛЛОНОВ
УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ	U-ОБРАЗНЫЕ ЧАШКИ	СЕ	ВИТОН
НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ	ПОЛИСИЛС	АБС/АБС-CDS	ЭПР
ДУПЛЕКС		ДНВ	ХАЙТРЛЕ
СУПЕР ДУПЛЕКС		КРН	НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ БУНА
		НР-13

Гидравлические аккумуляторы для самолетов — Аксессуары для самолетов S & T

Сферические и цилиндрические аккумуляторы работают по существу одинаково.При работе воздушная камера наполняется до давления ниже рабочего давления системы. Этот первоначальный заряд называется предварительным зарядом. Для иллюстрации работы возьмем в качестве примера цилиндрический аккумулятор.

Предположим, что аккумулятор предварительно заряжен до 1500 фунтов на квадратный дюйм и будет работать в гидравлической системе с рабочим давлением 3500 фунтов на квадратный дюйм. Когда к аккумулятору приложена предварительная зарядка 1500 фунтов на квадратный дюйм, а давление в системе равно нулю, поршень сработает на жидкостном конце цилиндра.Поскольку предварительная зарядка составляет 1500 фунтов на квадратный дюйм, гидравлическая система должна создать давление более 1500 фунтов на квадратный дюйм, прежде чем гидравлическая жидкость сможет попасть в аккумулятор, заставив поршень двигаться назад.

Когда гидравлическая жидкость заполняет цилиндр, она заставляет поршень двигаться назад, сжимая воздух в воздушной камере. При 2500 фунтов на квадратный дюйм поршень сместится на несколько дюймов, а при 3500 фунтов на квадратный дюйм поршень будет находиться в своем нормальном рабочем положении, сжимая воздух до тех пор, пока он не займет менее половины цилиндра.Естественной тенденцией агрегата является поддержание одинакового давления как со стороны жидкости, так и со стороны воздуха в цилиндре. Когда давление в системе увеличивается, он толкает поршень назад, чтобы сжать воздух, что также увеличивает давление воздуха, пока давление воздуха не сравняется с давлением в системе.

Когда при использовании гидравлических агрегатов давление в системе снижается, давление со стороны жидкости гидроаккумулятора уменьшится, а более высокое давление со стороны воздуха заставит поршень двигаться вперед, выталкивая гидравлическую жидкость из гидроаккумулятора, чтобы обеспечить жидкость для увеличения Требования к гидравлической системе.

Многие самолеты используют несколько аккумуляторов в гидравлической системе. Обычно один из них устанавливается в основной гидравлической системе, а другой — в аварийной гидравлической системе. Также могут быть вспомогательные аккумуляторы, которые управляют другими системами самолета. Независимо от количества, типа и расположения в системе все гидроаккумуляторы выполняют одну и ту же функцию: накапливают дополнительную гидравлическую жидкость под давлением и обеспечивают эту жидкость в периоды пиковой нагрузки или в чрезвычайных ситуациях.

Гидроаккумуляторы: как они работают?

Гидроаккумуляторы являются накопителями энергии.Подобно перезаряжаемым батареям в электрических системах, они хранят и разряжают энергию в виде жидкости под давлением и часто используются для повышения эффективности гидравлической системы.

Баллонные аккумуляторы от Accumulators Inc.

Аккумулятор представляет собой сосуд высокого давления, в котором содержится гидравлическая жидкость и сжимаемый газ, обычно азот. Корпус или корпус изготовлен из таких материалов, как сталь, нержавеющая сталь, алюминий, титан и композиты, армированные волокном. Внутри подвижный или гибкий барьер — обычно поршень или резиновая камера — отделяет масло от газа.

В этих гидропневматических агрегатах гидравлические жидкости лишь слегка сжимаются под давлением. Напротив, газы можно сжимать до меньших объемов под высоким давлением, и инженеры используют это свойство при проектировании и применении аккумуляторов. По сути, потенциальная энергия хранится в сжатом газе и высвобождается по требованию, чтобы вытеснить масло из аккумулятора в контур.

Для использования устройства объем газа сначала предварительно заполняется — обычно примерно до 80–90 % от минимального рабочего давления системы.Это увеличивает объем газа, чтобы заполнить большую часть аккумулятора с небольшим количеством масла, оставшегося внутри. При работе гидравлический насос повышает давление в системе и заставляет жидкость поступать в аккумулятор. (Клапаны регулируют поток масла внутрь и наружу.) Поршень или камера перемещаются и сжимают объем газа, поскольку давление жидкости превышает давление предварительной зарядки. Это источник накопленной энергии.

Движение останавливается, когда давление в системе и давление газа уравновешиваются. Когда действие ниже по потоку, такое как движение привода, создает потребность в системе, давление в гидравлической системе падает, и аккумулятор выпускает хранящуюся под давлением жидкость в контур.Когда движение прекращается, цикл зарядки начинается снова.

Три распространенных типа: баллонные, поршневые и диафрагменные гидроаккумуляторы. Аккумуляторы для баллонов обычно имеют большие порты, которые обеспечивают быстрый сброс жидкости и обеспечивают относительную нечувствительность устройства к грязи и загрязнениям. Общее правило состоит в том, чтобы монтировать баллонные аккумуляторы вертикально, хотя они также могут устанавливаться на боку в приложениях с низким циклом. Аккумуляторы баллонного типа обычно рассчитаны на соотношение давлений 4:1 (максимальное давление к давлению заряженного газа), чтобы защитить баллон от чрезмерной деформации и деформации материала.

Эксперты склонны рассматривать баллонные аккумуляторы как лучшие устройства общего назначения. Они выпускаются в широком диапазоне стандартных размеров, а хорошие характеристики срабатывания делают их подходящими для ударных применений. В зависимости от конструкции баллон можно легко заменить в случае выхода из строя или повреждения.

Поршневые аккумуляторы от Kocsis Technologies

A поршневой аккумулятор очень похож на гидравлический цилиндр без штока. Подобно другим аккумуляторам, типичный поршневой аккумулятор состоит из секции жидкости и секции газа, причем подвижный поршень разделяет их.Реже встречаются поршневые аккумуляторы, в которых газ высокого давления заменяется пружиной или тяжелым грузом для приложения силы к поршню.

Поршневые аккумуляторы

обычно рекомендуются для хранения больших объемов — до 100 галлонов и более — и могут иметь высокую скорость потока. Коэффициент давления ограничен только конструкцией, но обычно они не рекомендуются для ударных применений. Они часто создаются для тяжелых и тяжелых условий эксплуатации. Однако они более чувствительны к загрязнениям, которые могут повредить уплотнения, хотя большинство поршневых аккумуляторов легко ремонтируются путем замены поршневых уплотнений.

Мембранные аккумуляторы работают так же, как баллонные аккумуляторы. Отличие состоит в том, что вместо резиновой камеры в этой версии используется эластичная диафрагма для разделения объемов нефти и газа. Мембранные аккумуляторы — это экономичные, компактные и легкие устройства, обеспечивающие относительно небольшой расход и объем — обычно около одного галлона.

Мембранный аккумулятор может выдерживать более высокие коэффициенты сжатия от 8 до 10:1, поскольку резиновый барьер не деформируется в той же степени, что и баллон.Они также обладают большей гибкостью монтажа, нечувствительны к загрязнениям и быстро реагируют на изменения давления, что делает их подходящими для ударных применений.

Аккумуляторы

хранят энергию, которую можно использовать для увеличения расхода насоса, улучшения отклика системы или в качестве резерва при сбое питания. Они также могут компенсировать утечку или тепловое расширение, а также уменьшать вибрацию, пульсацию и удары.

Какое оптимальное давление заряда для моего аккумулятора?

Аккумуляторы – замечательные устройства, выполняющие множество функций.Одной из функций является минимизация скачков давления из-за эффекта гидравлического удара. У многих из нас может быть аккумулятор, подключенный к системе водоснабжения вашего дома, чтобы предотвратить «стук» при отключении воды.

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Для удержания нагрузки требуется более высокое давление заряда, а приложения с низким рабочим циклом будут работать при среднем давлении.

Энди Кинг50 [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Амортизация

В приведенной выше ситуации используется аккумулятор, иногда называемый расширительным баком с водяными системами, для поглощения ударов. Аккумулятор этого типа может выдерживать большие изменения объема по сравнению с низкими изменениями давления. Приспособление к большому изменению объема сведет к минимуму удары по системе.

Аккумуляторы для удержания груза

Еще одним преимуществом аккумулятора является то, что он хранит энергию для будущего использования. Возможно, вам нужно подавать давление в цилиндр в течение длительного периода времени, но вы не хотите, чтобы насос работал на холостом ходу.Многие статические тесты похожи на это. Вы прикладываете нагрузку и оставляете ее там на часы или дни.

Добавление аккумулятора позволит вам накапливать жидкость под давлением, а затем отключать насос. Вы также можете запрограммировать насос на обратное включение, когда давление в гидроаккумуляторе слишком низкое. Как только он зарядится, выключите его.

Аккумуляторы для маломощных машин

Наконец, вы можете использовать гидроаккумуляторы, чтобы уменьшить размер вашей гидравлической системы за счет малого рабочего цикла.Многие американские горки используют гидравлику для обеспечения линейного ускорения, что требует высокого давления и скорости потока, чтобы заставить их работать.

Традиционным решением является подбор системы по давлению и расходу, которые необходимы при запуске. Допустим, нам нужно 400 галлонов в минуту при 1500 фунтов на квадратный дюйм в течение 10 секунд. Это 350 л.с.! И очень большая гидравлическая система.

При таком расходе и времени пуска нам нужно 67 галлонов на пуск. (Не беспокойтесь о математике или числах здесь.)

Поскольку между запусками проходит 2-3 минуты, мы можем использовать это время для накопления жидкости под давлением в аккумуляторе.Если мы планируем 10-секундный запуск каждые две минуты (130 с), мы можем сократить скорость потока до 31 галлона в минуту с 400 галлонов в минуту, упомянутых ранее. Однако, чтобы вся нагнетаемая жидкость была выше 1500 фунтов на квадратный дюйм, нам нужно будет запустить насос до 2000 фунтов на квадратный дюйм. Тем не менее, это снижает мощность до 36 л.с.

Компоненты на этом этапе будут намного меньше и с ними будет легче работать. Только шланги между гидроаккумуляторами и тягачом будут большими.

Как работает аккумулятор

Аккумулятор представляет собой стальной сосуд высокого давления с двумя камерами.Одна камера присоединена к водопроводу или шлангу гидравлического масла, а другая находится под давлением газа.

Секции разделены либо гибкой резиновой диафрагмой, либо поршнем, который скользит подобно гидравлическому цилиндру.

Камера, находящаяся под давлением газа, должна быть заправлена, чтобы система работала. Давление, до которого он заряжается, называется «давлением наддува».

При попадании гидравлического масла на другую сторону камеры или поршень будет двигаться к противоположной стороне, сжимая газ.Это движение нелинейно, так как давление увеличивается, потому что газ сжимаем.

Чем заряжать аккумулятор?

Большинство расширительных баков низкого давления, используемых в бытовых системах водоснабжения, заполнены сжатым воздухом. Это делается потому, что сжатый воздух легко доступен в большинстве домашних хозяйств, а давление относительно низкое, от 20 до 60 фунтов на квадратный дюйм (от 138 до 414 кПа).

Сжатый воздух не лучший газ для этого применения, азот! Азот является наиболее распространенным компонентом нашей атмосферы, поэтому его легко усваивать.Он инертен, и это здорово, потому что он не взорвется, как кислород. Если он просочится наружу, для человека не будет такой опасности, как угарный газ или углекислый газ.

Азот также не содержит водяного пара. Стандартный воздух будет содержать как водяной пар, так и кислород. Это, в сочетании с любой плесенью или бактериями в воздухе (которые есть), создаст в вашем аккумуляторе прекрасную чашку Петри. Никто этого не хочет.

Кроме того, при колебаниях температуры водяной пар может конденсироваться, что приводит к непредсказуемым результатам при более высоких давлениях.

По этим причинам гидроаккумуляторы заправлены газообразным азотом.

Определение давления наддува

Определение давления заряда аккумулятора является наиболее сложной частью использования аккумулятора. Я буду честен, потому что я тоже борюсь с этим.

Поскольку мы имеем дело со сжимаемым неидеальным газом, нижеприведенный расчет основан на эмпирических данных, а не на точных. 95%, используемые в уравнении, являются рейтингом эффективности.

Уравнение аккумулятора

Где:

• D – объем нагнетания
• P ₁ – давление зарядки аккумулятора
• P ₂ – давление нагнетания
• P ₃ – давление в системе или максимальное давление, до которого заряжается аккумулятор
и 9008 общий полезный объем аккумулятора.

Поскольку уравнение является эмпирическим, вы всегда должны проектировать емкость аккумулятора больше, чем необходимо.По крайней мере, вы должны быть в состоянии немного увеличить давление в системе.

Степень сжатия

Аккумулятор имеет предел сжатия, основанный на физических ограничениях конструкции. Это называется степенью сжатия и определяется как давление в системе / давление наддува.

Для баллонных аккумуляторов это соотношение составляет 4:1. Для поршневых аккумуляторов это соотношение выше и составляет 6:1. В случае превышения это может привести к разрыву поршня цилиндра или баллона

Минимальное давление

Чтобы предотвратить повреждение аккумулятора, нам необходимо поддерживать минимальное давление на уровне или выше давления зарядки.При этом всегда остается немного масла в аккумуляторе, чтобы камера или поршень не упирались во внутренние упоры. Это может быть или не быть требованием, основанным на требованиях конкретного производителя.

Установка аккумулятора на стороне нагнетания насоса с компенсацией давления является хорошим способом поддержания минимального давления в аккумуляторе.

Это требование минимального давления предназначено только для нормального использования. Аккумулятор может работать без давления при транспортировке и техническом обслуживании.

Раз уж мы затронули эту тему, я должен также упомянуть, что должен быть безопасный способ опорожнения аккумуляторов от всего гидравлического давления для обслуживания. Это не должно быть ослабление фитинга и сбор масла в поддоне. (Это опасно)

Хорошо, глубокий вдох. Мы пойдем немного глубже, чтобы понять это лучше.

Давайте посмотрим на график, чтобы дать наглядное представление о том, как ведет себя аккумулятор при различных давлениях заряда. Каждая линия имеет разное давление наддува, и все они перекрыты давлением наддува аккумулятора.Я выбрал аккумулятор емкостью 1 галлон, поэтому, если позже вам понадобится больший объем разряда, вы можете просто масштабировать размер аккумулятора.

Обратите внимание, что все линии сходятся при максимальном давлении в системе (3000 фунтов на кв. дюйм). Это связано с тем, что в уравнении P ₂ равно P ₃ , и члены сокращаются.

На кривой существует сложность выбора давления наддува, давайте сделаем это простым способом на примерах.

Давление наполнения расширительного бака

В случае, когда мы защищаем систему от эффекта гидроудара, мы можем добавить расширительный бак (маленький аккумулятор) к рассматриваемой линии.

Мы хотим иметь большое изменение объема с очень небольшим изменением давления. Это будет почти вертикальная линия на графике, и очевидным выбором будет давление наддува 250 фунтов на квадратный дюйм.

Мы можем даже захотеть работать с меньшим давлением, но если у вас нет заряда, объем может увеличиться при слишком низком давлении и не выполнить намеченную задачу. Другая опасность заключается в том, что вы нарушите коэффициент сжатия 4:1 или 6:1.

Давление наддува для удержания нагрузки

Приложения для удержания нагрузки довольно распространены и, как правило, не требуют большого расхода, поскольку положение не меняется.Большая часть ваших потерь жидкости будет происходить из-за внутренних утечек в направляющие клапаны.

Для этого типа системы вам потребуется высокое давление наддува . Скажем, наше приложение зарядит аккумулятор до 2500 фунтов на квадратный дюйм и отключит насос. Наша нагрузка должна поддерживаться при 2500 фунтов на квадратный дюйм. (Для поддержания необходимого давления нам понадобится редукционный клапан.)

На одном из графиков выше, если я использую давление наддува 500 фунтов на квадратный дюйм, я могу хранить только около 7 дюймов ³ жидкости между 2500 и 3000 фунтов на квадратный дюйм.Нигде не достаточно близко для большинства требований.

Однако, если я изменю давление наддува на 2500 фунтов на квадратный дюйм, теперь я могу хранить около 37 в ³ ; невероятная разница.

Теперь, если мы немного изменим наши требования, мы сможем получить больше преимуществ. Я хочу удерживать свою нагрузку на уровне 2000 фунтов на квадратный дюйм. Если давление зарядки моего аккумулятора по-прежнему составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм, но я подаю к аккумулятору только 2500 фунтов на квадратный дюйм гидравлической жидкости, я увеличиваю объем нагнетания.

Чтобы вычислить это, нам нужно будет увидеть, какой объем доступен при каждом давлении.При 2000 фунтов на квадратный дюйм в ³ 73,2; в 2500 есть 29,3 в ³ . Доступный разряд 43,9 в ³ (73,2 – 29,3).

Определение давления заряда для аккумуляторов с малым рабочим циклом

В приведенном выше примере с линейным ускорением на американских горках мы продемонстрировали, как можно использовать длительные периоды отдыха для непрерывного накопления жидкости для внезапного выброса. Основным преимуществом этого были меньшие компоненты и более ровная загрузка системы.

Чтобы эти приложения были успешными, вам нужно, чтобы ваша функция работала при более низком давлении. Я рекомендую спроектировать вашу систему так, чтобы давление в системе было менее 50%. Это будет не более 1500 фунтов на квадратный дюйм в системе на 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Для этого применения также требуется, чтобы давление наддува соответствовало расчетному давлению функций. В примере с линейным ускорением аккумулятор должен быть заряжен до 1500 фунтов на квадратный дюйм, чтобы обеспечить наилучшую производительность.

Как давление в системе влияет на объем

В системе, которой для выполнения определенной функции требуется 67 галлонов, давление в системе перед сбросом зависит от размера необходимого аккумулятора.При 1500 фунтов на квадратный дюйм доступно 109,7 дюйма ³ .

В таблице ниже показано, какой будет разрядка аккумулятора, заряженного до 1500 фунтов на квадратный дюйм при различных рабочих давлениях.

Давление (PSI)	Разряд (в 3 )	Разряс Доступны (в 3 )	Размер нужен (GAL)
2000	54.9	54.8	54.8	54.8	54.8	282
2500	21.9	87.8	176	176
3000	3000	0	109.7	141	141	141	141

На на поверхности похоже на 3000 PSI Рабочее давление имеет наибольшее значение, потому что для 1000 фунтов / кв. , я могу сократить размер своего аккумулятора вдвое. Довольно мило.

В небольших системах, вероятно, имеет смысл использовать более высокое давление. Однако в больших системах работа при более высоком давлении может быть экономически невыгодной из-за затрат на электроэнергию и компоненты.

Могу ли я заряжать до давления выше, чем давление в моей системе?

Короткий ответ: нет. Как упоминалось ранее, гидравлическое давление всегда должно быть не ниже давления наддува. Это необходимо для предотвращения внутренних повреждений поршня или камеры.

Поскольку это относится к минимальному рабочему давлению, оно должно быть таким же и к максимальному рабочему давлению.

Заключение

Проанализировав три случая использования аккумулятора, мы определили, что давление заряда аккумулятора различно для каждого использования.

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Более высокое давление наддува требуется для ситуаций с удержанием нагрузки, а приложения с низким рабочим циклом будут работать при среднем давлении.

Родственные

Воздушно-водяная гидроаккумуляторная станция, 1954 г. | 1950-ес

фотографии, сделанные на сайте C.1954

D7338 / 140003

D7338 / 140003

D7338 / 140002 GLOUCESTERSHIRE ARCHIVES

D7338 / 140002

D7338 / 14/5/7 / 4877A

Gloucestershire Archives

Эти фотографии были, вероятно, были использованы в рекламных целях, возможно, чтобы проиллюстрировать новейшую систему контроля уровня аккумулятора, которая появилась примерно в это время (заменив систему ртутного контакта).

На первой фотографии показаны три резервных баллона с воздухом с отдельными запорными клапанами для воздуха высокого давления и баллон с воздухом/водой (на переднем плане) с блоком ламп, прикрепленным к контрольной трубе, на котором показаны 12 отдельных ламп, которые будут гореть для индикации уровня воды в бутылке с водой.

Вторая фотография с открытым коробом с лампой, на которой виден каждый отдельный «электродный зонд», который измерял уровень воды в контрольной трубке и передал электрический сигнал на панель управления на переднем плане.Контактный манометр также прикреплен к контрольной трубке для измерения «высокого» и «низкого» давления в системе.

На приведенной ниже диаграмме показаны типичные эксплуатационные характеристики и функции безопасности систем, которые использовались в конце 1950-х и 1960-х годах.

Эксплуатационные процедуры и особенно функции безопасности были существенно пересмотрены и улучшены после разработки и внедрения более поздних электронных блоков управления уровнем в 1970-х годах.

9123 8

Уровень Уровень

Лампа Color

Действие на падающей водой Уровень

Действие на растущий уровень воды 8

слышимый сигнал тревоги

Red

Закрыть клапан остановки, остановить все насосы

на

B

белый

группа 1 Off-Load

Off

C

Насос Группа 2 Off-Load

OFF

D

White

Насосная группа 3 Off-Load

E

Белый

Насосная группа 4 без нагрузки

Выкл.

Flate

Насос

Off

G

Белый

Насос Группа 2 на нагрузке

Off

H

H

Уайт

Насос

Насос группы 4 на нагрузке

от

x

Y

Red

Выключите авто остановки клапана

5

Red

Red

Выключить клапан автомобилей (Повторить)

На

Установлены контакты низкого давления (повторить действия уровня Y и Z)

Нажмите на фотографию, чтобы увеличить изображение.

Как закачать воздух в гидроаккумулятор водоснабжения: оптимальные показатели, расчет и регулировка