Гидроаккумулятор: устройство и принцип работы¶

Гидроаккумулятор — это герметичный резервуар, предназначенный для поддержания давления в водопроводной системе, снижения гидроударов и сокращения частоты включения насосного оборудования. Устройство относится к классу гидравлических накопителей и широко применяется в системах автономного водоснабжения, повышения давления и пожаротушения.

¶Устройство

Гидроаккумулятор представляет собой бак, разделённый на две части эластичной мембраной (или резиновой грушей — баллоном). Одна полость заполняется водой, вторая — сжатым воздухом. Между полостями нет прямого контакта, что исключает растворение воздуха в воде и потерю давления со временем.

Основные элементы конструкции:

• Корпус — стальной бак цилиндрической формы, изготавливается из нержавеющей или углеродистой стали с антикоррозийным покрытием.
• Мембрана (диафрагма) или баллон — эластичная перегородка из пищевого каучука или EPDM-резины, разделяющая ёмкость на водную и воздушную камеры.
• Патрубок для подключения воды — резьбовое соединение, через которое вода поступает в мембрану или баллон.
• Воздушный клапан (ниппель) — аналог автомобильного золотника, служит для закачки и стравливания воздуха, а также контроля давления.
• Фланец — удерживает мембрану или баллон в корпусе и обеспечивает герметичность.

Объём гидроаккумуляторов варьируется от 8 до 1000 литров; наиболее распространённые бытовые модели — 24, 50 и 100 литров.

¶Принцип работы

Принцип действия основан на сжатии воздуха эластичной мембраной. При включении насоса вода заполняет баллон (или полость за мембраной), растягивая его и сжимая воздух в противоположной камере. По мере накопления воды давление в системе растёт. Когда оно достигает установленного верхнего порога, реле давления отключает насос.

При расходе воды из системы (открытие крана) давление падает, мембрана сжимается обратно, вытесняя воду в трубы. Когда давление достигает нижнего порога, реле давления включает насос. Таким образом, гидроаккумулятор обеспечивает цикл «включение — выключение» насоса с минимальной частотой.

Воздушная камера выполняет роль демпфера: она гасит колебания давления и компенсирует неравномерный расход воды, позволяя насосу не включаться при каждом открытии крана.

¶Классификация

По типу конструктивного исполнения гидроаккумуляторы делятся на:

• С мембраной — перегородка закреплена посередине бака фланцем, разделяя ёмкость на две равные части. Такие модели чаще используются в системах повышения давления и пожаротушения.
• С баллоном (грушей) — резиновая ёмкость крепится к патрубку в верхней или нижней части бака. Преимущество — возможность замены баллона без разборки корпуса. Бытовые модели, как правило, имеют именно такую конструкцию.

По назначению различают:

• Бытовые — объём до 100 л, давление до 6–10 бар, применяются в индивидуальных системах водоснабжения.
• Промышленные — объём от 200 до 1000 л, рассчитаны на высокие нагрузки и эксплуатацию в составе магистральных систем.

По ориентации в пространстве:

• Вертикальные — воздух скапливается в верхней части бака, для его стравливания предусмотрен клапан. Наиболее распространённый тип.
• Горизонтальные — используются там, где ограничена высота помещения; часто комплектуются кронштейном для крепления насоса.

¶Выбор и расчёт объёма

Объём гидроаккумулятора подбирается с учётом:

• производительности насоса;
• максимально допустимого числа включений насоса в час (указывается в паспорте);
• разницы между верхним и нижним порогом давления (дельты);
• количества точек водоразбора и их одновременности.

Для индивидуального дома с насосом производительностью до 3 м³/ч обычно достаточно бака на 24–50 л. При большем расходе или нескольких точках водоразбора рекомендуется выбирать ёмкость 80–100 л.

¶Настройка давления

Заводское давление воздуха в гидроаккумуляторе, как правило, составляет 1,5 бар. Перед вводом в эксплуатацию его необходимо отрегулировать: оно должно быть на 10 % ниже нижнего порога включения реле давления. Например, при нижнем пороге 2,8 бар давление в баке следует установить на уровне 2,5 бар.

Давление проверяется автомобильным манометром через воздушный клапан. Проверку проводят при пустом (не заполненном водой) баке.

¶Обслуживание

Регулярное обслуживание включает:

• проверку давления воздуха в баке (не реже одного раза в 3–6 месяцев);
• контроль герметичности соединений;
• при необходимости — промывку или замену мембраны/баллона.

Ресурс мембраны из пищевого каучука составляет, как правило, 3–5 лет при нормальной эксплуатации. Признаками износа служат резкое падение давления, частое включение насоса и наличие воды в воздушной камере (проверяется через ниппель).

¶Применение

Гидроаккумуляторы используются в следующих системах:

• Автономное водоснабжение — в связке с погружным или поверхностным насосом для снабжения водой частных домов и дач.
• Системы повышения давления — для стабилизации напора в городских квартирах с низким давлением в магистрали.
• Пожаротушение — в составе установок пожарного водоснабжения для поддержания давления в магистрали.
• Отопление — в закрытых системах отопления гидроаккумулятор (расширительный бак) компенсирует температурное расширение теплоносителя.

Источники:

• ГОСТ 28602.1-90. Оборудование для водоснабжения и канализации. Баки аккумулирующие. Общие технические условия.
• Справочник проектировщика: внутренние санитарно-технические устройства зданий.
• Руководства по эксплуатации производителей насосного оборудования (Grundfos, Джилекс).