Гидроаккумулятор – принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение.

    В современной автономной системе водоснабжения гидроаккумулятор – обязательная вещь.  Чтобы понять, насколько часто он используется, достаточно зайти в любой магазин сантехники и посмотреть на длинные ряды витрин  голубых и синих  веселеньких баков. Или  набрать в поисковике “как подобрать гидроаккумулятор“, и  увидите огромное количество статей. Большинство из них написаны профессиональными( и непрофессиональными) копирайтерами, абсолютно поверхностно знающими эту тему, для привлечения посетителей или увеличения продаж.  Здесь я уделю внимание МИФАМ, возникающим в голове человека, читающего такие г@вностатьи.

*Автор честно в шоке от статей копирайтеров о гидроаккумуляторах. 

    Принцип работы гидроаккумулятора.  Совсем кратко, с этим, как правило, во всех статьях более-менее нормально.

Герметичный металлический бак, разделенный на две части каучуковой ( эээ… EPDM )  мембраной. Внутри мембраны вода , снаружи воздух , закачиваемый под необходимым давлением.  Есть ниппель, почти автомобильный,  для мужских игр с насосом и манометром. Когда насос включен, вода поступает внутрь мембраны , расширяя ее, тем самым уменьшая объем воздушной полости, соответственно воздух сжимается, увеличивается его давление. При отключении насоса  воздух за счет избыточного давления выталкивает воду куда попало ( как правило, прямиком к потребителю ).

*Photoshop… Явно виден прогресс Автора по сравнению с первой статьей “как правильно выбрать погружной насос для скважины”.

    Для чего нужен гидроаккумулятор:

Гидроаккумуляторы бывают горизонтального и вертикального расположения. Горизонтальные твердо стоят на полу и с удовольствием вешаются на стену, кроме того,  бонусом  идет дополнительное крепление для поверхностного насоса. Вертикальные – ноги на ширине плеч и готовы к утренней гимнастике.

А еще вертикальные бывают с одним или двумя выходными фланцами ( как  правило, это гидроаккумуляторы от 80 и более литров). Наличие второго фланца позволяет подключать воду и автоматику наиболее рационально и удобно для обслуживания . К примеру – верхний фланец используется для подключения манометра и блока автоматики, нижний – для подвода воды. Если второй фланец не используется, то его надо не забыть заглушить пробкой.  Да , и еще через верхний фланец можно стравливать воздух, попавший в мембрану.

*Гидроаккумулятор  Автора –  нафиг гибкую подводку, это ненадежно. И еще – отдельный слив для бака сделал – читай Лайфхак № 1.

  Если у гидроаккумулятора два фланца – то в нем так называемая проходная мембрана ( с двумя отверстиями ). Собственно их два варианта (мембран) –  обычная и проходная. Это совершенно  необязательная информация – поймете в МИФЕ №3.

Важные технические характеристики гидроаккумулятора:

• объем бака (и соответственно его размеры) ,
• максимальное давление ( толщина металла, качество сварки швов , качество мембраны) ,
• температура используемой воды ( качество сырья мембраны ),

 и еще

• из какого материала изготовлен фланец ,
• дата изготовления ( редко кто на это  смотрит, а ведь мембрана – это не коньяк, и влияние бездарно прожитых лет такое же, как у автомобильных колес ). 

МИФ № 1. “У меня большой…. гидроаккумулятор на 100 ( 200 итд ) литров, и в случае отключения электричества мне хватит воды надолго”.

Объем бака измеряется в литрах. Поэтому это  многих  ( копирайтеров )  заставляет думать , что это накопленный запас воды , который , к примеру,  при отключении электроэнергии вы сможете использовать.  Увы , это просто объем бака, а воды в нем будет намного-намного меньше. На официальных сайтах российских производителей гидробаков я не нашел данных по заполняемости их водой. Поэтому привожу  таблицу усредненного коэффициента полезного объема воды, на основании данных нескольких иностранных производителей.

* Данные верны при установленном давлении в гидроаккумуляторе  на 10% ниже, чем давление включения насоса.

Красным цветом выделены нежелательная разница давлений. Голубым для расчета ниже.

Итак, если вы используете бак на 100 литров, насос включается на 3 бар, а выключается на 4, то коэффициент полезного объема составляет 0,23. Итого максимальный объем воды, который вы сможете использовать , к примеру,  при отключении электричества,  будет всего 0,23 * 100 = 23 литра .  И это только в идеальном случае, когда на момент отключения электроэнергии в системе будет максимальное давление 4 бар, а если, к примеру, 3,2 бар – то всего около 8 литров. Понятно, что рассматривать гидроаккумулятор как серьезный накопитель воды на случае аварии не стоит.  

Объем запасенной воды возрастет, если увеличить разницу между давлением включения и выключения насоса. К примеру, 3 и 5 бар, тогда максимальный объем воды будет 0,37*100 = 37 литров. Но !  Пополняя таким образом запас воды , мы заставляем мембрану бака намного сильнее увеличиваться в объеме, что отрицательно сказывается на ее долговечности. Настоятельно рекомендую не настраивать разницу включения/выключения насоса больше 1,5 бар. Правда тут есть еще одно НО – уменьшая объем воды в гидроаккумуляторе , мы увеличиваем количество пусков насоса, и если объем гидроаккумулятора подобран неправильно, будет страдать насос ( а насос в априори существенно дороже гидробака, да и менять его сложнее ). И тут мы переходим ко второму мифу .

МИФ № 2. “Я подобрал правильный объем гидроаккумулятора в калькуляторе на сайте”.

Поскольку как серьезный накопитель воды гидроаккумулятор не стоит рассматривать ( Миф №1) ,то  его объем имеет существенное значение только для количества включений насоса в единицу времени. Если ваш насос не оборудован системой плавного пуска, тогда количество запусков насоса сильно влияет на его долговечность и как правило,   ограничен рекомендациями производителя ( обычно не более 20-30 в час). 

На многих сайтах интернет-магазинов  есть встроенные калькуляторы подбора объема гидроаккумулятора. Хорошая вроде штука – вводишь данные по давлению включения/выключения насоса, объему потребляемой воды , количеству  включений насоса в единицу времени, и вуаля – вам рассчитывается минимальный объем гидроаккумулятора. Однако опять пресловутое НО – автор протестировал порядка десяти таких калькуляторов в  топе запросов Яндекса и все они  выдают абсолютно неправильные значения, причем разброс объемов между минимальным и максимальным достигает 5 раз !!

* Типичный онлайн-калькулятор интернет-магазина. Расчет ни о чем.

Ключевой параметр в таких калькуляторах – это количество включений насоса  ( а это напрямую связано с его долговечностью работы ). То есть при заданных значениях давления включения/выключения насоса и скорости потребляемой воды, калькулятор должен рассчитать объем бака, который будет гарантировать количество включений насоса не более заданного.  

Я вводил следующие тестовые данные  –  расход воды 25 литр/мин , давление включения насоса 4 бар , выключения насоса 3 бар , установочное давление гидроаккумулятора 2,8 бар , количество включений насоса 30 раз/час  . Получил большой спектр расчетных объемов гидроаккумулятора – от 12 до 72 литров )))).  Попробуем посчитать сами.  Для примера возьмем   гидроаккумулятор на 80 литров, что заведомо намного больше полученных онлайн калькуляторами  объемов. В нем будет находится максимум 18 литра воды. Но при изменении давления от 4 до 3 бар из гидроаккумулятора выльется всего около 15 литров воды. Итак, открыли кран, вода пошла из гидроаккумулятора, насос не включен.  Через 15/25 = 36 секунд давление упадет до 3 бар и включится насос. Предположим наш  насос  в промежутке от 3-4 бар  выдает среднюю производительность – 45 литров в минуту.  С учетом вытекания воды из кранов , гидроаккумулятор будет заполнятся со скоростью 45-25 = 20 литр/ мин. и через 15/20 = 45 секунд давление будет 4 бар и насос выключится. Итого один цикл включения/выключения насоса занял 36 45 = 81 секунду. Соответственно за час насос сделает 3600 / 81 = 44 пуска, то есть взяв гидроаккумулятор заведомо больший, чем в расчетах онлайн, мы все равно получили количество включений более 30 раз.

Непонятно, по каким формулам работают онлайн – калькуляторы ? Да еще на количество включений насоса сильно влияет его производительность, но ни один онлайн калькулятор это не учитывает. Просто  там нет такого поля для ввода. ВООБЩЕ )).

Не верьте финансовым консультантам, женщинам и онлайн – калькуляторам расчета гидроаккумулятора !

P.S. По онлайн – калькулятору хорошо прошелся, но все-таки какой какого объема бак ставить ? Если совсем без формул и очень приблизительно , то на один длительно полностью открытый кран необходим бак 50 литров при разнице давлений 1,5 бар , или 80 литров при разнице 1 бар. И соответственно пропорционально увеличиваем объем гидроаккумулятора при увеличении количества кранов.

МИФ № 3. “У гидроаккумулятора порвалась мембрана, но я куплю новую и дешево отремонтирую его”.

Порыв мембраны у гидроаккумулятора – это основная причина выхода его из строя. При этом в лучшем случае в гидроаккумуляторе остается частично воздух и какое-то время он будет хоть плохо, но выполнять свои функции по демпфированию давления и взаимодействию с автоматикой управления насоса. В худшем случае воздуха в нем не будет совсем. К счастью, это случается не так часто. У автора статьи приблизительно из семи порывов мембраны только в одном случае в гидроаккумуляторе не было совсем воздуха ( я не понимаю как это так получается, но такое бывает ).  И поскольку насос был установлен с огромным запасом по давлению – около 9 бар ( автор невиновен, он покупал уже готовый дом со скважиной .. читайте как правильно выбрать погружной насос для скважины) , порвало ПЭ трубу и еще пошла протечка в колбе механической очистки воды. В результате насос начал включаться и выключаться с периодичностью в 10 секунд.

* Это не золотой слиток… Это именно та смертельно уставшая мембрана в чудесном синем тазике.  

Извиняюсь за наболевшее, вернемся к замене мембраны. В настоящее время в РФ мембран не из материала EPDM  я не встречал, производителя кроме Китая и Италии (если верить) – тоже. Цена мембраны варьируется в диапазоне от 15 до 30% от стоимости гидробака. Зависит от объема мембраны,  страны производителя и жадности продавца.   И вроде заманчиво купить мембрану  и ее заменить (10-15 минут вдвоем с гаечным ключом), а не менять целиком гидроаккумулятор. Я не рекомендую это делать. В 90 процентах случаев  вы потратитесь на мембрану, а немного позже купите новый гидроаккумулятор.  Поясню. Как только мембрана становится негерметичной, вода соприкасается с внутренними стенками металлического бака.  В результате на стенках бака появляется ржавчина. И если это произошло – кирдык гидроаккумулятору. Ржавчина обязательно попадет на новую мембрану и механически перетрет ее за 1 – 3 месяца.  У автора был гидроаккумулятор элитной немецкой фирмы REFLEX , в котором по уверению производителя есть защита внутренней стенки бака от коррозии ( у абсолютного большинства баков такой защиты вообще нет ). После порыва мембраны, осмотрел внутреннюю часть этого бака – ржавчина присутствовала. Такая же,  как и на менее дорогом баке WESTER и на совсем бюджетном ДЖИЛЕКС.

В качестве исключения попробовать успешно заменить мембрану можно  только в одном единственном случае – вы заметили порыв мембраны буквально в течении суток, тут же быстро разобрали гидроаккумулятор и просушили его.  Если внутри нет ни намека на ржавчину – пробуйте. Но поскольку в 99% случаев выход из строя гидроаккумулятора замечается не сразу……

МИФ № 4. “Я купил самый дорогой гидроаккумулятор из имеющихся в магазине, надеюсь, он дольше проработает, чем дешевый”.

Современный гидроаккумулятор конструктивно довольно прост . Ломается в 90% случаев из-за выхода из строя мембраны. Поэтому при приобретении гидробака в первую очередь обращайте внимание на качество мембраны. Как это проверить ? Лично я не знаю)) . Если верите производителям гидроаккумуляторов – обращайте внимание на страну изготовления мембраны. Очевидно, что лучше Италия, чем Китай. Автор ради эксперимента у себя дома устанавливал на старый гидроаккумулятор WESTER со ржавчиной две мембраны разных производителей ( Китай , Италия). Итальянская мембрана продержалась в 3 раза дольше. Другое дело, что по времени они проработали 1 и 3 месяца – но это всего лишь подтверждает МИФ №3. Не претендую на полный список гидроаккумуляторов с итальянскими мембранами, знаю, что  точно они стоят у REFLEX ,AQUASYSTEM, ZILMET, Униджиби , WESTER.

На втором месте по выходу из строя гидроаккумулятора стоит коррозия фланца. Фланцы бывают оцинкованные ( с разной толщиной металла), нержавеющие  и редко пластмассовые ( Джилекс ). Если гидроаккумулятор будет стоять во влажном месте с перепадами температуры – однозначно выбор фланца из нержавейки, пластмассы, или на худой случай с максимальной толщиной оцинкованного металла. Если все сухо – покупайте с самым обычным фланцем – сэкономите деньги.

* Пластиковый и нержавеющий фланцы… Справа очень дорогой, слева не держит большое давление

Важной характеристикой гидроаккумулятора являются максимальное давление ( обычно 6-12 бар) и максимальная температура воды ( 35 или 99 градусов).  Естественно, что чем больше эти параметры – тем дороже будет стоить гидроаккумулятор. И если у вас, к примеру, бак будет использоваться только для холодной воды и давление в системе не превышает 3 бар – выбирайте 6 бар и 35 градусов – опять же прилично сэкономите. 

В теории , на третьем месте причин выхода гидроаккумулятора из строя должно стоять нарушение герметичности бака ( сварочные швы , ниппель, крепление фланца). Лично я с такими проблемами не сталкивался даже на самых душманских гидроаккумуляторах без названий )).

МИФ № 5. “Купил гидроаккумулятор с отличной мембраной – теперь на несколько лет  я забуду о нем”.

Как я отмечал выше, самое уязвимое место гидробака – это мембрана. Но даже самая лучшая мембрана может быстро выйти из строя, если она не будет работать в комфортных условиях.  Для создания таких условий необходимо :

• чтобы разница давлений включения/выключения насоса не превышало 1,5 бар (смотри МИФ № 1);
• установленное давление в пустом гидроаккумуляторе должно быть на 10% ниже, чем давление включения насоса.

Гидроаккумуляторы с завода идут уже с накачанным давлением воздуха ( не рассматриваем элитный сегмент – там может быть и азот).  Обычно это 1,5 бар для гидробаков с максимальным давлением 6 бар и 3 -для 10 бар. Перед установкой на пустом гидроаккумуляторе необходимо измерить давление в воздушной полости бака. Можно использовать обычный автомобильный манометр. И затем либо увеличиваем давление ( с помощью автомобильного насоса ), либо уменьшаем его путем нажатия на шток ниппеля до значения  (давление включения насоса) – 10%. 

Как минимум раз в полгода нужно проверять установленное давление  гидроаккумулятора. Для этого необходимо слить полностью воду из него, проверить с помощью манометра установочное давление и при необходимости его увеличить/уменьшить. 

И еще – если при нажатии на шток ниппеля появилась вода – мембрана вышла из строя.

МИФ № 6. Объединенный.

Здесь скопом будут мифы 99 левела, которые я почерпнул в статьях копирайтеров.  Полная дичь, комментирую по минимуму.

*Убийство интернета копирайтерами как информативную базу данных.

“Дешевле купить два гидроаккумулятора меньшей емкости и их установить, чем один большой той же емкости”  – нет , будет дороже. Правда какой-то смысл имеет – оба бака вряд ли выйдут из строя одновременно.

“Самые надежные гидроаккумуляторы – это гидроаккумуляторы без мембраны” – трудно спорить, ведь самые безопасные автомобили – без колес, никуда не едут.  Не рекомендую искать такие гидроаккумуляторы, все равно не найдете.

“Кроме того, «грушу» проще поменять, если она выйдет из строя. Обычно это происходит через 10-15 лет” – про замену я писал выше, а 10-15 лет….. Если мембрана проработает лет 6 , это очень хороший результат, а если больше – вы вероятно маг водной стихии.

“Заводские настройки предусматривают необходимое давление 1,5-2 бар, что является оптимальным для работы гидроаккумулятора.” – оптимальным для работы гидроаккумулятора является  (давление включения насоса)-10%.

“Примечание! Больше воды может поместиться в бак только когда давление в гидроаккумуляторе – 50 литров” – это взрыв мозга.

“Совет! Чтобы получить точно заданные параметры давления, уже имеющийся в баке воздух следует полностью стравить, и только потом накачивать до нужного предела.”– интересно, он колеса в автомобиле по тому же принципу накачивает ?

“При выключенном насосе рабочее давление в сети должно быть вдвое выше, чем при включенном.” – без комментариев.

    И в заключении несколько гидроаккумуляторных лайфхаков от автора.

Лайфхак № 1. 

Представьте, вы лежите на уютном диване и читаете замечательную книгу Славы СЭ. И в том самом месте, где главный герой борется с засухой в доме, вдруг вспоминаете, что не проверяли свой любимый гидроаккумулятор WESTER на 100 литров уже девять месяцев. За это время могло произойти все что угодно, включая неожиданное появление маленького WESTERA на 8 литров….

Как делаю я. Мне сложно и долго у себя дома регулярно  проверять установочное давление манометром – ведь для этого приходится слить всю воду из гидроаккумулятора. А у меня не смонтирован отдельный сливной кран для бака, приходится сливать воду со всей системы , кроме того воду нужно выносить ведрами. Занимает много времени и энергии. Поэтому я поступаю так – после первоначальной установки гидроаккумулятора полностью открываю один кран на кухне и замеряю время между отключением насоса и последующим его включением ( по манометру блока управления насосом) . Пишу фломастером эталонное время прямо на баке ( через полгода могу и забыть) .

* Не судите строго, Автор не молод,хорошо еще, что может вспомнить, где кухня.

Для проверки так же открываю тот же самый смеситель и опять замеряю время . Если время совпадает –  все нормально, можно идти дальше читать Славу СЭ. Если существенно изменилось время – значит изменилось и установочное давление в гидроаккумуляторе. Вот тогда идем по полной программе, смотрим,  нет ли влаги при нажатии на шток ниппеля, сливаем воду и проверяем установочное давление гидроаккумулятора. Естественно, если вы меняете насос, смеситель ,трубы,  или давление включения/выключения насоса , эталонное время надо заново замерять.

Лайфхак № 2. 

Как использовать пришедший в негодность гидроаккумулятор ? Я разрезаю их болгаркой, крашу краской по металлу, и из одного бака получается два приличных вазона для летних цветов.

* Джилекс, WESTER и REFLEX. А вы сможете понять по флористике, где какой гидроаккумулятор ?

Не скажу, что это очень красивые вазы, но во-первых они почти бесплатны , во-вторых и самое главное –  видя их , вы будете вспоминать, что установочное давление в гидроаккумуляторе надо проверять регулярно.

P.S.

И совсем напоследок несколько слов для тех кто хочет поставить гидроаккумулятор от 100 литров и больше в условиях неудобного подхода к гидробаку. Учтите, что когда-нибудь у него порвется мембрана и  он будет заполнен водой не на 20%-30% , а намного больше – до 100%. И вероятнее всего, слить из него большую часть воды, не откручивая фланец от бака, не получится (  сольется только вода внутри мембраны, а та, которая снаружи , останется в баке ) . Придется сливать воду на пол или передвигать тяжеленный бак на свободное место. 

 Читать другие статьи :