Схемы подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения: особенности подсоединения гидробака

Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

Установка гидроаккумулятора для систем индивидуального водоснабжения своими руками производится вместе с автоматикой и переходниками, к которым относятся коммутирующий пятивходовой штуцер, манометр для настройки и контроля, коммутирующее гидравлическое реле. При использовании в водозаборе скважинного глубинного электронасоса обвязка для скважины включает в себя реле сухого хода и обратный клапан, если он отсутствует в насосном агрегате.

Если в водопроводной магистрали используется поверхностный центробежный электронасос, то практичнее и дешевле приобрести готовую смонтированную насосную станцию, чем проводить монтаж элементов системы самостоятельно.

Рис. 4 Бачок расширительный в станции

Обвязка расширительного бака

Перед тем, как подключить гидроаккумулятор для систем индивидуального водоснабжения, готовят комплектующие: автоматические приборы, фильтры и переходные муфты для подсоединения труб ПНД. После подсоединения электронасоса к водопроводу из ПНД при помощи переходных пластиковых муфт и размещения его в скважине, дальнейшие работы по сборке проводят в следующей последовательности:

1. На выходе водопроводной трубы из насоса устанавливают шаровый кран и фильтр грубой очистки для удаления песка из воды.
2. После фильтра устанавливают тройник с диаметром отверстий, подходящих для подключения автоматики. В его верхний отвод вкручивают переходную муфту для подключения реле.
3. Для присоединения к электронасосу реле давления и манометра применяется стандартный пятивходовой штуцер, который подключают к тройнику при помощи переходника.
4. На выходе штуцера с наружной резьбой диаметром 1 дюйм устанавливают шаровый кран с накидной гайкой – это позволит производить ремонт и замену узлов, не сливая воду из всей водопроводной магистрали.
5. К выходному отверстию штуцера с внутренней резьбой 1 дюйм при помощи гибкой подводки присоединяют гидроаккумулятор.
6. Далее в пятивыводной штуцер устанавливают манометр и реле давления, в тройник вкручивают реле сухого хода.
7. В конце подключают электрический кабель питания к реле – монтаж автоматики на этом можно считать законченным.

Многие предпочитают устанавливать всю автоматику с помощью соединительных штуцеров непосредственно на выходе гидроаккумулятора – такая методика не требует подводного шланга.

Гидробак является основным узлом в автоматических системах управления электронасосами, необходимым для снижения нагрузки на водопроводную магистраль и уменьшения циклов срабатывания насосного оборудования. Его соединение с трубопроводом и настройку довольно просто сделать своими руками при использовании простейшего сантехнического инструмента. Для правильного выбора расширительного бака можно использовать не слишком сложную формулу или определить его параметры приблизительно в зависимости от объема подачи или мощности насосного оборудования.

Место емкости в системе водоснабжения

В системах водоснабжения гидроаккумулятор располагается после насоса, перед входной трубой. В этом месте он способен контролировать давление и выполнять защитные функции, например, при гидроударе. Гидроудар происходит при резком закрытии крана и одновременно работающем насосе. Жидкость по инерции двигается к выходу, когда ей перекрывают движение, возникает обратная волна. Она сталкивается с набегающей массой жидкости и происходит повреждение труб. Отсутствие встречного потока предохраняет магистраль от разрыва.

Некоторые покупатели путают накопительную емкость с расширительным баком. Второй предназначен для компенсации потерь жидкости при ее нагревании и устанавливается в системах отопления. При испарении жидкости дополнительная порция поступает из водопровода.

При отключении электричества есть небольшой запас воды, который можно использовать для бытовых нужд.

Когда гидробак не нужен

В системах полива гидроаккумулятор не нужен, так как при постоянном открытом кране насос будет работать без выключения. Если в данной схеме присутствует накопительная емкость, оборудование будет часто включаться, что приведет к преждевременной выработке ресурса.

При покупке насоса с автоматической системой, предполагающей плавный запуск двигателя, ГА также не нужен. Гидроудар трубам не грозит, так как поток жидкости движется медленно.

Место прибора в системе подачи воды

Гидроаккумулятор (ГА) состоит из емкости, клапана для стравливания, фланца, 5-выводного штуцера (тройника) с муфтами для соединения, а также реле давления (управляющего узла), которое задает ритм всей работе.

Функции:

• главный управляющий элемент
• обеспечивает работу без перегрузок
• контролирует оптимальное наполнение бака водой
• продлевает срок службы мембраны и всего оборудования в целом

Манометр, который показывает давление в баке, есть в комплекте или докупается отдельно.

Насос выкачивает воду из скважины, направляет ее по трубам. Далее, она попадает в ГА, а из него – в домашний трубопровод.  Задача мембранного бака – поддерживать стабильное давление, а также цикл работы помпы. Для нее существует определенный максимум активаций – около 30 в час. При превышении механизм испытывает нагрузки и через короткое время может выйти из строя. Отрегулировать реле давления воды нужно так, чтобы устройства работали, как положено, не превышая критической нагрузки.

Это интересно: Как отогреть водопровод: вся суть

Назначение реле давления и принцип работы

Насосные станции обычно оснащаются автоматикой для контроля и управления работой, так как включение и отключение перекачивающего оборудования в автономном режиме крайне необходимо. Выполнение этих операций вручную потребует постоянного внимания к системе и не даст обитателям дома заниматься своими делами, работать и отдыхать.

Достаточный уровень контроля обеспечивает реле давления. Оно представляет собой блок с пластиковым кожухом. Внутри корпуса находятся две пружины, каждая из которых «отвечает» за настройку значения крайнего положения (параметров включения и отключения насоса).

Реле функционально соединено с гидроаккумулятором, в котором в находятся вода и сжатый воздух, среды соприкасаются через гибкую эластичную мембрану. В рабочем положении находящаяся в резервуаре вода через разделяющую перегородку давит на воздух, создавая определенное давление. Когда вода расходуется, ее объем уменьшается, снижается давление. При достижении определенного (выставленного на реле) значения, включается насос и вода закачивается в резервуар до достижения выставленного на второй пружине значения.

Схема подключения реле давления воды для насоса предусматривает соединение оборудования с водопроводом, насосом и сетью электрического питания.

Какие бывают реле

Различают следующие виды:

• электромеханические;
• электроконтактные (стрелочные);
• электронные.

Рассмотрим их устройство и принцип действия.

Электромеханические

Для настройки параметров отключения и включения насоса здесь предусмотрены пружины, которые можно поджать или отпустить, затягивая или ослабляя подстрочные гайки. Пружины механически связаны с металлическими пластинами – контактами. Основным элементом является мембрана, воспринимающая напор и так же механически связанная с контактными пластинами. Прогибаясь под воздействием воды, мембрана воздействует на контактные пластины заставляя из размыкаться или соединяться, размыкая или замыкая цепь управления.

Достоинствами таких устройств являются:

• Простота конструкции;
• Надежность;
• Доступная цена.

К недостаткам относятся:

• Довольно относительная точность аппарата, ввиду зависимости его работы от температуры контактных пластин, которая значительно меняется в зависимости от продолжительности цикла срабатывания;
• Трудности с точной настройкой.

Стрелочные

В сущности, это аналог электроконтактного манометра, т.е. манометр с встроенными электрическими контактами. Показывающая стрелка манометра достигая встроенного электрического контакта вступает во взаимодействие с ним, размыкая или замыкая цепь управления. Достоинствами устройств этого типа являются:

• Простая настройка;
• Визуальное наблюдение значений параметров;
• Точность выше, чем у электромеханических РД.

Недостатками являются:

• Стоимость выше, чем у электромеханического аппарата;
• Сложность электрического подключения (ЭКМ подключается через дополнительное реле).

Электронные

Самые продвинутые РД, с довольно широким функционалом: высокой точностью, наличием ЖК дисплея с цифровой индикацией значений, легкость настройки в сочетании с широким диапазоном настраиваемых значений и параметров. Изделие наделено функциями РД и защиты от сухого хода, контроля утечек и разгерметизации трубопровода.

Его назначение – остановить насос при снижении значений контролируемого параметра до минимального заданного значения, исключая возможность его работы без воды, сохранив тем самым его технически исправное состояние.

Кроме того, изделие подаст сигнал о неисправности гидроаккумулятора–накопительной емкости специального исполнения, присутствие которой обязательно для любой схемы водоснабжения. Внутри стального бака расположен резиновый мешок для воды. Между ним и внутренней поверхностью стальной оболочки имеется воздушный зазор. Давление воздуха в зазоре можно увеличить или уменьшить, соответственно уменьшая или увеличивая количество воды в резиновом «мешке».

И наконец, с помощью кнопки на корпусе электронного реле можно принудительно остановить помпу, в случае необходимости.

Среди прочих достоинств нужно отметить следующие:

• Отсутствие ложных срабатываний при резких скачках значений контролируемого параметра в системе;
• Возможность дополнительной функции полива.

Однако есть и недостатки:

• Высокая стоимость;
• Зависимость от качества воды, требующая обязательной установки сетчатых фильтров.

От правильного выбора РД зависит работоспособность и безаварийная работа системы водоснабжения.

Подключение скважинного насоса к электропитанию с блоком управления блоком автоматики

Схема подключение скважинного насоса к электропитанию с блоком управления (автоматики).

Блок управления предназначен для контроля работы погружных насосов без участия пользователя. Комплектность шкафа варьируется в зависимости от выбранной модели и завода изготовителя.

Стандартный набор состоит из следующих элементов:

• контактор с тепловым регулятором;
• индикаторные лампы;
• реле «сухого хода»;
• узел контроля уровня напряжения;
• пусковое защитное устройство «плавный пуск»;
• прерыватель цепи питания;
• клеммы для подсоединения датчиков и погружного насоса к автоматике;
• двухпозиционный автомат;
• кабельные вводы.

Исходя из списка оборудования можно сделать вывод, что монтаж шкафа необходимо доверить специалистам, которые подключат все датчики и отрегулируют работу перекачивающего оборудования.

Как выбрать гидроаккумулятор

При выборе гидроаккумулятора лучше отдать предпочтение моделям с резиновой грушей — в мембранных видах жидкость контактирует с металлическим корпусом, что может вызвать его коррозию.

Основной рабочий элемент баллонного гидробака — грушевидная мембрана, от качества которой зависит срок его службы, при этом материал корпуса играет менее важную роль, так как не контактирует с водой

Обычный материал изготовления груши — изобутированная пищевая резина, при выборе модели для наружного монтажа повышенное внимание следует обращать на фланец, к которому крепится резиновая мембрана. Предпочтение следует отдавать моделям, фланец которых сделан из толстой нержавейки или оцинкованной стали — такое изделие прослужит 10-15 лет без потери своей герметичности

Еще одно преимущество баллонного бака — простота замены резиновой мембраны. Для этого откручивают несколько шестигранных болтов крепления фланца и снимают его вместе с оболочкой.

Рис. 9 Вертикальные гидробаки в водопроводной линии

Обслуживание, неполадки, эксплуатация

Профилактические действия и ремонт:

• механические чувствительные части необходимо проверить и отрегулировать
• контакты желательно почистить
• при несрабатывании не спешите разбирать механизм – сначала попробуйте легко постучать не слишком тяжелым предметом по корпусу
• шарниры «качелек» смазывают консистентной смазкой раз в год
• не закручивайте гайки регулировки полностью – механизм не будет работать

Если прибор не держит давление, неправильно срабатывает или вообще не работает, воздержитесь от поспешных выводов и не выбрасывайте его.  Пыль, мусор, песок в мембранном пространстве не дают ему нормально реагировать. Действия по исправлению проблемы такие:

Открутить 4 болта на дне, снять накладку с входным патрубком и крышку.
Осторожно промыть мембрану, а также полости вокруг нее.
Установить все элементы в обратном порядке.
Снова выставить пороги и осуществить пробный запуск.

Мастера рекомендуют, перед тем как правильно настроить реле, не превышать верхний порог больше на 80% максимально допустимых значений для конкретной модели, которые указаны в инструкции (стандартно около 5 – 5,5 атм.).

Для качественной работы в трубопроводе не должно быть воздуха. Периодически (раз в 3 – 6 мес.) нужно проверять выставленные пороги срабатывания, показатели давления в ГА, и стравливать или подкачивать воздух. Прежде чем приступить к настройке, нужно узнать, сможет ли реле давления для гидроаккумулятора и сам агрегат выдержать требуемые нагрузки, отвечают ли им его технические возможности.

Основные функции гидроаккумулятора

Устройство в системе обеспечения дома водой гидроаккумулятора решает несколько важных проблем:

• Предохраняет насос от преждевременного износа. Запас воды в мембранном баке, позволяет включать насос, при открытии крана в водопроводе лишь в случае, когда запас воды в баке полностью исчезнет. Любой насос содержит определенную величину включений в час, а устройство гидроаккумулятора позволяет насосу иметь неиспользованные включения, что повышает срок его эксплуатации.
• Поддерживает постоянное давление в водопроводной системе, предохраняет от перепадов напора воды, которые могут, при одновременном открытии нескольких кранов, привести к резким колебаниям напора воды, например на кухне и в душе. Гидроаккумулятор(см.Гидроаккумулятор для скважины: виды оборудования и способы его использования) с такими неприятными ситуациями успешно справляется.
• Предохраняет от возникновения гидроударов, возникающих при включении насоса, которые могут нанести существенный вред трубопроводу.
• Поддерживает в системе запас воды, что позволяет пользоваться ею даже при отключении электричества. Особенно это актуально в загородных домах.

Виды и устройство гидроаккумуляторов

Прежде чем познакомиться с видами устройств нужно познакомиться с особенностями его конструкции. Она не отличается особой сложностью.

Устройство гидроаккумулятора насосной станции

Основными конструкционными элементами гидроаккумуляторов являются:

• Корпус, представляет собой герметичный баллон, способный выдерживать при постоянном режиме работы давление 1,5 – 5,6 атмосфер или до 10 атмосфер если нагрузка кратковременная.
• Мембраны. Это эластичная «груша», которая фиксируется у горловины баллона и размещается в его внутреннем пространстве. Только сквозь фланец с клапаном, закрепленными к горловине корпуса аккумулятора, может открываться доступ в мембрану.
• Ниппеля для переходника. Элемент врезан в корпус со стороны противоположной от горловины. Через ниппель в аккумулятор происходит закачка воздуха, занимающего все пространство, имеющееся между внешней поверхностью мембраны и внутренней полостью корпуса.

Помимо этого в конструкции накопителя имеются ножки и опорный кронштейн, служащие для монтажа насоса. Ножки привариваются внизу накопителя, а сверху размещается насос.Особенности конструкций позволяют сортамент накопителей разделить на такие их разновидности:

• Аккумулирующие баки для накопления холодной воды, используются в технических трубопроводах и для питья. В этом случае аккумуляторы для современных трубопроводов имеют лишь инертные мембраны, которые изготавливаются из каучука особого сорта.
• Аккумулирующие баки, для хранения горячей воды, используемые в системах горячего водоснабжения. В таких накопителях мембрана изготавливается из материала, устойчивого к высоким температурам.
• Аккумулирующие баки, используемые для систем отопления в замкнутой среде. Основным требованием, которое предъявляется к таким аккумуляторам, является присутствие в их конструкции мембраны, у которой высокая сопротивляемость к возникновению высокой температуре и давлению.

При этом мембраны аккумуляторов в системе для подачи горячей воды могут выдержать температуру до 90 градусов Цельсия, а элементы, которые служат для систем отопления, могут выдерживать до 110 градусов Цельсия.

Настройки реле давления

Настройка реле давления

Перед запуском системы необходимо правильно настроить реле давления. От этого будет зависеть работа всей системы.

Правила подключения:

• для водопроводной системы должна быть выделена собственная линия электропитания;
• кабель использовать медный двухжильный;
• провода должны быть заземлены, чтобы ток не соприкасался с водой.

Как настроить реле давления:

1. Включить систему.
2. Ориентируясь на показания манометра, с помощью гаечного ключа выставить нижний предел давления, подкручивая большую пружину.
3. Настроить верхний предел с помощью малой пружины.
4. Проверить, как работает система. Если насос не включается или не выключается по настройкам, повторить цикл сначала.

Для удобства разница между нижним и верхним порогом не должна превышать 1 бар. В случае низкого давления мембрана будет сильно растягиваться, что может привести к разрыву.  Малая разница между двумя показателями приведет к частому включению.

При гидроаккумуляторах большой емкости можно выставлять разницу между верхним и нижним давлением в 2 или 3 атмосферы.

Назначение современного гидроаккумулятора

Долговечность, экономичность и бесперебойность работы системы водоснабжения целиком зависят от схемы подключения. Одним из основных элементов системы считается гидроаккумулятор. От правильности выбора схемы его обвязки и будет зависеть работоспособность всего комплекса. – содействовать стабильности подачи воды, стабильности давления воды в системе и обеспечение необходимого резервного объема воды, в зависимости от модели и типа устройства.

В принципе, все гидроаккумуляторы устроены однотипно. Их работа построена на взаимодействии сжатого воздуха и воды. Сжатый воздух оказывает давление на массу воды посредством резиновой мембраны, тем самым поддерживая необходимый его уровень во всей системе. Это может пригодиться тогда, когда бывают перебои с электроэнергией или временной недееспособностью водяного насоса, когда давление в системе нестабильно.

Что это такое?

Любой гидроаккумулятор представляет собой ёмкость в форме бака, корпус которой может быть изготовлен из стали, чугуна или особо прочного пластика. Внутри расположена мембрана или как её ещё часто называют, груша. Мембрана прикреплена к корпусу с помощью фланца с патрубком, через который поступает вода.

В корпусе предусмотрено техническое отверстие для ниппеля, через него в бак закачивается необходимый объём воздуха. Для удобства размещения гидроаккумулятор оснащён ножками и платформой в верхней части корпуса для установки насоса.

На патрубок монтируется блок автоматического управления с манометром и реле давления – это «сердце» всей водопроводной системы.

Где устанавливать и подключить накопительный бак

Схема подключения гидроаккумулятора и насоса, их правильная эксплуатация не представляет особой сложности:

• Вода во внутрь грушевидной мембраны подается через фланцевый клапан.
• Под ее давлением мембрана начинает расширяться.
• Закаченный в корпус воздух, сжимается и мембрану удерживает от разрыва. По мере заполнения мембраны воздух уплотняется, что в итоге создает область повышенного давления между стенками корпуса и мембраны, которая обеспечена энергией сжатого воздуха.
• После открытия в домашнем водоводе крана, воздух начнет сдавливать грушевидный вкладыш и вода начинает под нужным давлением идти по трубам.
• Насос наполняет опустошенную мембрану, а его работа контролируется датчиком давления, установленного на насосной станции.

При подключении накопителя в водопровод учитываются конструктивные особенности насосной станции, тип используемого в ней насоса для закачивания в накопитель воды.В станциях используются два вида устройств:

• Погружные, опускаемые прямо в воду.
• Поверхностные, фиксируемые у гидроаккумулятора.

От особенностей используемого оборудования, зависит схема подключения насоса и гидроаккумулятора. На фото показан пример установки устройства в загородном доме.

Схема подключения водяного насоса, гидроаккумулятора

Порядок подключения системы с поверхностным насосом заключается в следующем:

• Измеряется давление воздуха со стороны ниппеля при пустой мембране, его величина должна быть на 0,5-1 атмосферу меньше, чем в аккумуляторе минимальное давление, при срабатывании насоса. Это минимальное давление задается на реле управления станцией, к величине которого прибавляются 0,5-1 атмосфера. Фиксируется его показания манометром на ниппеле бака.
• Монтаж бака особого коллектора с пятью выходами к фланцевому штуцеру.
• Подключение:

1. к первому выходу напорной трубы от насоса;
2. ко второму — патрубка бытового водопровода;
3.  к третьему подсоединяется реле давления;
4. к четвертому выходу – манометр;
5. к пятому уже подключен штуцер гидробака.

При подключении устройства своими руками с использованием погружного насоса необходимо выдержать такой порядок действий:

• Насос погружается в воду. На поверхность выводится напорный шланг от насоса и подключается к реле давления, через тот же коллектор на пять разъемов.
• Поток от коллектора отводится на гидроаккумулятор, при этом на этом участке движение будет двусторонним.
• Водопроводом соединяется от коллектора еще один патрубок, а оставшийся разъем подключается к системе управления насосом.
• Между коллектором и насосом, в этом случае, врезается еще один фитинг или обратный клапан, не дающий воде «слиться» назад в скважину, после того как прекратится напорная подача. Этот клапан необходимо монтировать непосредственно в горловину выпускного патрубка, установленного на насосе.

Классификация гидроаккумуляторов для систем водоснабжения

Известные конструкции рассматриваемых устройств различают по последующим показателям:

• По ёмкости.

  Выпускаются гидроаккумуляторы маленького (до 40…50 л.), среднего (до 120…150 л.) и огромного (до 400 л.) объёма. Крайние в бытовых сетях водоснабжения юзаются редко;

• По компоновке. Различают устройства, устанавливаемые вертикально и горизонтально. Явных преимуществ одна компоновка перед иной не имеет. К примеру, вертикальные гидроаккумуляторы занимают меньше установочной площади, но зато несколько наиболее трудоёмки в текущем регламентном обслуживании;
• По корпуса. Выпускаются устройства с корпусом из нержавеющей стали, но встречаются и наиболее дешёвые выполнения, где корпус сделан из обыкновенной стали с следующим эмалевым покрытием;
• По способу стравливания воздуха для повторяющейся корректировки давления в корпусе: это может быть особый клапан, или обыденный кран (последний вариант предусматривается в гидроаккумуляторах, которые рассчитаны на маленькие объёмы воды);

Все составляющие конструкции должны обладать сертификатом гигиенического соответствия и иметь надёжную антикоррозионную защиту.

При выборе типоразмера гидроаккумулятора учитывается следующее:

1. Максимальная дневная потребность в питьевой воде.

   Так как на этот параметр влияет также и способности подающего воду насоса, то эти элементы обустройства системы домашнего водоснабжения целенаправлено подбирать одновременно.

2. Желаемое давление воды в сети, от что будет зависеть объём устройства, а также прочностные свойства корпуса. К примеру, в дешёвых гидроаккумуляторах они традиционно не превосходят 2 ат, что для неких ситуаций может оказаться опасным.
3. От типа насоса – погружной либо поверхностный. В первом случае гидроаккумулятор нужно устанавливать конкретно на выходе насоса, чтоб предотвратить его лишне нередкое включение/выключение. Для поверхностных насосов, накачивающих воду в наполнительный бак, гидроаккумулятор монтируют рядом с ним.

   При этом, чем выше размещено устройство, тем наименьшего объёма оно может быть. Для поверхностных насосов объём бака может приниматься наименьшим, чем для погружных.

4. От наличия либо отсутствия обратного клапана в системе внутридомового водоснабжения. Ежели таковой клапан отсутствует, то гидроаккумулятор придётся устанавливать перед разветвлением водоподающего контура, и непременно снабжать манометром.
5. Наибольшая допустимая частота включений (для погружных насосов), которая не обязана быть больше 25…30 в час.