Давление в расширительном бачке водоснабжения: какое давление оптимальное

Систему автономного водоснабжения в частном доме обычно организуют так, чтобы вода подавалась не напрямую из источника к точкам потребления, а через некую локальную «станцию». Функции ее несколько схожи с теми задачами, которые с давних пор решались установкой водонапорных башен. Это – создание определенного объема резерва воды, и плюс к этому – обеспечение ее подачи к точкам потребления под требуемым давлением (напором). Конечно, громоздить башню на своем участке сейчас нет никакой необходимости. Все решается установкой гидроаккумулятора, или, как его часто, но не вполне корректно называют – расширительного бака.

Давление в расширительном бачке водоснабжения
Давление в расширительном бачке водоснабжения

Когда дело доходит до проектирования подобной системы, не избежать поиска ответов на два важных вопроса. Первый – какой объем гидроаккумулятора можно будет считать оптимальным. И второй – какое необходимо поддерживать давление в расширительном бачке водоснабжения.

Постараемся ответить на оба в настоящей публикации.

Какие функции возлагаются на гидроаккумулятор в системе водоснабжения дома?

В любой водопроводной системе должно поддерживаться определенное избыточное (выше атмосферного) давление. В противном случае в трубах попросту образуется застой, отсутствие движение воды при открытии крана, или же напор становится столь вялым, что толку от него будет немного. Представьте тоненькую, «едва живую» струйку, которой для банального умывания-то недостаточно, не говоря уже про душ или про подключённую к водопроводу бытовую технику.

  • Можно, конечно, собрать систему, в которой датчик потока, срабатывающий при открытии какой-либо из точек водозабора в доме, запускает в действие насос. И, тем самым, пока кран открыт – работает и насосная установка, поддерживая в системе нужное давление.

Удобно? Прямо скажем, не очень. Получается, что даже при малейшем расходе (например, сполоснуть руки или набрать чашку воды) будет запускаться насосное оборудование. Это крайне невыгодно, да и прослужит такая установка недолго, так как быстро растратит свой заложенный эксплуатационный ресурс.

Поэтому такая схема обычно даже не рассматривается в качестве приемлемого варианта. Подобный подход возможен, наверное, только при поливе огорода из колодца.

  • Другой вариант – использование вместительной негерметичной накопительной емкости, расположенной в самой высокой точке системы. Вода в нее нагнетается насосом, управление которым завязано с поплавковым датчиком уровня наполнения. В самой емкости избыточного давления не создаётся, но напор во всех точках водозабора обеспечивается гравитационными законами, то есть банальным превышением гидранта над точками потребления. Ведь каждый метр водяного столба соответствует 0,1 технической атмосферы.
Схема автономного домашнего водопровода с открытым расширительным баком на чердаке.
Схема автономного домашнего водопровода с открытым расширительным баком на чердаке.

Если такого напора в какой-то отдельной точке недостаточно, ничего не стоит поднять его установкой специального дополнительного повышающего насоса. Такое практикуется, например, перед проточными водонагревателями, душевыми кабинками, другой бытовой техникой, требующей повышенных показателей давления для корректной работы.

Система очень неплохая, вполне работоспособная, но, скажем так – весьма хлопотная. Да и не всегда возможная. Ведь далеко не у каждого есть возможность разместить внушительную по размерам и по массе (в заполненном состоянии) емкость в каком-то верхнем помещении. Тем более что если дом рассчитан на круглогодичное проживание семьи, то такой бак потребует еще и очень надежной термоизоляции.

  • Так как же можно одновременно и создать и запас воды, и держать его под нужным напором? Ведь жидкость несжимаема, и любое открытие крана моментально стравит закачанное в трубе избыточное давление.

Вот здесь на помощь гидравлике приходим пневматика. Сжатый газ способен накапливать и отдавать внушительный энергетический потенциал – недаром столь распространены пневматические инструменты. И этого, создаваемого за счет сжатия воздуха, запаса энергии может быть вполне достаточно для создания и поддержания необходимого напора воды в домашней водопроводной сети.

Такое оптимальное сочетание достигнуто за счет создания специального прибора — гидроаккумулятора, о котором как раз и будет идти речь далее в статье. Устройство у него не особо сложное, и разобраться с ним и с принципом работы — труда не составит.

Итак, представьте бак в прочном металлическом корпусе, способном выдерживать повышенное давление (поз. 1 на иллюстрации ниже ).

Упрощенная схема устройства гидроаккумулятора баллонного типа
Упрощенная схема устройства гидроаккумулятора баллонного типа

Внутри этого жесткого бака размещена эластичная емкость (поз. 2), способная изменять свой размер при заполнении ее водой, нечто вроде резинового баллона. Горловина этого баллона (поз. 3) герметично соединена с подходящей к гидроаккумулятору трубой системы водопровода.

Оставшееся пространство между эластичным баллоном и металлическими стенками бака (поз. 4) превращается тем самым в воздушную камеру гидроаккумулятора.

Имея представление об элементарных основополагающих физических законах из раздела термодинамики, несложно представить себе, как работает такое устройство.

В воздушной камере предварительно создаётся определенное давление – для этого предусматривается специальный ниппель, весьма схожий со своим «собратом», применяемом на автомобильном колесе.

При наборе воды в эластичную камеру (понятно, что это возможно только при избыточном давлении, то есть при работе установленного в системе насоса) она начинает увеличиваться в объеме. Естественно, при этом уменьшается объем воздушной камеры. Так как температуру полагаем здесь постоянной, уменьшение объема будет сопровождаться значительным возрастанием давления. И за счет сжимаемости газа и прочности герметичного корпуса это давление можно довести до весьма внушительных величин в несколько атмосфер.

Понятно, что с таких же давлением стенки эластичной камеры давят на заполняющую ее воду. А так как давление распространяется равномерно во все стороны, то и во всей системе домашнего водопровода оно такое же (ну, за вычетом некоторых потерь от гидравлического сопротивления).

То есть если где-то открыть кран, то вода пойдет через него под напором. По мере расходования воды объем эластичного баллона постепенно уменьшается, что приводит и к снижению давления. Если не закачивать воду в гидроаккумулятор принудительно, то предварительно созданное избыточное давление в воздушной камере и вовсе вытеснит все заполнение.

Ну а если поручить включение и выключение насосного оборудования автоматике, которая будет следить за уровнем давления в системе, то мы как раз и получим то, что нам требуется.

Это было краткое описание работы – к данному вопросу мы вернемся чуть позднее. А теперь можно пока взглянуть на то, какими преимуществами будет обладать система автономного водоснабжения, оснащенная гидроаккумулятором.

Гидроаккумулирующие баки могут отличаться размерами и способом их установки, но принцип устройства у них общий. Кстати, на этой иллюстрации он очень неплохо показан.
Гидроаккумулирующие баки могут отличаться размерами и способом их установки, но принцип устройства у них общий. Кстати, на этой иллюстрации он очень неплохо показан.

Итак, установка гидроаккумулятора в систему автономного водоснабжения разом решает несколько важных проблем:

  • В системе поддерживается напор воды в диапазоне, достаточном для безопасной и полноценной работы всех точек потребления.
  • Сам по себе гидроаккумулятор – это немалый запас воды, находящейся под давлением и готовой к подаче в любую точку системы. Таким образом, если по тем или иным причинам временно невозможно поступление поступления воды из источника, домашний водопровод остается работоспособным, пока не будет израсходован весь запас.
  • Созданный запас тратится не сразу. И поэтому открытие крана или включение другог сантехнического прибора далеко не всегда вызовет срабатывание насосного оборудования. Пока автоматика (настроенная пользователем, конечно) «считает», что имеющегося давления в гидроаккумуляторе достаточно для поддержания работы системы, оборудования будет «отдыхать в спящем режиме». Уменьшение количества пусков и остановок – это увеличение долговечности насоса, да и всего домашнего водопроводного «хозяйства» в целом, снижение расхода электроэнергии.
  • Еще одно важное качество – это амортизационная роль. Как ни крути, любой пуск насоса сопровождается кратковременным, но весьма резким повышением давления в трубах. Такие гидроудары могут достигать 10 и более атмосфер, что, скажем так, не особо полезно ни для труб, ни для сантехнических приборов. А вот гидроаккумулятор, встроенный в систему, становится отличным демпфером, сглаживающим удары и делающим их безопасными.

Подобные баки нередко называют и «расширительными», хотя в этом, по мнению автора, все же кроется некоторая некорректность. В системе холодного водоснабжения расширяться особо нечему – если и есть какие-то изменения в температуре воды от источника до точки потребления, то они не настолько существенны, чтобы оказывать сколь-нибудь заметное влияние на объемное расширение.

Правда, если речь идет о горячем водоснабжении, то здесь несколько иная картина. Около водонагревательного прибора накопительного типа (бойлера) часто действительно устанавливается бак, прямым предназначением которого становится именно компенсация объемного расширения воды от ее нагрева. Просто для того, чтобы не заставлять часто срабатывать предохранительный клапан.

В показанной позиции, то есть в обвязке накопительного водонагревателя, такой бак действительно следует рассматривать в большей степени именно в роли расширительного.
В показанной позиции, то есть в обвязке накопительного водонагревателя, такой бак действительно следует рассматривать в большей степени именно в роли расширительного.

Отдельной группой стоят расширительные баки для систем отопления – вот здесь они полностью оправдывают свое наименование. Они обычно внешне выделяются кратным цветом, хотя это – и необязательно.

Смотреть все же следует на характеристики.

  • В расширительных баках для систем отопления основной упор делается на температуру – они способны выдерживать нагрев даже выше 100 градусов. Но показатели давления обычно – довольно скромные, не превышающие 3÷4 атмосфер.

В таких приборах вполне может использоваться техническая резина SBR, применение которой в системах с питьевой водой – категорически запрещено.

  • В гидроаккумуляторах для систем водоснабжения допустимые температурные границы, как правило, не выходят за 70÷80 градусов. Но зато они способны выдерживать давление более 10 атмосфер.

Важное требование к таким приборам – это гигиеничность всех деталей и узлов, контактирующих с водой. Понятно, что они ни в коем случае не должны снижать ее качества.

Поэтому для изготовления мембран (баллонов) используются или натуральный каучук (ограничен по нагреву до 50 градусов), или этиленпропиленовая синтетическая резина (EPDM), вполне пригодная для «пищевого» применения. Или наиболее предпочтительный как с гигиенической точки зрения, так и с позиций долговечности материал – синтетический бутиловый каучук (BUTYL), которому, кстати, не страшен даже нагрев до температуры кипения воды.

  • Еще один момент. Для расширительных бачков системы отопления часто используют изделия мембранной схемы. То есть емкость разделена примерно надвое эластичной мембраной. Одна сторона — воздушная камера, вторая – водяная.
Расширительный бак мембранного типа – для систем водоснабжения лучше не использовать.
Расширительный бак мембранного типа – для систем водоснабжения лучше не использовать.

Устройство хорошо показано на иллюстрации. В системе отопления такие бачки вполне справляются со своими задачами. Но есть у них некоторые недостатки, ограничивающие их использование в системе водоснабжения.

— Первое – вода контактирует с внутренней поверхностью водяной камеры бака. Понятно, что там наносится водостойкое защитное покрытие, но, тем не менее, полностью избежать вероятности попадания в воду продуктов коррозии – нельзя.

— Второе – такие баки имеют неразборную конструкцию. Так что если мембрана не выдержит длительной эксплуатации под высоким давлением и прорвется – придется менять весь бак целиком.

Для прибора небольшого объема, свойственного  системам отопления – это хоть и неприятность, но не столь серьезная. А вот поменять полностью объемный бак, служащий гидроаккумулятором для системы водопровода – влетит в немалую сумму.

А вот поменять баллон («грушу») получится не столь дорого. Тем более что процесс замены не особо сложен, и с ним вполне можно правиться самостоятельно.

Замена вышедшего из строя баллона – это намного дешевле, чем покупка нового бака целиком.
Замена вышедшего из строя баллона – это намного дешевле, чем покупка нового бака целиком.

Так что в дальнейшем по ходу изложения будем все же оперировать термином «гидроаккумулятор», как более верным для системы холодного водоснабжения. И разговор пойдет про приборы баллонного типа.

Цены на различные виды гидроаккумуляторов

Гидроаккумулятор

Более подробно — устройство и подключение гидроаккумулятора

Вернемся ненадолго к устройству гидроаккумулятора, а затем взглянем, как он подключается к системе домашнего водопровода.

Устройство гидроаккумулятора -  с небольшим «приближением»
Устройство гидроаккумулятора —  с небольшим «приближением»

В целом, с конструкцией мы уже знакомы:

1 – металлический корпус. Обычно баки для водопровода имеют голубую окраску, но это вовсе не какой-то жесткий стандарт, встречается немало исключений. Поэтому выбор должен делаться по характеристикам изделия.

2 – фланец на входном окне бака, закрепляющий герметично края баллона («груши»).

3 – патрубок с резьбой, для подключения гидроаккумулятора к системе.

4 – основная деталь, то есть эластичный баллон гидроаккумулятора.

5 – создаваемая баллоном водяная камера.

6 – «антагонист» водяной камеры, то есть воздушная камера.

7 – ниппельное устройство для предварительного создания в воздушной камере избыточного давления.

Баки, как мы видели, могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение, серьезно различаться размерами. Но принцип устройства и подключения к системе при этом не меняется.

Схем подключения гидроаккумулятора к системе практикуется немало. Но наиболее распространена, ввиду своей простоты, понятности и надежности, схема с использованием пятивыводного штуцера.

Пятивыводной штуцер для соединения насоса, гидроаккумулятора и домашнего водопровода в общую систему с автоматическим управлением.
Пятивыводной штуцер для соединения насоса, гидроаккумулятора и домашнего водопровода в общую систему с автоматическим управлением.

Три больших вывода такого штуцера предназначены для соединения водопроводных труб. И два малых патрубка, «папа» и «мама» — для подключения реле давления и врезки манометра соответственно.

Манометр может использоваться самый обыкновенный. А для управления питанием насосного оборудования применяется реле давления. Например, такое, как показано на иллюстрации.

Весьма популярное реле давления «Belamos PS-02C», которое можно настроить для работы системы  с максимальным напором до 5 атмосфер.
Весьма популярное реле давления «Belamos PS-02C», которое можно настроить для работы системы  с максимальным напором до 5 атмосфер.

На иллюстрации хорошо виден соединительный узел с накидной гайкой, которой реле герметично подсоединяется к парубку пятивыводного штуцера.

Давайте посмотрим на схеме, как производится соединение системы:

Схема взаимного подключения насосного оборудования, гидроаккумулятора и домашней водопроводной сети через пятивыводной штуцер.
Схема взаимного подключения насосного оборудования, гидроаккумулятора и домашней водопроводной сети через пятивыводной штуцер.

На схеме все уже должно быть понятно:

1 — уже знакомый пятивыводной штуцер.

2 — участок трубы, по которой насос (неважно, поверхностный или погружной) передает воду из источника. Этот участок может быть различным по длине, нередко именно на нем, то есть до гидроаккумулятора, устанавливаются необходимые уровни водоподготовки.

3 — насос, подающий воду из источника.

4 — участок трубы, соединяющий пятивыводной штуцер с гидроаккумулятором. К слову, его (этого участка) может и не быть. Имеется в виду, что очень часто из соображений компактности этот штуцер «пакуется» непосредственно на резьбовой патрубок гидроаккумулятора.

Пятивыводный штуцер нередко соединяется непосредственно с резьбовым патрубком гидроаккумулятора
Пятивыводный штуцер нередко соединяется непосредственно с резьбовым патрубком гидроаккумулятора

5 — гидроаккумулятор.

6 — условно показана разводка домашнего водопровода.

7 — так же условно показана одна из точек водозабора.

8 — манометр, необходимый и для предварительной настройки системы, и для повседневного мониторинга ее состояния.

9 — реле давления, подсоединяемое гидравлически к патрубку штуцера. А электрически (условно показано красными линиями) – к источнику питания и к насосному оборудованию. То есть в зависимости от уровня давления оно осуществляет включение или выключение насоса.

Реле имеет свою мембрану, способную оценивать уровень давления и вызывать срабатывание электротехнического (коммутационного) механизма.

Реле давления со снятой верхней крышкой
Реле давления со снятой верхней крышкой

Если снять с реле верхнюю крышку, то под ней откроются колодки (клеммы) для подключения кабелей питания (от источника питания 220 В и к насосу), и два регулировочных винта с пружинами, поджатыми тарельчатыми шайбами и гайками. Поджатием или ослаблением этих пружин регулируются пороги срабатывания реле. Большая пружина отвечает за пуск насоса, то есть за нижний предел давления (Pmin), маленькая – за ΔР, то есть за разницу между минимальным и максимальным давлением в системе, между Pmin и Pmax.

Как производится настройка – будет рассказано чуть ниже.

Итак, если давление в системе снижается до какого-то заранее установленного уровня Pmin, насос запустится и станет нагнетать воду. От этого расширяется водяная камера гидроаккумулятора, что, соответственно, ведет к возрастанию давления.

Когда давление поднимется до верхней границы установленного диапазона, реле сработает на разрыв цепи питания насоса, и подача воды прекратится.

При открытии водоразборного крана вода начинает под установленным напором вытекать из системы. Если водозабор небольшой, то и давление снизится ненамного, то есть это не приведет к пуску насоса. Но если воды требуется много, то давление снизится до минимума, и будет запущен насос. Таким образом, нижнюю границу в системе давление все равно не пересечет.

По такому циклу и строится работа автоматической насосной станции.

Цены на различные виды реле давления

Реле давления

Основные эксплуатационные параметры гидроаккумулятора

При выборе комплектующих для насосной станции и при ее регулировке после сборки необходимо уметь ориентироваться в основных параметрах. Сам насос сейчас «выведем за скобки» — в контексте настоящей статьи нас интересует специфика гидроаккумулятора. А конкретно – какой объем бака будет оптимальным, и какие показатели давления должны быть установлены при настройке системы.

Эти величины, между прочим, тесно между собой взаимосвязаны.

Давление в гидроаккумуляторе

Итак, как, наверное, уже понятно, здесь необходимо оперировать тремя значениями давления. А именно:

— давление предварительной накачки воздуха в воздушной камере Рв;

— минимальное давление Pmin;

— максимальное давление Pmax.

Давайте посмотрим, что рекомендуют на этот счет.

  • Давление в воздушной камере Рв может выбираться по-разному, но с учетом следующих рекомендаций.

— Оно не должно быть выше Pmin, то есть не должно полностью вытеснять воду из системы при открытом кране и пока еще не сработавшем насосе. Обычно исходят из того, что оно меньше на 0,2 атмосферы, чем Pmin.

— Второй принцип его отсчета – это гидростатическое давление плюс примерно пол-атмосферы. А гидростатическое рассчитывается разницей высоты зеркала воды в колодце и точкой установки гидроаккумулятора (исходят из того, что, как уже отмечалось, метр водяного столба равен примерно 0,1 атмосферы).

То есть, например, при заборе воды с глубины 7 метров оптимальным давлением в воздушной камере будет:

Рв  =  7 / 10 = 0,7 + 0,5 = 1,2 атмосферы.

Надо сказать, что к такому расчету прибегают нечасто, обычно ориентируясь все же на первое правило, то есть исходя из Pmin.

— Наконец, некоторые производители гидроаккумуляторов еще на стадии производства создают в баке определенное давление газа. И при этом – не рекомендуют его изменять в процессе эксплуатации.

Шильдик гидроаккумулятора «AQUASYSTEM VAV50» — указано предустановленное давление в воздушной камере в 1,5 бар(атмосфер).
Шильдик гидроаккумулятора «AQUASYSTEM VAV50» — указано предустановленное давление в воздушной камере в 1,5 бар(атмосфер).

Таким образом, если следовать правилам, то в этом случае порог минимального давления в системе будет определяться как

Pmin ≈ Рв + 0,2 ат

  • Минимальное давление Pmin, помимо тех зависимостей, о которых было сказано, прежде всего должно обеспечивать корректную работу всех сантехнических и бытовых приборов. а для некоторых (хозяева должны это знать) может потребоваться давление и в две, и даже более атмосферы.

Принцип прост – даже на нижнем пределе вся сантехника должна работать нормально.

Кстати, иногда приходится принимать в расчет и размеры дома, и разветвлённость водопроводной сети. То есть при выборе нижнего порога давления должно учитываться и превышение точек водозабора над насосной станцией (помним, что 1 метр – это 0,1 атмосфера), и даже горизонтальные участки, на которых тоже происходят потери давления. Есть специальные алгоритмы расчета оптимального значения этого параметра. Один из этих алгоритмов реализован в виде калькулятора на нашем портале.

Как самостоятельно просчитать минимально необходимый напор насосной станции?

Для этого необходимо иметь схему прокладки будущей (или уже имеющейся) водопроводной сети и показатель давления, требуемого для корректной работы сантехнических устройств и бытовой техники. Все остальное возьмет на себя онлайн-калькулятор расчета минимального напора насосной станции.

  • Максимальное давление в гидроаккумуляторе Pmax. Иначе говоря, то, при котором реле срабатывает на выключение насоса.

Понятно, что чем больше закачать в гидроаккумулятор воды, тем выше станет давление, и тем реже будет включаться насос для восполнения израсходованного запаса. Поэтому у неопытных пользователей частенько возникает такой соблазн сделать верхнюю границу повыше, но, конечно, в пределах максимально допустимых нагрузок на сам бак.

Однако, как показывает практика эксплуатации автономных систем водоснабжения, такой подход ошибочен. Можно буквально навскидку указать минимум две причины, ведущие к такому заключению:

Во-первых, слишком большая разница между нижней и верхней границей создаваемого в баке давления — это очень серьёзная нагрузка на эластичный баллон (мембрану). И сколько прослужит такой гидроаккумулятор до аварии – сказать сложно. Но явно меньше того, который будет работать в «благоразумном» режиме. А замена баллона хотя и не столь сложное дело, но все же требующее приобретения запчасти, остановки системы водоснабжения с полным ее опорожнением. А после проведения ремонта (который иногда приходится проводить в весьма стеснённых условиях) — обратного заполнения и отладки.

Увлекаться слишком большим перепадом между минимальным и максимальным давлением в системе — может обойтись себе дороже.
Увлекаться слишком большим перепадом между минимальным и максимальным давлением в системе — может обойтись себе дороже.

Во-вторых, большой перепад и не особо комфортен для пользования. Согласитесь, что при приеме душа явно почувствуется падение давления, например, с 4 до 1,5 атмосфер. Такие перепады могут сказаться и на корректности работы, например, проточных водонагревателей или бытовой техники, подключённой к водопроводу.

Как правило, перепад выдерживается в рамках 1,0 ÷ 1,5 атмосфер. Например, предустановка давления в воздушной камере – 1,3 ат, нижняя граница срабатывания реле – 1,5 ат, верхняя – 3,0 ат.

А указанное в паспорте гидроаккумулятора максимальное давление — это на тот неприятный случай, когда, например, вышло из строя реле давления, и насос продолжает, как сумасшедший, гнать воду без остановки. Бак должен суметь выдержать такую нагрузку. То есть при комплектовании системы обращают внимание и на то, чтобы предельный напор, создаваемый насосом, не был больше максимально допустимого давления в гидроаккумуляторе.

Оптимальный объем расширительного бака

Понятно, что чем больше объем гидроаккумулятора, тем более значительным получается создаваемый запас воды при рекомендуемых показателях давления. И тем реже будет включаться насосное оборудование.

Гидроаккумуляторы представлены в продаже в большом разнообразии объемов. Какой считать оптимальным?
Гидроаккумуляторы представлены в продаже в большом разнообразии объемов. Какой считать оптимальным?

Но опять же – такая «очевидность преимуществ» иногда оборачивается и негативными сторонами.

  • Слишком большой по размерам бак потребует немало места для его размещения. Иногда, при дефиците пространства, это становится определяющим параметром.
  • С увеличением объема бака, безусловно, возрастает и его стоимость. Плюс к этому – выше цена на запчасти, ощутимее затраты на транспортировку, сложнее и установка на предназначенное место, и сам монтаж.
  • Слишком большой по объему запас воды может длительное время оставаться неизрасходованным. А подобные застойные явления всегда ведут к снижению качества воды.

Иными словами, все должно быть в меру.

Подбор объёма может осуществляться по-разному. Например, предлагаются таблицы, а которых показываются стандартные объемы гидроаккумуляторов и создаваемый в них запас воды при тех или иных показателях давления Рв, Pmin и Pmax.

Пример такой таблицы показан ниже:

Рв, бар →0.80.81.31.31.81.82.32.32.82.84.0
Рmin, бар →1.01.01.51.52.02.02.52.53.03.05.0
Pmax, бар →2.02.52.53.02.54.04.05.05.08.010.0
Объем бака, л
↓ ↓ ↓
СОЗДАВАЕМЫЙ РЕЗЕРВ ВОДЫ
195.77.35.06.62.57.15.47.5 6.ё8.18.4
247.29.36.38.33.29.06.89.47.610.210.6
5015.019.313.117.26.718.714.119.715.821.322.0
6018.023.115.820.88.022.417.023.619.025.623.4
8024.030.921.027.610.729.922.731.425.334.135.1
10030.038.626.334.513.337.328.339.931.742.743.9
20060.077.152.669.026.774.756.678.663.385.387.9
30090.0115.778.9103.540.0112.084.7117.795.0128.0131.8
500150.0192.9131.4172.566.7186.7141.4196.4158.3213.3219.7
75022.0289.3197.1258.8100.0280.0212.1294.6237.5320.0329.5
1000300.0385.7262.9345.0133.3373.0282.9392.9316.7426.7439.4

Обратите внимание — при тех «стандартных» показателях давления, о которых уже упоминалось не раз выше в статье, создаваемый резерв воды равен примерно одной трети общего объема бака.

Другой способ определиться с оптимальным объемом гидроаккумулятора – это произвести самостоятельный расчет.

Существует несколько форму для подобных вычислений. Например, можно воспользоваться этой:

Vopt = 16,5 × Qmax × Pmax × Pmin / (n × (Pmax – Pmin) × Pв)

где:

Vopt — оптимальный объем гидроаккумулятора.

Qmax — максимальный расход воды в домашней системе водопровода, литров в минуту. Требует отдельного расчета.

n — рекомендуемое производителем насоса максимальное количество его пусков в час. Как правило, оно лежит в пределах 10 ÷ 15 раз, но может быть и иным – это следует уточнить в паспортных данных оборудования.

Остальные значения – это показатели давления, о которых уже шла речь выше.

Итак, дело за малым – провести расчет. Но для этого сначала нужно определиться с показателем максимального расхода воды в системе.

Для этого существует свой подход, учитывающий и расход воды на каждой из имеющейся (или планируемой к установке) точке водозабора, и вероятность одновременного включения этих точек. Алгоритм воплощен в онлайн-калькуляторе, размещённом ниже.

Калькулятор расчета максимального расхода воды в домашней водопроводной системе

Перейти к расчётам

 
Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку «Рассчитать необходимую производительность насосной станции»
 
Укажите наличие и количество точек потребления воды
кухонная мойка
умывальник
ванна со смесителем и душем
ванна с функцией гидромассажа (джакузи)
душевая кабинка обычная
душевая кабинка с расширенным набором функций
унитаз со сливным бачком
биде
стиральная машина - автомат
посудомоечная машина
хозяйственный кран

Вот теперь имеются все данные, чтобы перейти к расчету оптимального объема гидроаккумулятора. Опять же, предложим читателю не возню с формулой, а возможности онлайн-калькулятора:

Калькулятор расчета оптимального объема гидроаккумулятора

Перейти к расчётам

 
Укажите запрашиваемые данные и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ОПТИМАЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА»
Максимальный расход воды, л/мин
Предварительно создаваемое давление в воздушной камере бака, Pв. бар
НАСТРОЙКИ РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ
Верхняя граница (выключение насоса), Pmax. бар
Нижняя граница (пуск насоса), Pmin. бар
Рекомендуемая частота пуска насоса, раз в час

Естественно, полученное значение служит лишь ориентиром при выборе модели. То есть подбирается бак стандартной вместительности, как правило, ближайшей к рассчитанному значению в большую сторону. Например, если расчет показал 37 литров, то необходим гидроаккумулятор объемом 50 литров.

Настройка реле давления — пошагово

Итак, бак приобретён, смонтирован, и остается провести настройку реле давления по намеченным параметрам. Как это выполняется?

Для начала обратим еще раз внимание на само реле давления.

Многочисленные рекомендации в интернете дают весьма противоречивую информацию о предназначении регулировочных винтов в реле давления.
Многочисленные рекомендации в интернете дают весьма противоречивую информацию о предназначении регулировочных винтов в реле давления.

Проблема в том, что когда начинаешь читать рекомендации-инструкции по настройке реле, диву даешься — насколько противоречива информация. В основном расхождения мнений касаются предназначения регулировочного винта с большой пружиной. Понятно, что это установка уровня давления на срабатывание реле – об этом говорит обозначение «Р» и стрелки «больше – меньше».

Но некоторые утверждают, что этим винтом регулируется отключение насоса, другие настаивают на включении. Где правда?!

Неопытных пользователей это ставит в тупик, и они начинают крутить настойки обеих винтов, в надежде «поймать» требуемые пороги срабатывания. Иногда это получается, но после длительных серий проб и ошибок. Иногда – не удается, и приходится звать специалиста.

Но если воспользоваться методикой настройки, предлагаемой одним опытным мастером, то даже у новичка проблем возникнуть не должно.

ИллюстрацияКраткое описание выполняемых операций
Начать следует с проверки степени накачанности воздушной камеры гидроаккумулятора.
Для этого необходимо открыть доступ к ниппелю – у большинства моделей он для защиты от случайных повреждений прикрыт пластиковой крышкой. Она просто откручивается.
Если бак уже смонтирован, то для проверки водяная камера должна быть пуста, то есть обеспечивается свободный выход воды из бака (открывается ближайший кран).
Далее, можно сразу проверить, есть ли вообще давление в воздушной камере бака. Для этого слегка нажимают на шток ниппеля – должны появиться признаки стравливания воздуха.
Кстати, если бак установлен в систему и уже использовался, такая проверка иногда помогает выявить аварию. То есть если при нажатии на ниппель из него начинает сочиться вода, то и думать нечего – баллон прорван, и следующий шаг – это его обязательная замена.
Если шипение воздуха показывает, что давление в камере есть, следует проверить его. Для этого часто используется обычный автомобильный манометр – он отлично подходит к ниппелю бака. Важно лишь то, чтобы шкала манометра была по возможности максимально точной – от правильности выставления предварительного давления в баке зависит точность и всех остальных настроек.
На иллюстрации – проверка показывает, что в воздушной камере бака давление составляет 1.5 атмосферы.
Если этот показатель для выбранного режима работы избыточен – его несколько сбрасывают, потихоньку стравливая воздух.
Если давления нет (например, после замены баллона) или оно недостаточное, производится накачка.
Для этого вполне подойдет автомобильный компрессор иди даже обычный насос. Как правило, и компрессоры, и современные автомобильные насосы оснащены собственными манометрами, то есть процесс будет несложно контролировать.
После подкачки и проверки ниппель закрывается крышкой.
Итак, воздушная камера гидроаккумулятора накачана до требуемого уровня давления.
Сам бак врезан в систему с насосом, установлены все необходимые элементы обвязки. В том числе – и реле давления, которое хорошо заметно на иллюстрации на первом плане. Хорошо виден и контрольный манометр, стационарно врезанный в обвязку гидроаккумулятора.
В данном примере будет рассматриваться настройка именно с теми показателями, что уже упоминались в статье: давление в воздушной камере – 1.3 ат, минимальное, то есть на срабатывание насоса – 1.5 ат, максимальное, на выключение насоса – 3,0 ат.
Для настройки реле в системе принудительно (то есть включением насоса в обход реле) создано определённое давление, несколько выше будущего минимального. В данном примере – 1,6 ат, но это не особо принципиально, может быть и несколько больше.
Все последующие включения насоса будут производится уже через реле. То есть если коммутация кабелей еще не выполнена – то следует заняться ею.
Затем, не включая пока питания, рекомендуется снять пружины с обоих регулировочных винтов.
В этом как раз и будет заключаться «фишка» этого способа настройки реле, с которым практически невозможно ошибиться.
Сначала откручивается гайка с большого регулятора…
…снимается она, находящаяся под ней тарельчатая шайбы и пружина.
Все это убирается в сторону (так, чтобы не потерять).
На реле остался пока только сам торчащий винт.
Аналогичным образом поступают и с малым винтом, регулирующим ΔP.
Реле со снятыми пружинами с обоих регулировочных винтов.
По сути, оно теперь, как «чистый лист бумаги», то есть на нем нет вообще никаких предварительных настроек, которые бы мешали регулировке.
И еще - в таком положении, со снятым большим регулятором, реле однозначно не сработает на включение насоса.
Вот отсюда и пойдем…
Первым делом, в системе требуется создать давление, точно соответствующее Pmin, то есть порогу включения насоса.
Для этого предварительно и закачивалось несколько больше – сейчас можно аккуратно отвернуть кран и, спустив небольшое количество воды, снизить давление точно до заданной отметки – в данном случае это 1,5 ат.
Кстати, такой кран для слива воды из системы желательно предусматривать заранее в непосредственной близости от гидроаккумулятора – это значительно упростит и обслуживание, и точную настройку насосной станции. Причем кран лучше ставить не шаровой, а вентильного типа – с ним получается точнее.
После этого начинаем собирать обратно большой регулятор реле — возвращается на место пружина, тарельчатая шайба…
…и затем на винт наживляется регулировочная гайка.
Следующая задача – аккуратно закручивая гайку по резьбе (сжимая пружину), поймать тот момент, когда при установленном минимальном давлении сработает пуск насоса.
Как только насос сработал – вращение прекращают.
Итак, нижний порог срабатывания реле установлен (пока несколько вчерне, но уже довольно точно).
Давление растет, но выключения не происходит, так как не настроен второй регулировочный винт.
Так что питание насоса можно выключить пока вручную.
И, соответственно, перейти к сборке второго регулировочного винта – по аналогии с первым.
После этого регулировочная гайка этой малой пружины закручивается примерно на треть длины винта.
Можно провести первые испытания.
Реле снова подключается к сети. Открывается кран, чтобы давление в системе упало до 1.5 атмосферы – это, как мы помним, приведет к пуску насоса.
При работающем насосе кран, естественно, сразу закрывается, давление начинает вновь расти, доходит до определенного уровня – и срабатывает выключение.
По манометру оценивается, на коком уровне давления произошло срабатывание реле. В данном случае – это явно недостаточно, так как было запланирован верхний порог в 3 атмосферы, то есть с разницей в 1.5 ат.
Проводят корректировку вращением гайки второго винта. Вкручивание (сжатие пружины) приводит к увеличению ΔР, выкручивание (ослабление пружины) – с уменьшению.
Вновь приоткрывают кран, чтобы сбросить давление до уровня срабатывания насоса, и проверяют давление, при котором от выключится.
В этот раз получилось несколько больше, чем надо – 3,3 атмосферы.
То есть настройку продолжают в том же порядке до получения требуемого результата.
Кстати, мастерами давно замечено, что при настройке верхнего порога срабатывания реле всегда немного «утягивается» вверх и нижняя граница. То есть насос включается уже не на 1,5 , а на 1,65÷1,7 атмосферы. «Бороться» с этим проще всего так: когда будет достигнуто превышение верхнего порога примерно на 0,2 атмосферы, больше малый винт регулировки не трогать. Но зато слегка снизить давление включения, провернув гайку большой пружины против часовой стрелки.
Так как малый винт регулирует не верхний порог, а именно разницу между порогами, то давление выключения насоса тоже снизится.
Естественно, все это проверяется по уже рассказанной методике — открытием крана для сброса давления до момента включения насоса …
…с последующим закрытием крана и засечкой уровня давления при выключении насоса.
В итоге несложно выйти на практически идеальные параметры настройки насосной станции.

*  *  *  *  *  *  *

Завершим публикацию видеосюжетом, в котором его автор рассказывает о принципах монтажа насосной станции с гидроаккумулятором и с реле давления, управляющим работой глубинного скважинного насоса.

Видео: Принципы сборки насосной станции для подачи воды из скважины

Ведущий Строительный Сайт России - StroyDay
Adblock
detector