Бак аккумулятор: что это такое, устройство, монтаж

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.

Конструкция гидроаккумулятора (изображение фланцев)

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.

Подключить манометр к ниппелю

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.

Подключение гидроаккумулятора к поверхностному насосу

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).

Устройство и принцип работы

Особенность гидробаков заключается в том, что вода не соприкасается непосредственно с металлическим корпусом, а остается заключенной в эластичной полости, также называемой мембраной. Мембрану изготавливают из бутила – прочного резинового материала. Бутил обеспечивает должный уровень предохранения воды от бактерий, чем не может похвастаться металл.

Между эластичной мембраной и металлическим корпусом находится воздушная прослойка. В нее закачан азот, но также камера может быть наполнена обыкновенным воздухом. Камера оснащена специальным пневматическим клапаном, через который регулируется давление внутри. Можно наполнить камеру через этот клапан или, наоборот, стравить воздух.

Гидроаккумуляторную установку можно в любой момент разобрать и собрать заново. Она имеет простое устройство. Такая простота обеспечивается для того, чтобы всегда была возможность выявить неполадки осуществить своевременный ремонт. При этом устройство можно починить, не выливая всю воду из него.

Гидроаккумуляторы большого объема имеют дополнительный клапан в мембране, который тоже позволяет стравливать воздух, однако здесь речь идет о воздухе, который выделяется из воды. В небольших гидробаках такой функции не имеется, но клапан тогда должен быть на трубопроводе.

Работа гидроаккумулятора осуществляется следующим образом.

• Сначала вода насосом подается в эластичную полость, растягивая и наполняя ее. К полости прилажено специальное реле.
• После того как порог давления достигнут, реле реагирует на это и отключает насос.
• Далее в процессе эксплуатации гидроаккумулятора давление снова падает, и реле, реагируя на это, снова включает воду. Реле можно настроить на какой угодно уровень. Такой тип устройств называется гидроаккумулятором с автоматикой.

Сейчас практически не встречаются подобные варианты, но все же есть устаревшие гидробаки, за степенью наполненности которых нужно следить и наполнять их самостоятельно по мере необходимости.

Что это такое?

Но что представляет собой это устройство? По сути, это источник электрической энергии, но только уже второстепенный, поскольку главная задача, как уже было упомянуто — это запустить двигатель.

Да, батарея поддерживает то электрооборудование, что имеется в любой машине, но лишь на вторых ролях. В действительности же питанием их обеспечивает генератор, пока машина едет. Но когда транспорт обездвижен, а двигатель не работает, тогда нагрузка от бортовой сети ложится уже на аккумулятор. Собственно поэтому не рекомендуется слушать долго музыку, когда машина просто стоит на месте.

В середине XX столетия ДВС прекрасно обходились без АКБ. В основном это относилось к моторам мотоциклов. Для их запуска использовалась мускульная сила. Потом уже энергией обеспечивал генератор. Каждый ли из нас помнит, как заводился мотоцикл семейства Иж?!

Спустя какое-то время производители начали оснащать транспортные средства большим количеством электроприборов. Причем с каждым разом их количество только увеличивается. Поэтому подпитка от АКБ очень кстати. Возможно, через несколько лет большая часть транспортных средств перейдет на бортовую сеть номиналом 24 вольта, вместо привычных 12. Хотя некоторые автомобили марки Мерседес уже сделали это.

Роль гидроаккумулятора в водопроводной сети

Казалось бы, устройство просто пропускает через себя воду. Можно было бы обойтись и без него? На самом деле именно с помощью гидробака в системе водопровода сохраняется стабильное давление.

Если по какой-либо причине напряжение в электросети пропадёт, небольшой «аварийный» запас воды в баке поможет решить первоочередные хозяйственные задачи.

Уточним перечень преимуществ, которые обеспечивает это довольно простое устройство:

• Преждевременный износ насоса. В мембранном баке имеется некоторый запас воды. Она удовлетворяет первоочередные потребности владельцев коттеджа. И только тогда, когда запас иссякнет, включится насос. Следует отметить, что все насосы имеют норму включений на протяжении часа. При наличии гидроаккумулятора этот показатель не будет превышен, и агрегат прослужит дольше.
• Стабилизация давления в системе. Если одновременно включить два крана, например, в ванной комнате и на кухне, перепады напора могут повлиять на температуру воды. Это очень неприятно, особенно для тех домочадцев, которые в этот момент принимают душ. Благодаря гидроаккумулятору таких недоразумений можно избежать.
• Гидроудары. Эти явления, которые способны навредить трубопроводу, могут возникать в момент включения насоса. С гидробаком риск возникновения гидроудара практически исключен.
• Запас воды. В загородном доме проблема водоснабжения стоит особенно остро. Если произошло внезапное отключение электричества, и насос не может выполнять свои функции, то для решения неотложных проблем больше не надо хранить запас воды в ведре или другом резервуаре. В ёмкости гидроаккумулятора она имеется и регулярно обновляется.

Очевидно, что наличие этого устройства в независимой от централизованных сетей системе водоснабжения не случайно. Оно необходимо и полезно.

Гидроаккумулятор в контуре водоснабжения выполняет ряд значимых функций: защищает технику от гидроударов, обеспечивает запас воды, формирует условия для автоматизации ее забора

Когда гидробак не нужен

В системах полива гидроаккумулятор не нужен, так как при постоянном открытом кране насос будет работать без выключения. Если в данной схеме присутствует накопительная емкость, оборудование будет часто включаться, что приведет к преждевременной выработке ресурса.

При покупке насоса с автоматической системой, предполагающей плавный запуск двигателя, ГА также не нужен. Гидроудар трубам не грозит, так как поток жидкости движется медленно.

Для чего нужен и как работает теплоаккумулятор

Те, у кого жилье отапливается твердотопливным котлом, знают о том, как трудно добиться стабильной температуры в батареях. Так как температура в топке нагревателя постоянно меняется и на этот процесс повлиять практически нельзя. А как это сделать, когда топливо заложено в топку и уже разгорелось? Можно, конечно, прикрыть подачу воздуха, но эффект будет малоощутимым к тому же долгосрочным. Иными словами, принять оперативные меры не представляется возможным.

Вторая проблема – это время между загрузкой топлива. Естественно, чем реже нужно подбрасывать дрова или уголь в котел, тем лучше, меньше хлопот. Чтобы решить обе эти проблемы можно установить баки аккумуляторы для отопления. Что это такое?

Внутри теплоаккумулятора находится теплоноситель. Это может быть вода или антифриз, при этом нужно понимать, что это тот же теплоноситель, который циркулирует по всему контуру. Принцип работы бака аккумулятора в системе отопления:

• котел греет воду, и она попадает в ТА, который постоянно заполнен теплоносителем;
• затем теплоноситель уходит в контур обогрева при этом отдает часть тепла общему объему жидкости резервуара;
• постепенно температура воды в теплоаккумуляторе растет;
• из контура обратка тоже приходит в ТА;
• из буферной емкости обратка передается в котел.

Схема подключения ТА

Подача воды в аккумулирующий бак для отопления осуществляется в верхней части, а обратка выходит в нижней. Эти потоки двигаются в резервуаре в разных направлениях. Задача заключается в том, чтобы они пересекались и осуществлялся теплообмен. В противном случае никакого аккумулирования тепла происходить не будет. При этом нужно не просто перемешать воду в емкости, а сделать это правильно.

Что это значит? Циркуляция должна быть настроена таким образом, чтобы поток подачи опускался вниз к потоку обратки, при этом обратка не должна подниматься вверх. Только в этом случае слой жидкости, который находится между потоками, будет нагреваться.

Настройка циркуляции осуществляется методом подбора мощности насосов до и после аккумулирующего бака для отопления, а также установки одной из трех скоростей их работы

Важно перед насосами ставить фильтры для системы отопления. В противном случае может потребоваться ремонт циркуляционного насоса

Теплоаккумулятор перестает отбирать часть тепла из поступаемого в него теплоносителя только в том случае, если он полностью заряжен. То есть температура воды одинаковая во всех слоях и сравнялась с температурой подачи от котла.

Достоинства и недостатки отопления с теплоаккумулятором

Плюсами таких систем являются:

1. Снижение затрат на энергоносители.
2. Увеличение КПД отопительной системы.
3. Отсутствие перегрева.
4. Снижение количества (периодичности) загрузки твердого топлива в котел.
5. Тонкая настройка температурного режима в помещениях.
6. Возможность модернизации (совмещение с системой подачи горячей воды, использование альтернативных источников энергии вместо топлива).

При всех достоинствах отопительное оборудование такого типа имеет и недостатки:

1. Мощность установленного котла позволяет отапливать площадь, вдвое больше, чем требуется (запас мощности).
2. Система долго запускается из холодного состояния до вхождения в нормальный рабочий режим.
3. Ввиду громоздкости оборудования и большого числа комплектующих усложняется транспортировка, размещение и монтаж.
4. Сохраняется необходимость топливного склада в непосредственной близости от котельной.
5. Стоимость оборудования и отсутствие быстрой окупаемости затрат, особенно при замене котла.

Последний недостаток успешно решается, если смонтировать теплоаккумулятор своими руками.

Типы отопительных систем с теплоаккумулятором и разным количеством змеевиков

Змеевик играет роль теплообменника, то есть жидкости различных систем не смешиваются между собой, а передача тепла происходит через стенки этой спирали. Изготавливается из меди или нержавеющей стали. Иногда используется черный металл что бы удешевить конструкцию.

Различают четыре основных типа систем:

Без змеевика. Вместо него может быть вмонтирован дополнительный бак меньшего диаметра, подключенный к малому контуру. Передача тепла происходит благодаря физическим свойствам, при котором она поднимается вверх, а холодный теплоноситель опускается в нижнюю часть емкости. Такая система является самой простой и работает только с одним потребителем, например системой отопления и одним источником. Это может быть как твердотопливный котел так и солнечный коллектор. Особенности – минимальная себестоимость, простота монтажа.

С одним змеевиком. Спираль находится внутри основного бака, по ней циркулирует теплоноситель от источника. Энергия передается в накопительную емкость откуда и циркулирует далее к потребителю. Особенности такой системы является не смешивание различных теплоносителей

Это может быть важно если они имеют различные химические составы

Система может работать и в обратном порядке, через змеевик может бить запитана система отопления или ГВС. 

С двумя змеевиками. Дополнительный малый контур теплообменника запитан в систему, подключенную к альтернативному источнику энергии. Эта система позволяет использовать более широкий спект оборудования для нагрева теплоносителя.

С тремя спиралями. Предполагается, что в единый отопительный комплекс входит котел на твердом топливе и два альтернативных источника, например, солнечная и геотермальная батареи. Максимальная экономия твердого топлива. Котел может использоваться как дополнительный (резервный).

С дополнительным баком. Существуют системы, в которых включен еще один контур с теплообменником для того, чтобы горячая вода в кране появлялась сразу же после запуска котла, не дожидаясь выхода в оптимальный режим обогрева. Однако в таких системах, запас горячей води ограничен, по его истечению дальнейший прогрев будет проходить медленнее чем через змеевик.

Применение различных типов систем

Отопительные системы, в состав которых входят только твердотопливные котлы применяются, как правило, для обогрева частных домов. Необходимость сооружать угольный (дровяной) склад доставляет неудобство, но такой конфигурации достаточно для отопления в самые суровые морозы.

Системы отопления, в которые включен солнечные коллекторы позволяют экономить до 30% затрат на энергоносители, но не заменить твердотопливный котел. Поэтому ее используют как вспомогательную, тем более что солнце светит не всегда. А вот для того, чтобы дома всегда была вода, мощности достаточно (замещает на 50-90%).

Совмещенные конфигурации предполагают применение газового и твердотопливного котлов. Это удобно при запуске системы в промерзшем здании. Если газовый агрегат подключить к системе горячего водоснабжения, то вода будет всегда. При этом не нужно подбрасывать дрова, достаточно нажать пусковую кнопку газовой горелки. а основную задачу по нагреву води возьмет на себя твердотопливный котел.

Как собрать теплоаккумулятор своими руками

Необязательно покупать теплоаккумулятор. Его можно сделать самостоятельно, сэкономив почти в два раза, а эффективность будет не хуже, чем у покупного. Самый простой цилиндрический теплоаккумулятор по принципу работы сходный с термосом. Его стенки сохраняют тепло воды долгое время, поэтому он отлично подойдет для отопления помещений. Перед началом сборки водяного теплоаккумулятора понадобится:

• Бак с минимальным объемом 200 литров, бак меньше не имеет смысла. Объем выбирать, основываясь на площадь, которая должна отапливаться.
• Материал, чтобы теплоизолировать конструкцию, например, возьмите минеральную вату.
• Фольгированная пленка.
• Клейкая лента.
• Змеевик трубки из меди для его изготовления.
• Для опалубки можно использовать бетонную плиту или доски, еще понадобиться бетон для заливки.

В качестве накопителя отлично подойдет железная бочка.

После того как запасетесь всеми необходимыми материалами, можно приступать к работе.

Схема теплоаккумулятора SWaG 800

Как определить повреждение гидроаккумулятора

Как и в системе водоснабжения гидроаккумулятор имеет свой срок службы. Так, для встроенных резервуаров он определяется сроком эксплуатации отопительного котла, а отдельно стоящий бак из черного металла обычно выдерживает 5-6 летний период эксплуатации. При заполнении объема системы антифризом необходимо внимательно изучить рекомендации производителя, чтобы удостовериться, что материал не вступит в реакцию с химическим веществом незамерзайки.

Первым признаком того что гидроаккумулятор вышел из строя является резкое понижение давления в системе. Дело в том, что самым узким местом гидроаккумулятора выступает мембрана. Несмотря на эластичность и прочность в процессе эксплуатации в ее полость попадают частички мусора из внутреннего объема батарей, труб, запорной арматуры, часто здесь скапливаются нерастворимые осадки содей из самой воды. И тогда при работе мембраны эти частицы играют роль абразива, постепенно протирая резину. При прорыве стенок мембраны воздух из воздушной камеры проникает в систему отопления и выводится через воздухоотводчик, а освободившийся объем заполняется теплоносителем. При этом видимых утечек теплоносителя в помещении не обнаруживается

Если не обратить внимание, на резкое снижение давления в системе, и просто восстановить необходимый показатель давления жидкости, то несмотря на поломку гидроаккумулятора система продолжит работу. Но при первой же нештатной ситуации масштаб аварии будет намного больший

Для систематического контроля состояния мембраны рекомендуется периодически проверять давление в гидроаккумуляторе при помощи обычного манометра из дорожного автомобильного комплекта.

Чтобы быть уверенным в работоспособности оборудования рекомендуется 1-2 раза в 6 месяцев нажимать на ниппель и выпускать немного воздуха. Быстрый свистящий поток воздуха будет говорить о герметичности резервуара. А вот если будет слышно слабое шипение или вместо воздуха будет прокапывать вода, то в таком случае необходимо бить тревогу – мембрана с большой долей вероятности будет повреждена и прибор необходимо ремонтировать.

Второй распространенной проблемой при эксплуатации гидроаккумуляторов выступает потеря герметичности корпуса. В отличие от ресиверов системы водоснабжения эта проблема встречается относительно редко, но ее нельзя сбрасывать со счетов. Такое повреждение становится результатом неправильного монтажа или в результате неправильного ремонта устройства. Корпус бака обычно изготавливается из стального или железного листа путем штамповки. Наружная часть бака красится  для защиты от коррозии, а вот внутренняя обычно остается без дополнительного защитного слоя. В процессе эксплуатации на внутренней стенке воздушного отсека образуются очаги коррозии из-за чего со временем образуется отверстие, и воздух просто выходит. Определить такую неисправность просто – нужно несколькими нажатиями начать спускать воздух, если при нажатии неслышно характерного свиста, то необходимо искать повреждение корпуса.

Еще одним часто встречающимся видом поломки выступает неисправность золотника. Обычно это случается при настройке прибора, когда есть необходимость постоянно подкачивать его насосом и проверять давление манометром. При повреждении золотника обычно давление спускается постепенно, и на манометре котла можно заметить, что давление снижается не сразу, а со временем, небольшими порциями. При этом нужно отметить, что оно именно снижается, а не скачет в определенной амплитуде. Непосредственно на резервуаре проверить работает ли клапан, или нет можно нанеся на него небольшое количество мыльного раствора. Если раствор не изменяет своего состояния, значит дело не в клапане. А если выходящий воздух надувает мыльные пузыри, пусть даже и небольшие, то нужно менять сердцевину клапана. Проще всего купить его в автомагазине или в спорттоварах, сердцевина в клапане идентична той, что применяется в шинах автомобилей и велосипедов.

Преимущества использования теплоаккумуляторов

Установка теплоаккумулятора направлена на достижение следующих целей:

• Котел можно будет протапливать в любое удобное время;
• Закладку каждой следующей партии топлива можно будет отложить на некоторый срок;
• Количество топлива, затрачиваемое на обогрев здания, будет снижено.

Встроенная в котел буферная емкость (тепловой аккумулятор) позволяет поддерживать комфортный микроклимат в доме и при этом снизить расход топлива на отопление. Если же такую систему дополнить датчиками и терморегуляторами, то экономия будет максимальной – при достижении определенной температуры подача тепла в контур отопления попросту прекращается.

Схема подключения гидроаккумулятора

В зависимости от возложенных функций, схема подключения гидроаккумулятора к водопроводной системе может быть разной. Самые популярные схемы подключения гидроаккумуляторов приведены ниже.

Схема обвязки повысительной насосной станции

Такие насосные станции устанавливаются там, где присутствует большое водопотребление. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно.

На повысительной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления во время включения дополнительных насосов и для возмещения небольших водоразборов.

Еще такая схема широко применяется, когда в системе водоснабжения происходит частое прерывание подачи электроэнергии на повысительные насосы, а присутствие воды жизненно необходимо. Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.

Чем больше и мощнее насосная станция, и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидрроаккумулятора, исполняющего роль демпфера.Буферная емкость гидробака тоже зависит от объема необходимого запаса воды, и от разницы в давлении при включении и отключении насоса.

Схема для погружного насоса

Для длительной и бесперебойной работы погружной насос должен совершать от 5 до 20 включений в час, что указывается в его технических характеристиках.

При падении давления в водопроводной системе до минимального значения автоматически включается реле давления, а при максимальном значении – отключается. Даже самый минимальный расход воды, особенно в малых системах водоснабжения, может понизить давление до минимума, что моментально даст команду для включения насоса, ведь утечка воды компенсируется насосом моментально, а через несколько секунд, при пополнении запаса воды, реле отключит насос. Таким образом, при минимальном водопотреблении, насос будет работать почти вхолостую. Такой режим работы неблагоприятно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Положение может исправить гидроаккумулятор, который всегда имеет нужный запас воды и успешно компенсирует незначительный ее расход, а также защитит насос от частого включения.

Кроме этого, гидроаккумулятор, подключенный к схеме, сглаживает резкое повышение давления в системе при включении погружного насоса.

Объем гидробака выбирается в зависимости от частоты включений и мощности насоса, расхода воды в час и высоты его установки.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю

Для накопительного водонагревателя в схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Нагреваясь, вода расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, а так как она не имеет свойства сжиматься, то самый минимальный рост объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов водонагревателя. Здесь тоже придет на помощь гидробак. Его объем напрямую будет зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагреваемой воды и роста максимально допустимого давления в системе водопровода.

Подключение гидроаккумулятора к насосной станции

Гидроаккумулятор подключается перед повысительным насосом по ходу воды. Он нужен для предохранения от резкого снижения давления в сети водоснабжения в момент включения насоса.

Вместимость гидроаккумулятора для насосной станции будет тем больше, чем больше используется воды в системе водоснабжения и чем меньше разница между верхней и нижней шкалой давления в водопроводе перед насосом.

Конструкция аккумуляторного бака для отопления

Аккумуляторный бак для отопления в разрезе

Теперь более подробно остановимся на конструкции теплоаккумулятора. Если резервуар предназначен только для контура обогрева, то его конструкция достаточно простая:

• герметичный корпус;
• слой утеплителя;
• патрубок в верхней части для подачи;
• патрубок в нижней части для обратки.

Больше ничего не потребуется, но если нужно чтобы аккумуляторный бак для отопления еще и грел воду для хозяйственных нужд, то в корпус резервуара встраивается медный змеевик и, естественно, два патрубка (вход/выход). К входному патрубку подключается холодная вода. Она проходит по змеевику и нагревается от того теплоносителя, который находится в буферной емкости. Из резервуара выходит уже нагретая вода, которая подается на смесители санузла и кухни. При этом от длины медного змеевика зависит, как долго вода пробудет внутри ТА и, соответственно, насколько она нагреется.

Конструкция ТА может иметь не только несколько контуров теплоотдачи, а и несколько источников нагревания. Так, нагрев теплоносителя в резервуаре может осуществляться несколькими способами:

• от нагревателя;
• от электрических тэнов.

Электрические тэны могут быть запитаны прямо в сеть и включатся тогда, когда это необходимо. Также современные буферные баки аккумуляторы для отопления оснащены тэном, подключенным к солнечным батареям, что позволяет использовать бесплатную энергию солнца.

Как всегда народные умельцы интересуются, можно ли сделать бак аккумулятор для отопления своими руками. Конечно, можно, если руки на месте, но сказать что это очень просто нельзя

На что нужно обратить внимание:

• верх резервуара не должен быть плоским, иначе выдавит давлением;
• патрубки подачи и обратки должны быть в нужных плоскостях;
• вся конструкция абсолютно герметичная;
• металл толщиной около 5 мм.

Ниже на видео можно увидеть, как один из народных умельцев сделал аккумуляторный бак для отопления своими руками из бочки.