Глубинный насос и гидроаккумулятор

Глубинный насос и гидроаккумулятор

Для того чтобы насос не включался каждый раз при открывании крана, в систему устанавливают гидроаккумулятор. В нем содержится некоторый объем воды, достаточный для небольшого расхода. Это позволяет практически избавиться от кратковременных включений насоса. Установка гидроаккумулятора процедура несложная, но потребуется еще некоторое количество устройств — как минимум — реле давления, а еще желательно наличие манометра и воздухоотводчика.

Функции, назначение, виды

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары, мы выяснили. Но есть и другие:

  • Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включится только тогда, когда ее останется совсем немного.
  • Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
  • Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

  • для холодной воды;
  • для горячей воды;
  • для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху, и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Как выбрать объем бака

Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.

При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти вполовину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.

Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.

Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, унитаз, мойка и небольшой водонагреватель. При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.

Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе

В одной части гидроаккумулятора находится сжатый воздух, во вторую закачивается вода. Воздух в баке находится под давлением — заводские настройки — 1,5 атм. Это давление не зависит от объема — и на баке емкостью 24 литра и в 150 литров оно одинаковое. Больше-меньше может быть предельно допустимое максимальное давление, но оно зависит не от объема, а от мембраны и указывается в технических характеристиках.

Читайте также:  Высота установки умывальника в детском саду

Предварительная проверка и коррекция давления

Перед подключением гидроаккумулятора в систему желательно давление в нем проверить. От этого показателя зависят настройки реле давления, а при транспортировке и хранении давление могло упасть, так что контроль очень желателен. Контролировать давление в гидробаке можно при помощи манометра, подключенного к специальному входу в верхней части бака (емкость от 100 литров и больше) или установленного в нижней его части как одну из деталей обвязки. Временно, для контроля, можно подключить автомобильный манометр. Погрешность у него обычно невелика и работать им удобно. Если такого нет, можно использовать штатный для водопроводов, но они обычно точностью не отличаются.

При необходимости давление в гидроаккумуляторе можно увеличить или уменьшить. Для этого есть ниппель в верхней части бака. Через ниппель подключается автомобильный или велосипедный насос и при необходимости давление увеличивается. Если же его надо стравить, каким-то тонким предметом отгибают клапан ниппеля, выпуская воздух.

Какое давление воздуха должно быть

Так таким же должно быть давление в гидроаккумуляторе? Для нормальной работы бытовой техники необходимо давление 1,4-2,8 атм. Чтобы мембрана бака не рвалась, давление в системе должно быть чуть больше давления бака — на 0,1-0,2 атм. Если в баке давление 1,5 атм, то давление в системе не должно быть ниже чем 1,6 атм. Это значение и выставляют на реле давления воды, которое работает в паре с гидроаккумулятором. Это оптимальные настройки для небольшого одноэтажного дома.

Если дом двухэтажный, придется давление повышать. Есть формула расчета давления в гидробаке:

Vатм.=(Hmax+6)/10

Где Hmax — высота наивысшей точки водоразбора. Чаще всего это душ. Измеряете (высчитываете) на какой высоте относительно гидроаккумулятора находится его лейка, подставляете в формулу, получаете давление, которое должно быть в баке.

Если в доме установлена джакузи, все сложнее. Придется подбирать опытным путем — меняя настройки реле и наблюдая за работой точек водоразбора и бытовой техники. Но при этом рабочее давление не должно быть больше максимально допустимого для другой бытовой техники и сантехнических приборов (указывается в технических характеристиках).

Как выбрать

Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из пищевой резины (вулканизированные резиновые пластины). Материал корпуса имеет значение только в баках мембранного типа. В тех, в которых установлена «груша» вода контактирует только с резиной и материал корпуса значения не имеет.

Что действительно важно в баках с «грушами» — это фланец. Обычно его делают из оцинкованного металла. В этом случае важна толщина металла. Если это всего 1 мм, примерно через год-полтора эксплуатации в металле фланца появится дырка, бак потеряет герметичность и система перестает работать. Причем гарантия всего год, хоть заявленный срок эксплуатации — 10-15 лет. Фланец прогнивает обычно после окончания гарантийного срока. Заварить его нет никакой возможности — очень тонкий металл. Приходится искать в сервисных центрах новый фланец или покупать новый бак.

Итак, если хотите чтобы гидроаккумулятор служил долго, ищите фланец из толстой оцинковки или тонкий, но из нержавейки.

Подключение гидроаккумулятора к системе

Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:

  • насоса;
  • гидроаккумулятора;
  • реле давления;
  • обратного клапана.

В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.

С пятивыводным штуцером или без

Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.

Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Поэтому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем необязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.

Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.

Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.

Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно так же. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).

Как установить два гидробака на один насос

При эксплуатации системы, иногда владельцы приходят к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.

Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.

Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.

Чаще для загородных домов используют гидробаки вертикальные. У них имеются ножки, а также специальное крепление на корпусе для подвешивания на стену. Занимают мало место. При проведении данных действий необходимо следить за параметрами на манометре.

Схема подключения гидроаккумулятора

Система водоснабжения включает в себя: насос, гидроаккумулятор, реле давления, обратный клапан, запарную арматуру, фильтрующую систему, манометр, трубопровод, ну и, конечно же, электрическое питание.

Сначала штуцер прикрепляется к гидробаку, потом к нему подключаются манометр, реле давления. Последними подключениями к пятивыводному штуцеру является насосная труба и разводка к водоснабжению дома.

  • Первым дело необходимо избавиться от воды в системе водоснабжения, для этого нужно открыть кран, который расположен внизу;
  • Открывается крышка реле и включается насос для заполнения системы водой.
  • После отключения насоса необходимо запомнить показания манометра, который показывает давление в системе;
  • Опять спускается небольшое количество воды, чтобы запустить насос. Также записываются показания манометра. Дальше производится математический расчет: от наибольшего числа вычитаем наименьшее. От получившего числа происходят дальнейшие действия. Если значение меньше, чем 1,4 бар, то гайку малой пружины на реле необходимо затянуть. Если значение больше, чем 1,4 бар, то ослабить.
  • Гайкой на большой пружине в реле можно регулировать напор воды. Действия абсолютно аналогичные. Больший напор – затягивается, поменьше – ослабляется.
  • Все настройки должны проводиться при выключенном насосном оборудовании.
  • После всех пройденных этапов нужно запустить систему и проверить как она работает. Настраивать можно бесконечное количество раз, до того момента, пока все не устроит.

Схема водоснабжения с погружным насосом и гидроаккумулятором после подключения работает так:

  • Погружной насос перекачивает воду из скважины в гидробак;
  • По мере заполнения воды в гидроаккумуляторе происходит повышение давления воздуха. Когда будет достигнута точка максимума на реле, насосное оборудование отключится.
  • Запас воды, скопившейся в гидробаке, позволит пользоваться водой определенное количество времени. Когда количество воды будет уменьшаться в мембране гидробака, давление будет снижаться до минимума на реле, контакты замкнуться и насос включиться.
  • И так по кругу.

Как часто будет включаться Ваш насос напрямую зависит от объема гидроаккумулятора. Не забудьте учитывать это при выборе емкости.

Схема подключения нескольких гидроаккумуляторов к погружному насосу

Если при использовании гидроаккумулятора Вам будет необходимо еще емкость для накапливания воды, то возможно установить параллельно еще несколько гидробаков, подходящего для Вас объема.

Для подъема воды со значительной глубины и создания в системе водоснабжения рабочего давления могут быть использованы насосы разных типов. Так, например, это могут быть ручные и самовсасывающие поверхностные насосы, насосные станции эжекторного и инжекторного типа, погружные насосы.

Наибольшее распространение получили погружные насосы центробежного типа. Эти насосы создают рабочее давление с помощью лопаток рабочего колеса, приводимых в движение электродвигателем. Вращение рабочего колеса отбрасывает поток жидкости от центра рабочей камеры к её стенкам, где возникает область повышенного давления и откуда отводится часть жидкости. В свою очередь, в центральной части рабочей камеры возникает пониженное давление, всасывающее в рабочую камеру новый объем жидкости.

Объём воды, перекачиваемой центробежными насосами, определяется размерами рабочей камеры и скоростью вращения рабочего колеса. Габариты погружных насосов, монтируемых в скважине, определяются диаметром скважины, поэтому для повышения их производительности приходится увеличивать не диаметр, а длину рабочей камеры (например, на вал двигателя устанавливают несколько рабочих колёс). Скорость вращения рабочего колеса ограничена по технико-экономическим причинам (стоимость насоса при заданной надёжности).

Читайте также:  Индукционная плита бош отзывы

Как правило, погружные скважинные насосы эксплуатируются в умеренно агрессивной среде, поэтому особых требований к их исполнению нет. В тоже время, качество применяемых материалов является одним из важных факторов, влияющих на срок эксплуатации насоса. Обычно, корпус насоса изготавливают из нержавеющей стали, электрические компоненты при этом герметизируют.

Исходные данные, которые надо знать для правильного подбора скважинного насоса:

1) Параметры скважины

дебит (производительность скважины в м³/ч);

статический уровень воды (измеряется через 1 час после бурения без откачки воды из скважины);

динамический уровень воды (измеряется после откачки, когда приток воды равен её оттоку, т.е. вода перестаёт убывать);

размеры и глубина фильтровальной части скважины;

(Все эти параметры указываются в паспорте скважины, который выдает организация, занимающаяся бурением.)

2) Суммарный максимальный расход воды

Расход воды зависит от количества и типа используемых санитарно-технических приборов. В следующей таблице приведён нормативный расход воды для разных типов оборудования.

Напор рассчитывается по формуле:


где:

Ptap – давление, которое необходимо создать в системе. Напор в бытовой сети водоснабжения, как правило, составляет 20-25 м водяного столба или 2,0-2,5 бар (стандартное давление в городской сети);

Hgeo — геодезический напор, который исчисляется как разность высот от динамического уровня до самой высокой точки водоразбора в метрах водного столба;

EHf — сумма линейных потерь напора, которые возникают при трении воды о стенки трубопровода и местных потерь (потери напора на поворотах, тройниках, задвижках и т.д.). Линейные потери зависят от материала, из которого изготовлен трубопровод, его диаметра и расхода воды. Для более точного расчета применяются специальные диаграммы. Суммарные местные потери обычно принимают равными 15-20% от величины линейных потерь напора.

Дополнительное оборудование в системе водоснабжения.

Для того что бы обеспечить оптимальный режим работы скважинного насоса в системе водоснабжения рекомендуется установить гидроаккумулятор (мембранный бак). Он защищает систему водоснабжения от резких перепадов давления в системе (гидравлических ударов), оптимизирует частоту включений насоса при наличии утечек в системе и малом расходе воды. Расчёт объема мембранного бака производится по формуле:

  • где Qmax — максимальный расход воды, м 3 /ч;
  • Pset — давление включения насоса, бар;
  • ∆Р — разница между давлением включения/выключения, бар;
  • Nmax — допустимое число включений/выключений в час;
  • k – 0,9.

Для монтажа выбранного насосного оборудования так же понадобятся следующие материалы и оборудование:

    электронный блок управления;

    термоусадочная кабельная муфта;

    трос из нержавеющей стали (для подвешивания насоса в скважине);

    зажимы из нержавеющей стали;

    хомуты для крепления кабеля к напорной трубе;

    фасонные части для соединения насоса с напорным трубопроводом.

    Для подвода электрического питания к насосному агрегату необходимо использовать кабель, характеристики которого будут обеспечивать нормальное энергоснабжение в зависимости от потребляемой мощности насоса и его удаленности от источника электропитания.

    Примерная максимальная длина электрического кабеля (в метрах) в зависимости от сечения его жилы и мощности однофазного электродвигателя насоса приведена в таблице:

    В 2х-этажном доме установлены следующие санитарно-технические приборы:

    унитаз, два умывальника, душ на первом этаже,

    унитаз и раковина на втором этаже.

    фильтр для очистки всей воды, поступающей в дом.

    (Потери напора для фильтра указаны в его паспорте и составляют 1 Бар (10м)).

    Для водоснабжения используется скважина со следующими паспортными характеристиками:

    • дебит – 5 м 3 /ч;
    • статический уровень – 25 м;
    • динамический уровень – 30 м;
    • верхняя отметка фильтровальной зоны – 45 м;
    • нижняя отметка – 50 м;
    • глубина скважины – 60 м;
    • глубина монтажа насоса – 40 м;
    • диаметр скважины – 121 мм.

    Параметры напорного трубопровода:

    • диаметр напорного трубопровода в скважине – 40 мм;
    • длина напорного трубопровода в скважине – 40 м;
    • диаметр напорного трубопровода от скважины до дома – 32 мм;
    • длина напорного трубопровода от скважины до дома – 20 м, отметка наивысшей точки водоразбора – 3 м;
    • материал труб – полиэтилен.

    Проведем соответствующие расчеты:

    1. Максимальный расход воды в скважине:

    2. Необходимый напор насоса:

    Нд – потери напора по длине трубопровода (величина линейных потерь указывается в расчете на 100 м трубопровода),

    Нмес — потери напора на местных сопротивлениях,

    Нф — потери напора на фильтре.

    Рассчитаем потери по длине:

    Принимаем потери на местных сопротивлениях равными 15% от потерь по длине, тогда:

    Потери на фильтре Нф = 10 м, так как 1 бар составляет10 м водного столба.

    Сумма линейных потерь напора составит:

    Таким образом, общий напор будет равен:

    Следующий этап – определение объёма и типа бака гидроаккумулятора.

    В зависимости от типа корпуса баки бывают вертикальные и горизонтальные. Баки объёмом более 50 литров имеют автоматический воздухоотводчик, в баках меньшего объема, как правило, такие устройства не устанавливаются. Обычно, выбор компоновки бака осуществляется исходя из габаритных размеров помещения, в котором он будет установлен.

    Для расчета объёма гидроаккумулятора необходимо определить число включений насоса в единицу времени (принято считать за один час) при максимальном расходе воды. Оптимальным значением является частота 10-15 раз в час. Увеличение значения частоты включений насоса приводит к чрезмерной нагрузке на мембрану гидроаккумулятора (повышается частота циклов растяжение-сжатие), что снижает рабочий ресурс мембраны. Кроме того, если принять число включений равным, например, 45 раз в час, то насос будет включаться на очень короткое время (всего около минуты) и не будет работать в оптимальном режиме (производительность бытовых насосов системы индивидуального водоснабжения, как правило, небольшая, и за это время просто невозможно даже заполнить бак гидроаккумулятора).

    На практике, частоту включений насоса принимают равной 10 раз в час, оставляя запас в сторону увеличения до 15 раз в час на случай, когда в доме добавляется новый источник потребления воды (при использовании уже существующего гидроаккумулятора).

    Также требуется выбрать максимальную и минимальную величины давления, при которых будет срабатывать реле давления станции водоснабжения

    Для двухэтажных домов обычно принимают:

    Объём гидроаккумулятора определяется следующей формулой:

    16,5 – постоянная величина;

    С учетом полученных характеристик подбираем насос и производим расчет объема мембранного бака:

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector