Гидроаккумуляторы 50 литров: технические характеристики, расчет, подбор и эксплуатация
Гидроаккумулятор (гидробак, мембранный бак) объемом 50 литров представляет собой ключевой элемент современных систем автономного водоснабжения, систем повышения давления и пожаротушения. Его основное функциональное назначение – аккумулирование определенного объема жидкости под давлением для обеспечения стабильной работы насосного оборудования, защиты от гидроударов и создания резервного запаса воды. Данная емкость является одним из наиболее востребованных типоразмеров в частном секторе и малом коммерческом использовании, оптимально сочетая компактные габариты с достаточной производительностью для снабжения 2-4 точек водоразбора.
Конструкция и принцип действия
Гидроаккумулятор 50 л представляет собой стальной корпус (баллон), внутреннее пространство которого разделено эластичной мембраной (в виде груши или диафрагмы) на две изолированные камеры: воздушную (пневматическую) и водяную (гидравлическую). В воздушной камере находится предварительно закачанный под определенным давлением инертный газ (обычно азот) или воздух. Водяная камера через присоединительный фланец подключается к системе водоснабжения. При запуске насоса вода поступает в гидробак, растягивая мембрану и сжимая газ в воздушной камере, что приводит к повышению давления в системе. При достижении верхнего порога срабатывания (давление отключения, Poff) реле давления размыкает цепь питания насоса. При открытии водоразборного крана сжатый газ вытесняет воду из мембраны в систему, поддерживая стабильный напор, пока давление не упадет до нижнего порога (давление включения, Pon), после чего насос вновь запускается.
Ключевые технические параметры и характеристики
При выборе и эксплуатации гидроаккумулятора на 50 литров необходимо учитывать следующие параметры:
- Общий объем (Vtot): 50 литров. Это физический объем всего бака.
- Полезный объем воды (Vполезн): Фактический объем воды, который может быть отдан из бака в систему в рабочем цикле между давлениями Poff и Pon. Составляет лишь часть от общего объема и рассчитывается по формуле или определяется по таблицам.
- Предварительное давление в воздушной камере (Pпредв): Давление газа в баке без воды. Номинальное значение обычно составляет 1.5-2.0 бар и должно корректироваться в зависимости от настроек реле давления. Рекомендуется, чтобы Pпредв было на 10% ниже давления включения насоса (Pon).
- Максимальное рабочее давление (Pmax): Предельно допустимое давление в баке, указанное производителем. Для стандартных моделей 50 л обычно равно 8-10 бар.
- Диапазон рабочих температур: Как правило, от +1°C до +99°C для стандартных мембран. Для систем отопления используются баки с термостойкими мембранами.
- Материал корпуса: Углеродистая сталь с эпоксидным или иным антикоррозионным покрытием, либо нержавеющая сталь (дороже, но долговечнее).
- Материал мембраны: Бутиловая резина (пищевая, для водоснабжения) или EPDM (для технической воды и систем отопления).
- Присоединительный размер: Чаще всего наружная резьба 1″ (G1″) или 1 1/4″.
- (Poff — Pon) / (Poff + 1), где давление выражено в барах (атмосферах). Формула упрощенная, но дает практический результат.
- Назначение системы: Для систем холодного водоснабжения (ХВС) используются стандартные баки с пищевой мембраной. Для систем отопления и ГВС – модели, рассчитанные на высокие температуры.
- Тип установки: Горизонтальные модели часто имеют площадку для крепления поверхностного насоса. Вертикальные компактнее по площади основания, осадок скапливается внизу и может быть удален через специальный ниппель.
- Сменная мембрана: Наличие возможности замены мембраны существенно увеличивает срок службы изделия и снижает эксплуатационные расходы.
- Качество материалов: Толщина и антикоррозионная защита корпуса, марка резины мембраны, качество фланца.
- Соответствие нормам: Для пищевого применения обязательны сертификаты на материал мембраны (например, сертификат FDA или его аналоги).
- Отключить систему от электросети и слить воду.
- Проверить/отрегулировать предварительное давление в воздушной камере через ниппель автомобильным манометром. Сверхусь с требуемым Pon.
- Подключить бак к системе и заполнить водой под давлением, стравив воздух.
- Настроить реле давления на требуемые Pon и Poff с помощью соответствующих пружинных регуляторов.
Расчет полезного объема воды в гидроаккумуляторе 50 л
Полезный объем напрямую зависит от разницы между давлениями Poff и Pon, а также от предварительного давления Pпредв. Рассчитать его можно по формуле:
Vполезн = Vtot
Более точные данные, учитывающие Pпредв, представлены в таблице для стандартных настроек реле давления:
| Давление включения, Pon (бар) | Давление отключения, Poff (бар) | Предварительное давление, Pпредв (бар) | Полезный объем воды, Vполезн (л) для бака 50 л |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 3.0 | 1.4 | ~14-16 |
| 2.0 | 3.5 | 1.8 | ~12-14 |
| 2.5 | 4.0 | 2.3 | ~11-13 |
| 3.0 | 5.0 | 2.7 | ~14-16 |
Как видно из таблицы, полезный объем редко превышает 30% от общего объема бака. Это критически важно учитывать при проектировании системы, чтобы избежать избыточно частых запусков насоса.
Критерии выбора гидроаккумулятора на 50 литров
Интеграция в систему водоснабжения и настройка
Гидробак монтируется после насоса (погружного или поверхностного) и обратного клапана, перед разводкой к потребителям. Обязательна установка манометра для визуального контроля. Рекомендуется использовать пятивыводной штуцер или набор фитингов для компактного подключения насоса, бака, реле давления и манометра. Последовательность настройки:
Обслуживание и диагностика неисправностей
Регламентное обслуживание включает ежемесячную проверку давления Pпредв и его корректировку при необходимости. Раз в полгода следует проверять целостность мембраны: при нажатии на ниппель воздушной камеры, если из него выделяется вода, мембрана повреждена и подлежит замене. Частая проблема – падение предварительного давления из-за микроподтеков через ниппель или мембрану. Слишком частые запуски насоса (короткий цикл) чаще всего связаны с неверно настроенным Pпредв, малым полезным объемом или повреждением мембраны.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как часто должен включаться насос при использовании гидроаккумулятора 50 л?
Оптимальная частота запусков для большинства бытовых насосов – не более 20-30 раз в час. При стандартных настройках (Pon=2.0 бар, Poff=3.0 бар) и расходе воды 10-15 л/мин, 50-литровый бак обеспечит такой режим для типового домохозяйства. При более частых запусках требуется диагностика или увеличение объема бака.
Можно ли установить два гидроаккумулятора по 50 литров вместо одного на 100 литров?
Да, это технически возможно и иногда целесообразно для увеличения общего полезного объема и снижения нагрузки на каждый бак. Баки подключаются параллельно к общему трубопроводу. При этом общий полезный объем будет суммироваться. Важно синхронизировать предварительное давление в обоих баках.
Чем отличается гидроаккумулятор для системы отопления от бака для водоснабжения?
Бак для отопления (расширительный бак) рассчитан на более высокие температуры (до 120°C), мембрана выполнена из EPDM. Он предназначен для компенсации теплового расширения теплоносителя. Давление предварительной закачки обычно выше. Использование бака для водоснабжения в системе отопления недопустимо из-за риска разрушения мембраны и несоответствия санитарным нормам.
Какое давление воздуха должно быть в пустом гидроаккумуляторе?
Давление должно составлять примерно 90% от расчетного давления включения насоса (Pon). Стандартное значение для большинства систем – 1.5-2.0 бар. Точное значение указано в паспорте изделия и должно коррелироваться с настройками реле давления.
Почему падает давление воды даже при исправном насосе и баке?
Наиболее вероятная причина – падение предварительного давления в воздушной камере гидроаккумулятора. Необходимо проверить и подкачать воздух через ниппель. Другие причины: засорение фильтров, неисправность обратного клапана, утечка в трубопроводе.
Заключение
Гидроаккумулятор объемом 50 литров – это технически сложное и необходимое устройство для стабилизации давления и обеспечения корректной работы насосной станции. Его правильный подбор, основанный на расчете необходимого полезного объема, корректный монтаж и регулярное техническое обслуживание являются залогом долговечности как самого бака, так и всего насосного оборудования. Понимание принципов работы и взаимосвязи между давлением воздуха и воды позволяет оптимально настроить систему, минимизировать количество циклов включения/выключения насоса и обеспечить стабильное водоснабжение объекта.