ГИДРОАККУМУЛЯТОР

Гидроаккумулятор — предназначен для накапливания гидравлической энергии воды и последующего её использования. Гидроаккумулятор в системе водоснабжения выполняет функцию демпфера способного принять в себя, как прирост объёма или резкий скачок давления, так и компенсировать незначительный водоразбор для снижения частоты включения насоса.

Вода — жидкость практически несжимаемая, поэтому малейшая утечка в системе водоснабжения или мгновенное открытие водоразборного крана приведут к резкому снижению давления и последующему включению насоса. Малейший же прирост объёма, образующийся даже при расширении нагреваемой воды, может привести к резкому повышению давления и разрушению элементов системы водоснабжения.

Принцип действия гидроаккумулятора заключается в накоплении гидравлической энергии воды c последующим её использованием. При работающем насосе часть энергии затрачивается на сжатие воздуха заполняющего внутренний объёма бака и заполнение его водой. После отключения насоса сжатый воздух поддерживает давление в системе водоснабжения, а незначительный водоразбор компенсирует водой вытесняемой из бака.

Сфера применения

Гидроаккумуляторы применяются в системах холодного и горячего водоснабжения для:

    Поддержания давления в системе водоснабжения. Создания запаса воды в системах с перебоями в водоснабжении. Компенсации температурных расширений возникающих при нагреве воды. Компенсации гидравлических ударов возникающих при включении насоса. Компенсации незначительных разборов воды или утечек провоцирующих недопустимо частое включение насоса. Сглаживания пиков водопотребления в системах с лимитированным мгновенным расходом воды.

Аналогичные названия

    Гидропневмоаккумулятор Буферная ёмкость Демпферный бак Расширительный бак для водоснабжения

Чем можно заменить

      Заменить гидроаккумулятор можно расширительным баком. при этом следует иметь ввиду, что расширительные баки предназначены для горячей технической воды и комплектуются менее эластичной мембраной.
    Открытой ёмкостью установленной в верхней точке системы водоснабжения, при этом сигнал включения и отключения насоса должен поступать от датчиков уровня установленных в этой ёмкости. Данная схема достаточно сложна в реализации и как правило применяется только для создания запаса большого объёма воды. Пример открытой ёмкости — водонапорная башня.

УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКЦИЯ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА


Конструкция гидроаккумулятора представляет собой герметичный бак, внутренний объём которого разделен эластичной мембраной. C одной стороны мембраны находится замкнутый объём воздуха, а с другой стороны вода из системы водоснабжения.

Устройство гидроаккумулятора, аналогично устройству расширительного бака их отличие лишь в том, что применение баков гидроаккумуляторов допускается с холодной водой питьевого качества, а расширительные баки применяются с холодной и горячей технической водой.

Корпус гидроаккумулятора изготавливают из нержавеющей или углеродистой стали, а устройство может предполагать горизонтальный или вертикальный монтаж. Внутренняя и наружная поверхность баков покрывается антикоррозионными лакокрасочными покрытиями допустимыми для применения с питьевой водой.

Мембрана гидроаккумулятора изготавливается из:

    Каучуковая мембрана применяется в гидроаккумуляторах для воды с температурой от -10°C до +50°C, она эластична и недолговечна, а со временем возможна диффузия воды. Бутиловая мембрана применяется в гидроаккумуляторах для воды с температурой от -10°C до +100°C и отличается меньшей эластичностью, чем у каучуковой, но большей долговечностью. EPDM мембрана из этилен пропилена устанавливается в гидроаккумуляторах для воды с температурой от -10°C до +100°C и также, как каучуковая - не исключает диффузию воды.

Мембрана может быть сменной или не сменной. Цена гидроаккумулятора со сменной мембраной, выше цены бака такого же объёма но со стационарной мембраной, за то в случае разрыва мембраны не потребуется замена всего бака. Кроме того в гидроаккумуляторах со сменной мембраной вода не контактирует с внутренней поверхностью бака, что является дополнительной защитой от коррозии.

Некоторые гидроаккумуляторы серийно могут оснащаться манометром, датчиком разрыва мембраны и устройствами с помощью которых в баке будет обеспечена циркуляция исключающая застой воды.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА

Схема подключения гидроаккумулятора зависит от возложенной на него функции. Ниже приведены наиболее популярные из схем установки гидроаккумуляторов в системах водоснабжения.

В схеме обвязки повысительной насосной станции

Повысительные насосные станции устанавливаются на объектах со значительным водопотреблением и как правило, один из насосов в них работает всё время. Гидроаккумулятор для повысительной насосной станции применяется в основном для сглаживания скачков давления в момент включения дополнительных насосов, ну и конечно же для компенсации незначительных водоразборов.

Кроме того, подобная схема подключения гидроаккумулятора применяется в системах водоснабжения с частыми перерывами в подаче электроэнергии на повысительные насосы, если отсутствие воды во время отсутствия электроэнергии не допускается. В таком случае запасённый объём воды в гидроаккумуляторе играет роль резерва используемого во время отсутствия электроэнергии.

Объём гидроаккумулятора выполняющего функцию демпфера будет тем больше, чем мощнее насосная станция и чем большее давление она должна поддерживать. В схеме установки гидроаккумулятора в качестве буферной ёмкости его объём будет тем больше, чем больше необходимый запас воды и чем меньше разница между давлением включения и давлением отключения насоса.

Гидроаккумулятор для погружного насоса

Оптимальный режим включений для погружного насоса, способный гарантировать ему длительную и бесперебойную работу составляет от 5 до 20 включений в час и указывается в технических характеристиках этого насоса. Реле давления включает насос при падении давления воды в системе водоснабжения до минимального значения и отключает при достижении максимального значения. Вода - жидкость несжимаемая, поэтому даже незначительное водопотребление или подкапывание, особенно в малых системах водоснабжения, понизит давление воды до минимальной отметки и станет причиной включения насоса, при этом через несколько секунд поступит сигнал на его выключение, потому что водопотребления нет, а утечку насос компенсирует моментально.

Такой режим работы не благоприятен для погружного насоса и приведёт к быстрому выходу из строя. Запасённый в гидроаккумуляторе объём воды компенсирует незначительные утечки и малые водоразборы, снижая тем самым частоту включения насоса. Кроме того гидроаккумулятор в схеме с погружным насосом позволяет сгладить мгновенный рост давления воды в момент его включения.

Объём гидроаккумулятора зависит от оптимальной частоты включения насоса, его мощности, часового расхода воды и высоты установки бака.

В схеме с накопительным водонагревателем

Гидроаккумулятор в схеме подключения накопительного водонагревателя выполняет функцию расширительного бака. При нагреве вода расширяется и чем больше её объём в системе горячего водоснабжения — тем большим будет прирост объёма. Вода, как известно - жидкость практически несжимаема и даже незначительный прирост объёма в замкнутом контуре приведёт к росту давления и разрушению элементов системы.

Объём бака гидроаккумулятора будет тем больше, чем больше объём воды в системе водоснабжения и накопительном водонагревателе, чем больше температура до которой нагревается вода и чем меньше максимальное допустимое давление в системе водоснабжения.

Установка гидроаккумулятора на всасе повысительного насоса

Схема подключения гидроаккумулятора перед повысительными насосами по ходу движения воды, используется для сглаживания резкого падения давления во внешней водопроводной сети во время включения насосов.

Объём бака будет тем больше, чем больше расход воды и чем меньше разница между минимальным и максимальным давлением водопровода перед повысительным насосом.

НАСТРОЙКА ДАВЛЕНИЯ В ГИДРОАККУМУЛЯТОРЕ

Перед подключением гидроаккумулятора к системе водоснабжения в нём должно быть создано начальное давление газового пространства.

В пустом гидроаккумуляторе с предварительно накачанным давлением газового пространства весь объём бака занимает воздух (газ азот).

После включения насоса система заполняется водой и как только давление воды превысит начальное давление газового пространства вода растягивая мембрану и сжимая газ поступит в гидроаккумулятор, а при достижении минимального рабочего давленияPmin для системы водоснабжения заполнит его на 10-15%.

15% запас воды в баке гидроаккумуляторе необходим для покрытия водоразбора во время от поступления сигнала на включение насоса, до момента поступления воды от насоса к водоразборному крану. В противном случае, при отсутствии оговоренного запаса, возможен нестабильный режим водоразбора с перерывами в момент, когда из гидроаккумулятора была вытеснена вся вода, а насос включиться ещё не успел.

Начальное давление газового пространства рассчитывается под конкретные условия работы. Рассчитать давление в гидроаккумуляторе можно в разделе сайта - Расчёты. Если начальное давление газового пространства гидроаккумулятора, установленное в заводских условиях, превышает рассчитанное значение - его следует понизить спустив воздух, а если оно меньше, давление необходимо накачать компрессором.

Начальное давление газового пространства принимают на 0,2 - 1 бар меньше давления включения насоса. Чем дальше установлен гидроаккумуляторный бак от точки поддержания постоянного давления, тем меньше следует принимать начальное давление газа.

В разделе сайта расчёты приведена программа которая поможет вам определить все параметры необходимые для настройки давления в гидроаккумуляторе. начальное давление газового пространства . давление включения Pmin и давление выключенияPmax насоса, под конкретные условия.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА

Принцип работы гидроаккумулятора основан на накапливании гидравлической энергии воды и последующем её использовании. Ниже рассмотрен принцип работы гидроаккумулятора на примере наиболее распространённой схемы подключения с повысительным или скважинным насосом.

Эластичная мембрана герметично разделяет объём бака на две полости - газовую и водяную. Мембрана может растягиваться таким образом, что весь объём гидроаккумулятора будет заполнен газом или водой. Газовая полость соединена с атмосферой через ниппель и с помощью компрессора в ней может быть создано начальное давление. Водяная полость через патрубок соединяется с трубопроводом водоснабжения.

Зарядка гидроаккумулятора водой начинается по сигналу датчика давления который при достижении значения Pmin подаёт сигнал на включения насоса. Работа насоса приводит к повышению давления в системе водоснабжения до максимально допустимой отметки Pmax и поступлению в гидроаккумулятор резервного объёма воды, при этом газ сжимается и доля занимаемого им объёма в баке уменьшается. Насос настраивается на давление включения Pmin и давление выключения Pmax .

Незначительный разбор воды, такой как, открытие одного крана, не ведёт к включению насоса, а покрывается водой вытесняемой сжатым газом из гидроаккумулятора. После вытеснения из гидроаккумулятора всего запаса воды и достижении минимального давления, поступит сигнал на включение насоса.

В разделе сайта расчёты приведена программа которая поможет вам определить начальное давление газового пространства . давление включения Pmin и давление выключения Pmax насоса, под конкретные условия.

Внимание! Гидроаккумулятор предназначен для чистой питьевой воды. Запрещается использовать для горючих, химически активных жидкостей, а также воды, содержащей абразивные вещества и прочие твердые предметы, которые приводят к интенсивному износу мембраны.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА

Начальное давление газового пространства — избыточное давление в газовой полости гидроаккумулятора на момент его поставки. В зависимости от условий эксплуатации, давление газового пространства может быть увеличено с помощью автомобильного компрессора или уменьшено спуском газа через ниппель.

Максимальное давление — максимальное избыточное давление в гидроаккумуляторе, при котором гарантирована длительная безаварийная работа.

Объём гидроаккумулятора — объём внутренней полости разделённый герметичной эластичной мембраной на две части. Следует иметь в виду, что запасённый объём воды в гидроаккумуляторе, как правило, составляет 40-50% объёма бака.

Максимальное давление в системе водоснабжения — максимальное избыточное давление в системе водоснабжения, ограниченное пределами прочности элементов системы или условием бесшумной работы водоразборной арматуры. Автоматика управления насосом настраивается на выключение при достижении этого давления.

Минимальное давление в системе водоснабжения — минимальное избыточное давление в системе водоснабжения, обусловленное высотой системы водоснабжения и минимальным избыточным давлением у верхней водоразборной точки. Автоматика управления насосом настраивается на включение при достижении этого давления.

УСТАНОВКА И МОНТАЖ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА

Установка гидроаккумулятора должна производиться квалифицированными специалистами в соответствии с инструкцией по монтажу.

Требования к установке:

    Не допускается монтаж гидроаккумуляторов с внешними повреждениями. Параметры рабочей среды в месте установки гидроаккумулятора не должны выходить за пределы параметров установленных изготовителем. Площадка предусмотренная для монтажа гидроаккумулятора должна выдерживать вес бака заполненного водой на 100%. В помещении с гидроаккумулятором следует предусмотреть возможность слива воды из бака, при необходимости. Помещение в котором предусматривается установка бака должно быть отапливаемо. Не допускается замерзание воды в баке. Элементы гидроаккумулятора не должны испытывать статической нагрузки от подводящих трубопроводов или другого оборудования. Гидроаккумулятор необходимо защитить от воздействия влаги и механических повреждений. Масса и габариты гидроаккумуляторов объёмом более 750 литров могут затруднить монтаж, обязательно проверьте, пройдёт ли ёмкость в дверные проёмы и учтите, что его масса будет исчисляться сотнями килограмм.

Требования к монтажу:

    Не допускаются изменения в конструкции бака гидроаккумулятора. В обвязке гидроаккумулятора обязательна установка предохранительного клапана, при этом давление его полного открытия не должно превышать максимально допустимого давления в баке. На трубопроводе перед гидроаккумулятором по ходу движения воды должен быть установлен обратный клапан предотвращающий опорожнение бака в систему водоснабжения или скважину. Для проведения технического обслуживания на трубопроводах обвязки бака, до и после него, следует установить запорную арматуру защищённую от случайного закрытия и дренажный кран для слива воды. Если в конструкции гидроаккумулятора не предусмотрена арматура исключающая застой воды в нём и обеспечивающая циркуляцию во время водоразбора, рекомендуется её дополнительная установка. Подключение гидроаккумулятора должно производиться только после промывки системы водоснабжения подключенной за ним и трубопроводов перед ним. Перед монтажом в систему водоснабжения, в гидроаккумуляторе следует создать начальное давление газового пространства в соответствии со значением полученным расчётом. Расчёт всех необходимых параметров вы найдёте в разделе сайта, Расчёт объёма и давления в гидроаккумуляторе.

ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА

Обслуживание гидроаккумулятора:

    Ежемесячная проверка давления включения и выключения насоса, на соответствие значениям заданным при наладке. Раз в пол года проверка внешних повреждений гидроаккумулятора, на наличие коррозии, вмятин и подтеканий. В случае выявления внешних повреждений необходимо установить и устранить причину их возникновения. Раз в пол года проверка начального давления газового пространства Pг, на соответсвие расчётному значению. Рассчитать начальное давление газового пространства можно в разделе сайта Расчёты . Раз в пол года проверка целостности мембраны и при выявлении её нарушения произвести замену. При длительном бездействии гидроаккумулятора, его необходимо хранить в сухом помещении, предварительно слив из него всю воду.

Проверка начального давления газового пространства в гидроаккумуляторе. Чтобы проверить начальное давление газового пространства необходимо отключить бак от системы водоснабжения, дренировать из него воду и к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже установленного при настройке - через тот же ниппель бак следует накачать компрессором (возможно автомобильным).

Проверка давления включения и выключения насоса. Давление включения и выключения насоса снимается по показаниям манометра установленного у гидроаккумулятора. Для этого открывается любой водоразборный кран и в момент включения насоса фиксируется значение давления. Давление отключения фиксируется после закрытия крана и последующего за ним отключения насоса.

Возможные неисправности гидроаккумулятора

По материалам сайта: http://www.flex-pipe.ru