Давление гидроаккумулятора для систем водоснабжения: Страница не найдена

Содержание

Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения в Спб: описание и цены

Описание

В процессе строительства отдельно стоящего дома владелец, как правило, не ограничивается выкапыванием колодца или бурением скважины для снабжения хозяйства водой. Современные стандарты комфорта (как и обилие в магазинах самой разнообразной техники) побуждают его монтировать систему подачи воды по трубам на кухню и в санузел, что приближает жизнь в сельской местности к городским условиям. И одной из значимых составляющих для этого является гидроаккумулятор для систем водоснабжения, который еще называют расширительным баком.

Что такое гидроаккумулятор?

Бывает, что владелец будущего дома имеет средства, чтобы рядом со скважиной построить собственную водонапорную башню и тогда проблема поддержания постоянного давления воды в его доме будет решена раз и навсегда. Однако значительно чаще принимаются решения купить гидроаккумуляторы для водоснабжения, которые так же хорошо справляются с функцией поддержки давления в системе, но цена их несоизмеримо ниже.

Гидроаккумулятор представляет собой емкость закрытого типа из пластика или железа, объем которой обычно от 20 до 200 литров. Внутри емкость разделена на две части резиновой или каучуковой мембраной (ее еще называют грушей), одна часть соединена с внутренним объемом системы трубопроводов и заполнена постоянно водой. Во вторую часть нагнетается воздух с давлением в 1,5–2,5 бар, причем это давление поддерживается там постоянно посредством нагнетания или стравливания через золотник.

Функции гидроаккумулятора

  • создает (аккумулирует) определенный запас воды;
  • поддерживает в системе постоянное давление вне зависимости от того, выключен или включен насос;
  • компенсирует и защищает элементы системы водоснабжения от гидроударов;
  • продлевает ресурс насоса, отключая его периодически через реле давления;

Принцип действия

Принцип действия гидроаккумулятора для систем водоснабжения достаточно прост. Насос из скважины или колодца подает воду в трубы и расширительный бак, мембрана внутри которого наполняется водой и растягивается, сжимая воздух по другую сторону. По достижении определенного максимального давления, на которое настроено реле насоса, насос отключается.

Как только открывается кран и начинается забор воды из системы, сжатый воздух воздействует на мембрану, вытесняя воду из аккумулятора в трубы. После того, как давление воздуха снижается до минимального, насос по команде реле давления включается и снова начинает подавать воду в трубы.

Расчет объема

Чтобы определить для себя, какого объема аккумулятор для водоснабжения купить, нужно определить приоритеты и произвести некоторые математические действия. Можно, конечно не утруждать себя расчетами, особенно, если семья состоит из одного человека, и просто приобрести стандартный 24-литровый бачок, который часто продается в комплекте с насосом. Но, если семья побольше, да точек отбора воды несколько, желательно подойти к выбору объема бака более основательно. Итак, с точки зрения ресурса насоса он не должен включаться чаще, чем раз в две минуты. Если производительность насоса 30 л в минуту, одна точка отбора воды расходует около 5 л /мин. и их в доме три, то при пиковой ситуации (когда все три крана открыты) расход будет 15 л/мин, а значит, вполне достаточно бака объемом 60 л (еще необходимо учесть, что в самом гидроаккумуляторе вода и воздух занимают пространство примерно поровну).

Кроме того, при покупке гидроаккумулятора для систем водоснабжения в СПб следует учитывать небольшую, но важную особенность. Похожие баки производятся не только для систем подачи воды, но и для отопления. Так вот, первые окрашены в синий цвет и комплектуются мембраной из пищевой резины, а вторые – красного цвета и внутри имеют мембрану из технической резины. С точки зрения сохранения здоровья это важно.

Заключение

Правильно выбрать, купить гидроаккумуляторы для водоснабжения и эксплуатировать их достаточно просто, если подходить к этому вопросу ответственно, тщательно взвешивая все параметры. И уж точно не стоит забывать о том, что, как и вся техника, аккумуляторы для воды требуют периодической проверки давления воздуха, иначе работать они будут некорректно.

Гидроаккумуляторы для водоснабжения

Гидроаккумуляторы предназначены для систем водоснабжения и отопления.

Гидроаккумуляторы  для систем холодного водоснабжения. 

   Гидроаккумуляторы для холодного водоснабжения предназначены для повысительных установок и подпиточных устройств, для компенсации гидродинамических ударов. Имеют корпус, изготовленный из листовой стали и покрытый эмалью синего цвета, разделенный сменной мембраной на две камеры: водяную и воздушную. В воздушной камере находится предварительно закачанный воздух. Контакт воды с металлическими поверхностями корпуса невозможен, так как вода поступает в водяную камеру — мембрану, материалом которого, является натуральный каучук (не восприимчивый к воздействию бактерий и удовлетворяющий всем гигиеническим и санитарным нормам). Со стороны воздушной камеры в корпусе располагается пневмоклапан, предназначенный для регулирования давления воздуха. Поступление и выход из гидроаккумулятора воды осуществляется через резьбовой присоединительный патрубок. 

Принцип действия

   Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения работают следующим образом: после монтажа системы и подключения к электросети, насос включается и начинает закачивать воду в водяную камеру, при этом объем воздуха, находящегося в воздушной камере, уменьшается на величину поступающего объема воды. При уменьшении объема воздуха давление в гидроаккумуляторе возрастает. После того, как давление в гидроаккумуляторе превысит давление отключения насоса, установленное на реле давления, насос отключается и находится в отключенном состоянии до тех пор, пока давление в системе не упадет в результате водоразбора (вода при этом поступает в точку водоразбора непосредственно из гидроаккумулятора), после чего насос включается. Далее цикл повторяется.

   Давление воздуха постоянно уравновешивается давлением воды, поэтому мембрана не испытывает динамических напряжений. Давление в гидроаккумуляторе можно контролировать, если подсоединить манометр. По нему же происходит и настройка реле давления на требуемый рабочий диапазон.

 

 

Гидроаккумуляторы серии для систем отопления.

   Гидроаккумуляторы для систем отопления  применяются в системах отопления и служат для компенсации температурного расширения и обеспечения давления в закрытых системах отопления. Имеют корпус, изготовленный из листовой стали и покрытый эмалью красного цвета, разделенный сменной мембраной на две камеры: водяную и воздушную. В воздушной камере находиться предварительно закачанный воздух. Контакт воды с металлическими поверхностями корпуса невозможен, так как вода поступает в водяную камеру — мембрану, материалом которого является специальная резина (EPDM). Со стороны воздушной камеры в корпусе располагается пневмоклапан, предназначенный для регулирования давления воздуха. Поступление и выход из расширительного бака воды осуществляется через резьбовой присоединительный патрубок.

Принцип действия

   При нагреве системы расширяющаяся вода попадает в водяную камеру, а по мере охлаждения выдавливается обратно в систему.

Монтаж гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Для организации водопровода на загородном участке, зачастую используют скважины. Чтобы откачивать воду из таких скважин, необходим прежде всего насос и дополнительное обустройство водопровода. Существует огромное количество различных моделей насосов, представленных на рынке, необходимый тип напрямую зависит от источника воды. Существует две основных разновидности насосов, это: глубинный и расположенный на поверхности.

Для скважин стоит использовать насосы, основанные на центробежном принципе работы. Они не вибрируют в процессе закачки воды.

Основными элементами насосной станции являются:

1. электродвигатель,

2. накопительный бак,

3. насос,

4. реле давления.

Накопительный бак представляет собой гидроаккумулятор, служащий буфером для воды. Необходимое давление в баке поддерживает реле, оно включается в случае его понижения, наполняя ёмкость. Благодаря этому давлению создаётся привычный для городского жителя напор воды в кране. Положительной чертой является простота использования системы, по ссылке можно посмотреть достаточно подробное описание монтажа гидроаккумулятора для системы водоснабжения частного дома. В итоге, при открытии крана, начинает течь вода под стабильным давлением, а насосная станция возобновляет свою работу, выкачивая воду из скважины по мере снижения давления в гидроаккумуляторе.

Особенности выбора гидроаккумулятора

При выборе гидроаккумулятора для насосной станции и определения места его монтажа следует обратить внимание на следующие параметры:

Глубину, с которой насосная станция способна извлекать воду. Если используется глубинный насос, то гидроаккумулятор в таком случае, располагают на поверхности скважины. Это позволит не остаться без водоснабжения в случае отключения электроэнергии.

Ёмкость накопительного бака. Он необходим для поддержания постоянного давления, а также для его плавного изменения. Автоматизирует работу станции за счёт использования реле давления. Бак предотвращает эффект гидроудара. Уберегая таким образом сантехническое оборудование и не допуская перегрева электродвигателя.

При выборе гидроаккумулятора для станции основной характеристикой является его ёмкость. Больший объём позволит запасать значительное количество жидкости. Гидроаккумулятор представляет собой стальной корпус с внутренней рабочей полостью, которая покрыта эпоксиполиэфирным составом. А также воздушной полостью, отделяемой мембраной. Эта полость наполнена газом, азотом или воздухом. Рабочая полость представляет собой грушу, под действием наполняемой воды, она раздувается внутри бака. Тем самым на жидкость оказывается давление. При оттоке воды рабочая полость сокращается, вытесняя жидкость и компенсируя давление в расширительном баке. Применение расширительного бака большей ёмкости, уменьшает количество включений насоса, тем самым сокращая расходы на электроэнергию.

Мини-аккумуляторный бак объемом 0,6 л | Xylem США

УЛУЧШАЕТ САМЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВОДНЫЕ СИСТЕМЫ

Этот аккумуляторный бак предназначен для установки в любой водопроводной системе, управляемой реле давления, а также может использоваться с пневматическими насосами. Бак может служить резервуаром для хранения, а также демпфером пульсаций для жидкости под давлением. Накопительный бак сглаживает поток воды и сокращает число циклов включения / выключения насоса, уменьшая колебания давления и расхода между насосом и точками слива системы.Равномерный поток воды позволяет лучше контролировать температуру горячей воды с системами, использующими проточные водонагреватели.

РЕГУЛИРОВКА ДАВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАРЯДКИ

Накопительный бак предварительно заряжен при давлении 10 фунтов на кв. Дюйм (0,7 бар). Если давление включения электрического насоса вашего насоса значительно отличается, вы можете отрегулировать давление в резервуаре, чтобы оно лучше соответствовало вашей конкретной установке. Чтобы увеличить давление воздуха в баллоне, выключите насос, откройте кран, чтобы сбросить давление в системе, и отрегулируйте давление с помощью обычного шинного манометра и шинного насоса на клапане в конце резервуара.Отрегулируйте давление примерно на 1–3 фунта на квадратный дюйм ниже давления включения. Давление в гидроаккумуляторе следует проверять не реже двух раз в год, чтобы гарантировать правильную работу.

Номер модели: 30573-0003

30573-0003 Мини-аккумуляторный бак
Общий внутренний объем 21,5 (унций)
0,65 (литров)
Клапан наполнения воздухом Стандартный автомобильный клапан для шин
Макс.Давление 125 (фунт / кв. Дюйм)
8,6 (бар)
Размеры 21,4 x 11,9 (см)
8,4 x 4,7 (дюймы)
Давление предварительной зарядки 0,7 (фунт / кв. Дюйм)
0,7 (бар)
Масса 0,96 (фунт)
440 (г)

Заявка на патент США для систем холодного водоснабжения Заявка на патент (Заявка № 20030056825 от 27 марта 2003 г.)

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

& lsqb; 0001 & rsqb; а) Область изобретения

& lsqb; 0002 & rsqb; Изобретение относится к системе холодного водоснабжения многоэтажного дома, а также к способам подачи холодной воды вокруг такого здания.

& lsqb; 0003 & rsqb; б) Описание предшествующего уровня техники

& lsqb; 0004 & rsqb; Традиционно во многих странах при оснащении здания системой холодного водоснабжения применялась практика создания резервуара относительно большой емкости в пространстве под крышей здания и подачи холодной воды в этот резервуар из водопровода через установленную трубу. с шаровым краном, измеряющим уровень воды в баке. Различные краны холодной воды вокруг здания соединены подходящими распределительными трубами с резервуаром, за исключением одного крана, ближайшего к точке, в которой подача холодной воды поступает в здание, который непосредственно подключен к входящей водопроводной трубе и, таким образом, работает в напор водопроводной воды.

& lsqb; 0005 & rsqb; Преимущество вышеупомянутой системы состоит в том, что можно использовать входящую водопроводную трубу относительно небольшого диаметра, скорость потока по которой относительно ограничена, и скорость потока может быть ниже максимальной потребности, например, из крана для ванны. Трубопровод, соединяющий резервуар с кранами, может иметь больший размер, чем размер входящей водопроводной трубы, и поэтому в течение коротких периодов времени может быть достигнута высокая скорость потока. Также есть возможность на случай прерывания электроснабжения.

& lsqb; 0006 & rsqb; Еще одно преимущество традиционной системы подачи холодной воды, описанной выше, заключается в том, что в систему горячей воды также подается холодная вода из того же резервуара для холодной воды, и поэтому давление воды, доступное в горячих и холодных кранах в одном бассейне или ванне, по существу, составляет тем же.

& lsqb; 0007 & rsqb; Очень серьезная проблема традиционной системы, описанной выше, заключается в том, что резервуар в пространстве под крышей редко обслуживается или очищается. Следствием этого является то, что различные плесени или другие бактериальные вещества могут загрязнять воду в резервуаре, что приводит к риску заболевания.Во многих странах вводятся правила для зданий, в которые есть доступ для населения, которые предписывают частое опорожнение и очистку резервуара, чтобы снизить вероятность заражения холодной воды инородными организмами.

& lsqb; 0008 & rsqb; В случае многоэтажного дома давление в водопроводной сети может быть недостаточно высоким для подачи на верхние этажи здания. В таком случае обычно устанавливают резервуар для хранения (обычно называемый промежуточным резервуаром) на уровне первого этажа и используют местный насосный агрегат с электрическим приводом для перекачки воды либо в резервуар для хранения на крыше, либо непосредственно в краны. по всему зданию, в том числе на верхних этажах.Насос должен удовлетворять мгновенный спрос от кранов в здании и, следовательно, иметь относительно большую максимальную скорость перекачивания. Как следствие, насосный агрегат должен иметь относительно высокую потребность в электроэнергии. Например, насосный агрегат даже для совсем небольших зданий может быть рассчитан на 5 л.с. и более.

& lsqb; 0009 & rsqb; Альтернативная система подачи холодной воды, широко используемая в континентальной Европе, заключается в подключении всех кранов холодной воды в здании непосредственно к входящей магистрали подачи и, таким образом, полностью исключает использование резервуара для хранения холодной воды.Недостатком этого является то, что доступный расход в любом данном кране ограничен максимально возможным расходом через входящую подающую трубу. В случае, если открыто более одного крана, максимальный расход делится между открытыми кранами. Как следствие, входящая труба водоснабжения обычно должна иметь значительно больший диаметр, чтобы обеспечить максимально возможную скорость потока по сравнению с системой, использующей резервуар для хранения в пространстве под крышей здания.Это значительно увеличивает стоимость установки.

& lsqb; 0010 & rsqb; Еще одна проблема, связанная с системой водоснабжения, работающей под давлением, заключается в том, что система горячего водоснабжения также должна работать при давлении водопроводной воды, а это означает, что необходимо принимать специальные меры для компенсации расширения воды в системе горячего водоснабжения при повышении температуры воды. , и таким образом, чтобы предотвратить чрезмерное повышение давления в системе горячего водоснабжения. Также необходимо принять меры, чтобы вода не попала обратно в входящую трубу подачи холодной воды.

& lsqb; 0011 & rsqb; Следует принять во внимание, что с системой подачи холодной воды под давлением, описанной выше, при установке в многоэтажном здании давление, доступное в кранах на верхних этажах, будет меньше, чем давление, доступное на нижних этажах. Таким образом, давление, доступное в ванне (которая обычно имеет наибольшую потребность в расходе в домашнем жилище), может быть неприемлемо низким, особенно если ванна установлена ​​на верхнем этаже здания, имеющего более двух этажей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

& lsqb; 0012 & rsqb; Настоящее изобретение направлено на решение проблем, связанных с подачей холодной воды на все этажи многоэтажного здания, при использовании системы водоснабжения под давлением без использования резервуара для хранения на крыше.

& lsqb; 0013 & rsqb; Соответственно, один аспект этого изобретения обеспечивает систему холодного водоснабжения для многоэтажного здания, имеющего нижний и верхний этажи и имеющего внешний водопровод для водоснабжения здания, который включает в себя:

& lsqb; 0014 & rsqb; водозаборник, ведущий в здание от указанного внешнего водопровода;

& lsqb; 0015 & rsqb; нижний аккумулятор, предусмотренный в здании на его нижнем этаже;

& lsqb; 0016 & rsqb; впускной обратный клапан, расположенный рядом с нижним аккумулятором, и указанная впускная труба, соединенная с нижним аккумулятором через указанный обратный клапан;

& lsqb; 0017 & rsqb; верхний аккумулятор, предусмотренный на верхнем этаже здания;

& lsqb; 0018 & rsqb; стояк, ведущий от нижнего аккумулятора к верхнему аккумулятору;

& lsqb; 0019 & rsqb; нижний обратный клапан и верхний обратный клапан, расположенные в упомянутом стояке, соответственно, рядом с выходом из нижнего аккумулятора и рядом с входом в верхний аккумулятор;

& lsqb; 0020 & rsqb; водораспределительную трубу, соединенную с верхним аккумулятором, для подачи холодной воды, по меньшей мере, на верхний этаж здания; и

& lsqb; 0021 & rsqb; насос с электрическим приводом, имеющий впускное отверстие для воды и выпускное отверстие для воды и расположенный в стояке для перекачивания воды в верхний аккумулятор.

& lsqb; 0022 & rsqb; Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается способ подачи холодной воды в многоэтажное здание, имеющее нижний и верхний этажи, который включает:

& lsqb; 0023 & rsqb; подача воды через водозаборный патрубок, ведущий в здание из водопровода вне здания;

& lsqb; 0024 & rsqb; подачу воды из впускной трубы через впускной обратный клапан в нижний аккумулятор, предусмотренный в здании на его нижнем этаже, при этом впускной обратный клапан расположен рядом с нижним аккумулятором;

& lsqb; 0025 & rsqb; перекачивание воды из нижнего аккумулятора с помощью насоса с электрическим приводом в стояк, ведущий от нижнего аккумулятора к верхнему аккумулятору, расположенному на верхнем этаже здания, при этом соответствующие нижний и верхний обратные клапаны расположены в стояке рядом с выпускным отверстием от нижнего гидроаккумулятора и входа в верхний гидроаккумулятор; и

& lsqb; 0026 & rsqb; подача холодной воды из верхнего гидроаккумулятора в водопроводную трубу для распределения холодной воды, по крайней мере, на верхний этаж здания.

& lsqb; 0027 & rsqb; Конечно, известно, что с помощью аккумулятора можно компенсировать колебания давления в системах водоснабжения. Хотя существуют различные конструкции гидроаккумуляторов, обычно в системах водоснабжения используется резервуар высокого давления с упругой диафрагмой, разделяющей резервуар на две камеры. Впускная труба сообщается с одной камерой, а другая камера полностью изолирована как от первой камеры, так и от атмосферы. Подача воды под давлением в указанную одну камеру деформирует диафрагму и, таким образом, сжимает воздух в другой камере.Таким образом, аккумулятор может принимать воду или сливать воду, в зависимости от относительного давления внутри одной камеры и в трубе, соединенной с этой камерой, таким образом сглаживая колебания давления подачи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

& lsqb; 0028 & rsqb; Для лучшего понимания изобретения один конкретный вариант осуществления системы холодного водоснабжения, установленной в соответствии с настоящим изобретением, будет подробно описан ниже со ссылкой на прилагаемый чертеж, который показывает типичную установку изобретения в трехэтажный дом.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

& lsqb; 0029 & rsqb; В самых широких аспектах настоящее изобретение предполагает использование двух аккумуляторов в системе холодного водоснабжения, с одним аккумулятором на нижнем этаже и одним аккумулятором на верхнем этаже здания. Аккумуляторы должны иметь относительно большой объем, чтобы удовлетворять ожидаемые потребности — например, для заполнения ванны, когда они увеличиваются потоком вверх по стояку. Каждый такой аккумулятор может содержать два или более аккумуляторов, включенных параллельно, чтобы получить достаточный накопленный объем для предполагаемой установки.В дальнейшем ссылки будут делаться только на отдельные аккумуляторы, но следует понимать, что каждый такой отдельный аккумулятор может содержать множество аккумуляторов, фактически параллельно включенных, для получения требуемой емкости.

& lsqb; 0030 & rsqb; Насос служит для перекачивания воды по стояку в верхний аккумулятор, так что на верхних этажах здания будет достаточная емкость для удовлетворения ожидаемой потребности в воде на каждом этаже или на каждом этаже, обслуживаемом распределительной трубой, подключенной к верхний аккумулятор.Выбранный насос, используемый в стояке, может быть линейным подкачивающим насосом, предпочтительно установленным рядом с нижним аккумулятором и способным создавать статическое давление, когда нет потребности в потоке, а также способным доставлять поток, когда есть потребность из верхнего гидроаккумулятор или от кранов, подключенных к верхнему распределительному патрубку. При наличии такого насоса и игнорировании потерь давления в трубопроводах, обратных клапанах и т. Д. Возможно, что давление на верхних этажах будет по существу таким же, как и на нижних этажах здания.

& lsqb; 0031 & rsqb; Обратные клапаны предотвращают обратный поток воды из верхнего гидроаккумулятора на нижний этаж и, таким образом, гарантируют, что максимальный доступный расход может быть достигнут на верхнем этаже, дополненный работой насоса, даже если кран был открыт на нижний этаж.

& lsqb; 0032 & rsqb; Хотя изобретение может быть использовано в здании, имеющем только два этажа, предполагается, что это будет сделано только тогда, когда водопроводная сеть будет иметь очень низкое давление.Обычно изобретение используется для здания, имеющего три или более этажей. В случае здания, имеющего несколько этажей, можно было бы установить дополнительный аккумулятор на одном или нескольких промежуточных этажах для подачи воды на этот промежуточный этаж и, возможно, также на некоторые промежуточные этажи. Кроме того, в случае высотных зданий один или несколько дополнительных насосов могут быть предусмотрены в стояке вблизи одного или каждого дополнительного аккумулятора. Если дополнительные насосы устанавливаются, как указано выше, вместе с соответствующими гидроаккумуляторами, то в стояк следует установить обратные клапаны, чтобы предотвратить обратный поток от насоса к этажам ниже насоса.

& lsqb; 0033 & rsqb; Рабочие характеристики насоса следует выбирать в зависимости от конкретных обстоятельств предполагаемой установки. Необходимо учитывать такие факторы, как максимальный расход и доступное давление на входящей сети, емкость аккумуляторов системы холодной воды, количество этажей, которые должна обслуживать система, и ожидаемая средняя потребность. которые, вероятно, будут размещены в системе у полов, на которые подается вода из верхнего гидроаккумулятора.

& lsqb; 0034 & rsqb; Принимая во внимание вышеизложенное, для небольшого блока кранов, имеющего три этажа, типичный насос может иметь максимальную объемную пропускную способность порядка от 50 до 100 литров в минуту в условиях низкого напора. Альтернативный способ оценки производительности насоса может заключаться в оценке емкости аккумуляторов. В этом случае объемная пропускная способность в минуту может находиться в диапазоне от 10% до 50% емкости нижнего гидроаккумулятора для ситуации, когда требуется, чтобы насос работал только с небольшим напором.

& lsqb; 0035 & rsqb; Кроме того, насос должен быть способен создавать статическое давление при практически нулевом или очень небольшом расходе. Обычно в таких условиях насос может создавать статическое давление порядка 2–3 бар. Тогда общее давление, доступное на выходе из насоса и, следовательно, в нижней части стояка, будет равно достижимому статическому давлению насоса плюс давление входящей сети, но за вычетом потерь в системе.В точке, где нет потока в верхний аккумулятор, в верхнем аккумуляторе будет достигаться давление, равное давлению в нижней части стояка, за вычетом напора воды над ним.

& lsqb; 0036 & rsqb; В попытке значительно снизить потребность в электроэнергии системы, когда она используется для подачи холодной воды в многоэтажное здание, в частности, по сравнению с системой, использующей разделительный бак и насосный агрегат, предполагается, что солнечная энергия может использоваться для подать электричество к насосу.Современные конструкции солнечных панелей могут производить электричество даже в относительно унылых условиях, поэтому насос может работать практически непрерывно в дневное время. Кроме того, расположив солнечную панель так, чтобы она могла собирать свет из искусственно освещенной области, панель все еще может производить достаточно электричества, чтобы приводить в действие насосы в темное время суток. Например, многоэтажное здание, в котором может быть установлена ​​система распределения холодной воды по настоящему изобретению, может иметь связанную с ним автостоянку, которая искусственно освещается в темное время суток.Путем соответствующего расположения панели солнечного коллектора можно обеспечить круглосуточную работу насоса.

& lsqb; 0037 & rsqb; Теперь будет подробно описан вариант осуществления системы холодного водоснабжения, показанный на чертеже. Эта система предназначена для многоэтажного дома, например, в виде трехэтажного многоквартирного дома, с двумя отдельными квартирами на каждом из первого этажа 10, промежуточного этажа 10А и на верхнем этаже 11. В каждой квартире есть одна квартира. ванная, кухня и душевая кабина, в которую необходимо подвести холодную воду.Давление постоянной водопроводной воды обычно может составлять от 2 до 3 бар.

& lsqb; 0038 & rsqb; Потоки воды показаны на чертеже стрелками рядом с различными трубами, как будет описано ниже. Вода поступает в здание на уровне первого этажа через входящий водопроводный трубопровод 12, снабженный запорным краном 13, за которым расположены два обратных клапана 14, установленных последовательно, для предотвращения перетока воды из здания обратно в водопровод. Труба 12. Входящая подающая труба обычно имеет диаметр не менее 22 мм, но, вероятно, больше для здания такого типа.

& lsqb; 0039 & rsqb; Сторона выхода обратных клапанов 14 соединяется со сливным краном 15, а также с аккумулятором 16, обычно емкостью 500 литров. Хотя показан только один аккумулятор, этот аккумулятор может состоять из множества аналогичных аккумуляторов, все из которых подключены к выходной стороне обратных клапанов 14, фактически параллельно.

& lsqb; 0040 & rsqb; Аккумулятор 16 содержит емкость высокого давления с внутренней эластомерной непроницаемой диафрагмой 17, разделяющей внутреннюю часть емкости на две камеры.Верхняя камера изолирована от внешней атмосферы, а нижняя камера соединена с трубой 18. Вода, подаваемая под давлением в нижнюю камеру, будет сжимать воздух в верхней камере за счет деформации диафрагмы 17 до тех пор, пока давление воздуха в верхней камере не появится. камера равна давлению воды в нижней камере, игнорируя силу, необходимую для деформации диафрагмы.

& lsqb; 0041 & rsqb; Трубка 18 от аккумулятора 16 также соединяется с двумя дополнительными обратными клапанами 19, опять же расположенными последовательно и выходная сторона которых соединяется с насосом 21 с электрическим приводом.Сторона нагнетания насоса через трубу 22 соединяется с стояком 23, идущим до верхнего этажа 11 здания. У подножия стояка предусмотрен дополнительный сливной кран 24.

& lsqb; 0042 & rsqb; На верхнем этаже в стояке последовательно расположены два дополнительных обратных клапана 26, а после этих клапанов предусмотрен верхний аккумулятор 27. Этот аккумулятор имеет ту же конструкцию и емкость, что и нижний аккумулятор 16. И снова. верхний аккумулятор может содержать множество аналогичных аккумуляторов, эффективно включенных параллельно, и все они подключены к выходной стороне обратных клапанов 26.Отсюда распределительная труба 28 холодной воды служит для подачи холодной воды в краны на верхнем этаже здания, а также, при необходимости, на промежуточный этаж.

& lsqb; 0043 & rsqb; Очевидно, что без учета потерь давления через обратные клапаны доступное давление на верхнем этаже 11 в условиях отсутствия потока будет равно давлению поступающей воды плюс статическое давление насоса 21 за вычетом напора воды. над насосом. Таким образом, несмотря на высоту верхнего аккумулятора 27 над уровнем 10 первого этажа, давление в верхнем аккумуляторе все же должно быть достаточным для подачи воды в краны на верхнем этаже, а также на промежуточном этаже.Во время периодов потребности он будет удовлетворяться за счет оттока из верхнего аккумулятора, дополненного потоком вверх по стояку, обеспечиваемым пропускной способностью насоса 21. Таким образом, могут быть достигнуты адекватные скорости потока для верхнего этажа 11. Быстрая перезарядка аккумулятора 27 будет достигаться после прекращения потребности до тех пор, пока во всей системе не будет равномерного давления, отличающегося от первого этажа 10 до верхнего этажа 11 из-за напора воды над нижним этажом.

& lsqb; 0044 & rsqb; Хотя это не показано на чертежах, необходимо обеспечить подходящий источник питания для насоса 21.Для описанной выше установки насос обычно может иметь электродвигатель мощностью 500 Вт, что, конечно, значительно меньше, чем двигатель, который требуется для приведения в действие насосного агрегата системы промежуточного резервуара, как описано выше.

& lsqb; 0045 & rsqb; Насос может приводиться в действие от электросети или от источника низкого напряжения, питаемого от электросети. Другая возможность — использовать низковольтный насос, питаемый от солнечной панели, собирающей свет. В этом случае, как упоминалось выше, солнечная панель может быть расположена так, чтобы собирать солнечный свет в дневное время и собирать искусственный свет, например, от прожектора в темное время суток.Таким образом, насос может работать в течение 24 часов без потребления электроэнергии из сети.

FilterDirect.com Аквариум, питьевая вода, система обратного осмоса гидропоники

* ACT-820-JG, Напорный бак гидроаккумулятора демпфера пульсаций Aquatec для насосов подачи по требованию и бустерных насосов аэропоники. Гасит проблемы, связанные с циклической пульсацией реле давления, ограничьте нагреватель гидравлического удара

* Компактная конструкция, пищевой материал для питьевой воды согласно списку NSF

* Демпфирует циклическую и пульсацию переключателя давления переключателя насоса.Насос включается / выключается вкл / выкл

* Ограничивает опасные скачки давления и гидравлический удар в трубах

* Обеспечивает постоянное давление воды. Минимизирует гидравлический шум

Быстроразъемный фитинг JG 3/8 дюйма для трубок с внешним диаметром 3/8 дюйма. Включает два переходных фитинга с 3/8 на 1/4 дюйма для трубок с внешним диаметром 1/4 дюйма.

* ПРИМЕНЕНИЕ:
Этот демпферный бак следует использовать с любыми насосами Aquatec серии 5800 по запросу. 5801, 5802, 5803 Идеально подходят для приложений, где требуется постоянное давление при использовании в сочетании с подкачивающим насосом и насосом по требованию.Насосы для льдогенераторов, насосы для запотевания, линейные нагнетательные насосы и т. Д. Идеально подходят для применений, в которых используется реле давления, реле уровня, поплавковый клапан, расходомер. Идеально подходят для чувствительных приложений, где необходимо минимизировать скачки давления воды или жидкости. Для пищевого оборудования, стоматологического кресла, увлажнителей, распылителей тумана, инструментов, машин и т. Д. Гидравлический бак гидроаккумулятора Aquatec Pulsation Dampener для насосов подачи по требованию и бустерного насоса для аэропоники. Гасит проблемы, связанные с циклической пульсацией реле давления, ограничивает гидравлический удар.Идеально подходит для насосов льдогенератора, коммерческих кофеварок, торговых автоматов, поплавковых клапанов, реле уровня, расходомера, чувствительных инструментов, оборудования для пищевой промышленности, где требуется постоянное давление воды. Технические характеристики Размеры: Длина 8,92 дюйма Высота 4,13 дюйма Материалы для пищевых продуктов NSF Установлен монтажный кронштейн (материал из твердой резины) Максимальное давление: 125 фунтов на квадратный дюйм Давление воздуха предварительной зарядки: 20 фунтов на квадратный дюйм Впуск / выпуск: ненаправленный, без обратного клапана внутри, 3/8 ”Быстроразъемное соединение JG, может быть преобразовано в другие размеры с помощью переходника.Особенности: Компактный дизайн, пищевой материал для питьевой воды согласно списку NSF. Демпфирует циклическую и пульсацию переключателя давления переключателя насоса. Насос включается, выключается, включается, выключается. Ограничивает опасные скачки давления и гидравлический удар в трубах. Обеспечивает постоянное давление воды. Сводит к минимуму гидравлический шум. Простота установки и обслуживания. Устанавливается в любом положении с помощью прилагаемого кронштейна 3/8 дюйма JG быстроразъемного соединения для трубок с внешним диаметром 3/8 дюйма. Включает два переходных фитинга с 3/8 на 1/4 дюйма для трубки с внешним диаметром 1/4 дюйма

Повышение уровня воды — водопровод и отопление Apex

Невентилируемые водные системы требуют хорошего давления и потока от входящей сети.Даже если это хорошо, достаточно ли этого для ваших требований? Например, одновременное использование нескольких розеток с высоким спросом, нескольких душевых или домов с общей сетью.

Симптомы варьируются от колеблющегося потока в душе до полного отсутствия воды во всех других выходных отверстиях! Это может произойти при использовании крана, принятии душа, использовании стиральной машины или просто смывании воды в туалете. Если другие выходы затронуты, это может быть связано с недостаточным давлением и / или расходом. Однако плохая конструкция системы, неправильный размер трубы или общее сокращение затрат также могут быть фактором, способствующим этому!

В этой ситуации идеальным решением может стать насосный агрегат Accumulator или .У него есть и другие преимущества! И гидроаккумуляторы, и насосные агрегаты служат одной цели — улучшить давление и расход. Однако между ними есть важные различия. Это объясняется ниже.

Аккумуляторы

Аккумуляторы хранят воду под давлением сети. Они подключаются непосредственно к входящей электросети, обеспечивая буферный запас воды под давлением. Как резиновый шар, наполненный водой!

Если система спроектирована и установлена ​​правильно, несколько выходов могут обслуживаться при высоком давлении, большом расходе без снижения производительности.Аккумуляторы хорошо подходят для объектов с несколькими ванными комнатами с одновременным использованием.

Аккумуляторы накапливают воду до статического давления входящей водопроводной сети. В идеале входное давление должно быть выше 2 бар, но чем выше, тем лучше — в идеале 6 бар или выше. Его часто упускают из виду, но существуют разные типы аккумуляторов, и важно использовать правильный. Если давление доступно, вы в полной мере пользуетесь им! Многие компании и установщики ошибочно предполагают, что максимальное давление составляет 3 бара!

A

насос зарядки накопителя

Если входящее давление в сети низкое, скажем, 1.0 бар, тогда можно использовать нагнетательный насос для «пополнения» давления. Любой насос, напрямую подключенный к сети, может перекачивать не более 12 литров в минуту (Правила водоснабжения). Большинство невентилируемых систем работают при давлении около 3 бар. Для всего, что ниже этого, зарядный насос поможет оптимизировать производительность.

Аккумуляторы чрезвычайно эффективны и надежны

Они просто используют имеющуюся энергию из водопровода для наполнения герметичного гигиенического контейнера и создания давления в нем.Она хранится под давлением как полезная питьевая вода до тех пор, пока не понадобится. Аккумуляторы не требуют обслуживания, бесшумны и могут быть расположены примерно в любом месте на территории.

Аккумуляторные системы модульные

Могут быть указаны несколько аккумуляторов или добавлены дополнительные позже. Общий объем воды, хранящейся во всех гидроаккумуляторах, должен быть достаточным для обеспечения всего водопотребления в часы пик. Аккумулятор будет либо подавать воду, либо заряжаться.Нельзя делать и то, и другое одновременно. Аккумуляторы обычно являются предпочтительным выбором при хорошем статическом давлении, но низкой скорости потока.

Мы сделали видео ниже, чтобы дать грубую демонстрацию того, как хорошо работает аккумулятор. Это всего лишь небольшой аккумулятор, но он наглядно демонстрирует имеющиеся реальные преимущества.

Boost-a-Main

Видео ниже демонстрирует преимущества аккумулятора с зарядным насосом.Результаты впечатляют!
Сначала изображен одиночный душ, идущий из водопровода. Потом включаются второй, третий и четвертый. С четырьмя одновременными душами поток сводится к небольшому потоку. Звучит знакомо? Теперь включите гидроаккумулятор, и вы сразу получите полный поток во все четыре душа. Аккумуляторы при правильной конструкции и размерах могут обслуживать любое количество розеток!

Насосные агрегаты

Насосный агрегат

состоит из подкачивающего насоса (ов), бака для холодной воды, небольшого резервуара-накопителя и некоторых элементов управления.Они идеальны для ситуаций, когда аккумуляторы нежизнеспособны. Возможно, из-за требований к более высокому давлению или недостаточного давления воды. Из-за шума насоса они обычно располагаются вдали от спальных или тихих мест.

В более крупных установках может быть два насоса для обеспечения режима работы / поддержки, при этом оба насоса работают вместе только при максимальной нагрузке. Кроме того, использование двух насосов обеспечивает уровень резервирования на случай отказа одного из них. Однако для жилого дома среднего размера часто бывает достаточно системы с одним насосом.Размер резервуара для холодной воды должен быть таким, чтобы обеспечивать как горячую, так и холодную воду при максимальном использовании.

В то время как аккумуляторы используют энергию входящей сети, насосные агрегаты полагаются исключительно на насосы для обеспечения давления и потока для обслуживания холодных выходов и невентилируемого цилиндра. Насосные установки будут предпочтительнее для более крупных домов с несколькими высокопроизводительными ванными комнатами.

Дополнительным преимуществом использования гидроаккумулятора (ов) или насосного агрегата является наличие накопленной воды в случае прерывания подачи воды из водопровода.

Пожалуйста, свяжитесь с Apex Plumbing and Heating, чтобы обсудить ваши требования или организовать бесплатное обследование на месте.

Power Water Networks — LOW-TECH MAGAZINE

Гидроаккумулятор. Картина: Лес Чатфилд.


«Использование воды — это тема, которой, как ни странно, пренебрегают в инженерной литературе. Как романтический или популярный аспект инженерной мысли, гидравлическая энергия никогда не привлекала внимания общественности, как паровой двигатель, локомотив или даже двигатель внутреннего сгорания».

Ян Макнил, Hydraulic Power , 1972


Теоретические основы гидравлической передачи энергии были заложены в 1647 году французским вундеркиндом Блезом Паскалем. Путем экспериментов он обнаружил, что вода — в отличие от воздуха — практически несжимаема и передает давление одинаково во всех направлениях.

Значение «гидростатического парадокса» было продемонстрировано в «машине умножения сил» Паскаля, проиллюстрированной ниже. Он состоит из двух вертикальных цилиндров, соединенных между собой трубой.Вся система заполнена водой и герметично закрыта. Один цилиндр содержит плунжер малого диаметра, а другой цилиндр содержит плунжер, площадь поперечного сечения которого в 100 раз больше.

Станок для умножения сил.

Паскаль продемонстрировал, что если на маленький поршень поместить груз, он сможет поднять груз, помещенный поверх большого поршня, который в 100 раз тяжелее. Таким образом, машина Паскаля позволяла умножать силы — в приведенном выше примере отношение выходной силы к входной силе равно 100 к 1.Другими словами, вы можете создать выходное усилие в 100 кг при входном усилии всего в 1 кг.

Машина для умножения сил

Умножение силы было совсем не новым в 1600-х годах. Более простые устройства, такие как шкивы, зубчатые передачи, кабестаны, лебедки и беговые колеса — все вариации рычага, которому 7000 лет, — также могут обеспечивать высокое выходное усилие за счет небольшого входного усилия. Например, римляне построили краны с механическим преимуществом до 70 к одному, что означает, что один человек, приложив усилие всего 25 кг, мог поднять вес до 1 кг.75 тонн.

Однако гидравлическая версия рычага имеет одно выдающееся преимущество перед более ранними механизмами: потери на трение очень малы и не зависят от механического преимущества. Следовательно, возможный коэффициент размножения почти бесконечно больше, и оба поршня могут находиться на значительном расстоянии друг от друга — примерно до 25 км, как мы увидим.


В гидравлике потери на трение не зависят от механического преимущества, поэтому возможный коэффициент увеличения силы почти бесконечен


Увеличение силы может быть увеличено либо путем увеличения соотношения диаметров обоих поршней, либо путем приложения большей мощности к меньшему поршню.Как и в случае с более ранними механизмами, то, что достигается за счет механического преимущества, теряется в соотношении скоростей.

Если небольшое гидравлическое усилие преобразуется в большее усилие, его скорость работы будет уменьшена точно в обратной пропорции, потому что пройденное расстояние увеличивается в той же пропорции, что и сила. Например, человек, нажимающий на маленький поршень на 10 сантиметров, переместит другой поршень вверх только на 1/100 этого расстояния.

Следовательно, в закрытой системе более тяжелый груз можно было поднимать только на очень ограниченное расстояние, зависящее от длины плунжера.Однако этот предел снимается, когда в систему добавляется больше воды, и меньший поршень, вместо того, чтобы опускаться только один раз, совершает несколько ходов — другими словами, когда он работает как насос. В этом случае больший поршень будет продолжать подниматься.

Гидравлический пресс

Паскаль смог доказать свою точку зрения только косвенно, поскольку доступные в то время материалы были недостаточно прочными, чтобы выдержать давление. Пройдет еще полтора столетия, прежде чем умножение гидравлической силы будет реализовано на практике.Первым его применением было не подъемное устройство, а скорее наоборот: гидравлический пресс, который создает сжимающую силу.

Обычный шнековый пресс того времени, мало развитый с тех пор, как римляне использовали его для прессования оливок и винограда, требовал больших усилий для работы, имел большие потери энергии на трение (+ 80%) и не мог выдерживать нагрузку более 25 тонн. нагрузка. (Винт, который преобразует вращательное движение в линейное движение, в основном представляет собой наклонную плоскость, обернутую вокруг цилиндра).

Слева: Винтовой пресс. Изображение предоставлено Брюсом К. Саттерфилдом. Справа: гидравлический пресс.

Гидравлический пресс был изобретен в 1796 году английским слесарем и плотником Джозефом Брамахом. Он был полностью основан на теоретической работе Паскаля. Гидравлический пресс Брамы, который приводился в движение ручным насосом, значительно увеличил нагрузку на человека.

Используя доступные в то время материалы, компания Bramah достигла общего отношения 1000: 1, что означает, что эффективная нагрузка в 60 тонн на подъемный поршень может быть уравновешена всего лишь 60 кг на рукоятке насоса.КПД гидравлического пресса составил более 90%.

Порты и верфи

Несмотря на исключительную пригодность гидравлики для работы с краном, в первой половине девятнадцатого века гидравлика в этой области не достигла больших успехов. Во многом это было связано с проблемой надежного и эффективного преобразования линейного движения гидроцилиндра во вращательное движение ствола крана или барабана. В первой половине девятнадцатого века обработка грузов в портах, верфях и железнодорожных станциях по-прежнему производилась с помощью кранов с приводом от человека, но потребность в более высоких и мощных кранах была огромной.

Начиная с 1830-х годов, железо стало использоваться в качестве материала для кораблестроения, при этом параллельно увеличивались размеры кораблей. Обычные подъемные системы больше не подходили. В большинстве стран решение было найдено в паровом кране, появившемся в 1850-х годах. Однако в портах и ​​верфях Британии появилась достойная альтернатива: водный кран.


В первой половине девятнадцатого века обработка грузов в портах, верфях и железнодорожных станциях все еще производилась с помощью кранов с приводом от человека


Британский инженер Уильям Армстронг начал проектировать и эксплуатировать мощные гидравлические краны в 1840-х годах.Полностью осознавая, что гидравлика лучше всего приспособлена для обеспечения медленного, устойчивого движения, Армстронг разработал метод подъема груза за один ход поршня или поршня, в достаточной степени увеличивая движение с помощью шкивов.

Однако его усилия были осложнены низким и неравномерным давлением в городской сети, которая была источником энергии для этих машин. Максимальная выходная мощность машины с водным приводом определяется давлением и расходом воды. В городской водопроводной сети давление воды подавалось (и часто остается) с помощью водонапорной башни.Поскольку практическая высота водонапорной башни ограничена, то ограничивается и давление воды. Водонапорная башня высотой 50 м (165 футов) может создавать давление воды 70 фунтов на квадратный дюйм (psi).

Следовательно, единственный способ еще больше увеличить выходную мощность крана, работающего на воде из городской сети, — это увеличить расход воды. Однако это увеличивает потребление питьевой воды и увеличивает размер и стоимость труб, клапанов, цилиндров и других частей системы. Более того, если потребность в питьевой воде со стороны других пользователей превышает средний уровень, уровень воды в водонапорной башне упадет, как и давление воды и выходная мощность машины.

Гидравлический аккумулятор

В 1851 году Армстронг предложил альтернативное решение, решающее эти проблемы: гидроаккумулятор. Хотя он намного более компактный, чем водонапорная башня, он может производить постоянное давление воды 700 фунтов на квадратный дюйм или выше — по крайней мере, в 10 раз больше давления воды в городской водопроводной сети. Это позволяло производить на порядок больше мощности без увеличения расхода воды и увеличения размеров компонентов системы.

Гидравлический аккумулятор Армстронга представлял собой хитроумное изобретение, в котором поршень или поршень оказывали давление на воду в вертикальном цилиндре.Поршень был нагружен балластом собственного веса, который обычно имел форму цилиндрической балластной емкости, окружающей центральный цилиндр (изображение ниже, слева). Контейнер был заполнен щебнем, железным ломом или другим балластным материалом.

Гидравлический аккумулятор в гавани Бристоля. Википедия Commons. Гидравлический аккумулятор, Уолш-Бэй, Сидней. Источник: NSW HSC Online.

При давлении воды 700 фунтов на квадратный дюйм балласт составлял около 100 тонн, воздействуя на гидроцилиндр диаметром около 45 см с вертикальным ходом от 6 до 7 метров.В гидроаккумуляторах другого типа использовалась прямоугольная плита для поддержки балласта кирпичной кладки (изображение вверху справа) или стальных плит. Гидравлические аккумуляторы могут быть установлены на открытом воздухе или в специально спроектированном здании.


По сравнению с водонапорной башней гидроаккумулятор может обеспечивать в десять раз большую мощность и поддерживать равномерное давление во всей сети


Гидравлический аккумулятор работает аналогично водонапорной башне.Центральный цилиндр имеет впускное и выпускное отверстия для воды внизу. Вода из доков могла закачиваться через впускной патрубок паровым насосом, поднимая поршень, в то время как она могла выталкиваться через выпуск в магистраль для распределения, опуская поршень.

Энергия накапливалась при движении тарана вверх и восстанавливалась при его спуске. Скорость откачки паровой машины регулировалась в зависимости от уровня воды в аккумуляторе либо автоматически с помощью механических соединений, либо с помощью человека.

Однако, в отличие от водонапорной башни, гидроаккумулятор может поддерживать равномерное давление во всей системе независимо от объема воды в цилиндре, потому что это вес балласта, а не вес воды, который создает давление — Другими словами, гидроаккумулятор выдает давление по нагрузке, а не по высоте.

Гидравлический аккумулятор с эффективностью зарядки / разрядки более 98% и отсутствием саморазряда был чрезвычайно энергоэффективным устройством.

Заводское оборудование с приводом от воды

Введение гидроаккумулятора имело два важных эффекта. Во-первых, значительно расширился ассортимент машин с гидравлическим приводом. Гидромоторы, подключенные к городской сети, были бытовыми приборами и инструментами мастерских. Но Армстронг и другие инженеры адаптировали воду под высоким давлением для множества промышленных применений, требующих большой мощности, таких как ковка, штамповка, штамповка, отбортовка, резка и клепка (предшественник сварки).

Клепальный станок с гидравлическим приводом.

В портах вода под высоким давлением не только приводила в действие краны и подъемные машины, перемещающие грузы в доках и на складах, но также запирала ворота, поворотные мосты, лодочные подъемники и гравийные доки. На железнодорожных станциях гидравлическая передача энергии использовалась для обработки грузов и перемещения железнодорожных вагонов (с использованием гидравлических шпилей), а также для управления поворотными платформами, лифтами и механизмами перемещения. Все эти применения гидравлической энергии были бы невозможны из-за низкого и неравномерного давления в городской сети.

Чтобы понять важность гидравлической энергии, достаточно еще раз взглянуть на эволюцию подъемных устройств. В 1586 году обелиск массой 344 тонны был перемещен между площадями Рима. Доменик Фонтана, мастер-строитель Ватикана, воздвиг обелиск с помощью 40 кабестанов, обработанных 400 мужчинами и 75 лошадьми. В 1878 году Джон Диксон поднял еще один обелиск — иглу Клеопатры весом 209 тонн — с помощью четырех гидравлических подъемных домкратов, которыми управляли четыре человека.

Электросети и водоснабжения

Во-вторых, гидроаккумулятор позволял эффективно передавать мощность на большие расстояния.Для трубопровода диаметром 30 см падение давления в водопроводной сети составляет около 10 фунтов на квадратный дюйм на милю, и эта цифра не зависит от давления воды. Таким образом, если вы пропускаете воду с давлением 70 фунтов на квадратный дюйм на расстояние 7 миль (12 км), вся энергия теряется. Но если вы пропускаете воду на такое же расстояние с давлением 700 фунтов на квадратный дюйм, давление воды остается 630 фунтов на квадратный дюйм, что сводится к эффективности передачи 90%.

Высокая эффективность передачи воды под высоким давлением привела к строительству по меньшей мере дюжины общественных сетей водоснабжения с аккумуляторными накопителями, половина из которых находится в Великобритании, в которых паровые машины, расположенные в центре, перекачивают воду в гидроаккумуляторы, которые распределяют воду под высоким давлением по большой географический район.Один или несколько аккумуляторов будут установлены на каждой гидроэлектростанции, а другие могут быть размещены в стратегических точках вдоль магистрали подачи в качестве подстанций.


Идея по-настоящему гидравлической электросети — аналог электрической сети, появившейся несколько позже — уже была изложена в патенте 1812 года Джозефа Брамы, изобретателя гидравлического пресса.


С 1870-х по 1890-е годы гидравлические сети были установлены в ведущих промышленных городах Великобритании: Кингстон-апон-Халл, Лондон, Ливерпуль, Бирмингем, Гримсби, Манчестер и Глазго.Доковые и железнодорожные компании первыми внедрили эту технологию и на протяжении десятилетий оставались самыми важными пользователями.

Иллюстрации гидроаккумулятора, гидравлического крана и гидроподъемника.

Однако электрическая вода также использовалась для производственных процессов на фабриках, для работы лифтов в общественных, частных и коммерческих зданиях, а также для активации бытовых устройств и инструментов мастерских. Любой, кому посчастливилось проложить улицу, мог подключиться к общественной сети.Расход воды на электроэнергию был измерен, как это происходит сегодня с питьевой водой и электричеством.

Идея истинно гидравлической электросети — аналога электрической сети, появившейся несколько позже — уже была изложена в патенте 1812 года Джозефом Брамахом, изобретателем гидравлического пресса. Но Брама, который также изобрел гидроаккумулятор и гидравлический кран, опередил свое время. Прошло еще шестьдесят лет, прежде чем его идеи были воплощены в жизнь Армстронгом и его современниками.

Лондонская гидравлическая энергетическая компания

Самая обширная гидроэнергетическая сеть была построена в Лондоне и эксплуатируется «Лондонской гидравлической компанией». На пике развития компании в 1917 году пять соединенных между собой центральных электростанций перекачивали воду под высоким давлением примерно в дюжину гидроаккумуляторов и почти 300 км водопроводных сетей, питая более 8000 машин и обслуживая большую часть города. В лондонских театрах и других культурных зданиях водопроводная вода двигала полы, органные консоли, противопожарные шторы и сцены.Вода под напором работала водяными насосами и поднимала опоры Тауэрского моста.

Иллюстрация: план сети и насосных станций London Hydraulic Power Co., 1895 г.

Пожарные гидранты

также успешно обслуживались системой высокого давления, и несколько сотен из них были подключены к сети London Hydraulic Power Company. Эти системы пожаротушения повышали давление в водопроводной сети за счет закачки в них небольшого количества воды под высоким давлением с помощью струйного насоса.Сама по себе вода под высоким давлением из гидравлической сети не могла подаваться в достаточном количестве, чтобы оказать влияние на большой пожар, в то время как в бытовой сети было достаточно воды, но недостаточное давление, чтобы достичь верхних этажей зданий.


В Лондоне пять соединенных между собой центральных электростанций перекачивают воду под высоким давлением в дюжину гидроаккумуляторов и почти 300 км водопроводных сетей, питая более 8000 машин и обслуживая большую часть города.


Еще одним замечательным применением воды под высоким давлением в Лондоне была система пылесоса Silent Dustman , работающая на воде, которая появилась на рынке в 1910 году.Несколько крупных отелей были полностью «подключены» к этой системе: вода из городской сети использовалась в струйном насосе для создания вакуума в трубе, к которой должна была присоединяться система. Вдоль этих труб было несколько насадок, к которым можно было прикрепить гибкие шланги. Таким образом, грязь от подметальных машин втягивалась в гидравлическую трубу и уносилась в канализацию. Система, которая работала бесшумно и эффективно, оставалась в эксплуатации до 1937 года.

Одна из лондонских электростанций. Обратите внимание на башню справа, в которой находятся гидроаккумуляторы.

Однако в Лондоне гидроэнергетика, похоже, не оказала большого влияния на бытовую арену. В книге «Эпоха гидравлики » (1980) Б. Пью отмечает, что это было «возможно из-за того, что в свое время домашняя рабочая сила была дешевой и в изобилии. Если бы действовали современные условия, то, возможно, все было бы иначе. поскольку возможности гидроэнергетики были не меньше, чем возможности электричества сегодня ».

Большинство коммунальных сетей водоснабжения поставляли воду под давлением от 700 до 800 фунтов на квадратный дюйм (от 48 до 55 бар), за исключением Манчестера и Глазго, где давление воды составляло 1120 фунтов на квадратный дюйм.В этих городах был большой спрос на мощность для гидравлических прессов, используемых для пакетирования, для чего требовалось более высокое давление.

Электросети за пределами Великобритании

Британские энергосистемы послужили источником создания подобных сетей в других местах: Антверпене в Бельгии, Буэнос-Айресе в Аргентине, Мельбурне и Сиднее в Австралии. В то время как австралийские системы напоминали системы в Великобритании (с 80 км магистралей, система в Мельбурне была второй по величине из когда-либо построенных), аргентинская система использовалась для откачки сточных вод, а сеть в Антверпене была нацелена на комбинированное производство механическая сила и электричество.Последнее было попыткой преодолеть очень высокие в то время потери при передаче электроэнергии.

«Zuiderpershuis»: бывшая гидравлическая насосная станция в Антверпене. В башнях размещались гидроаккумуляторы.

В Гидравлический век , Б. Пью пишет, что:

«При передаче энергии первые электрические станции сталкивались с теми же трудностями, что и гидравлические электростанции, их напряжение было аналогично рабочему давлению, а падение напряжения из-за сопротивления сети аналогично падению давления из-за трения трубы.Первые электрические электростанции общего пользования были станциями постоянного или постоянного тока, при этом генерирующее напряжение было лишь немного выше (из-за падения напряжения в кабелях), чем в помещениях потребителя, которое по соображениям безопасности должно было быть менее 250 вольт. Из-за ограничения напряжения область питания, а также количество передаваемой мощности были ограничены ».


Сеть в Антверпене была нацелена на комбинированное производство механической энергии и электроэнергии


С 1865 года Антверпен использовал гидравлическую сеть высокого давления для привода кранов, мостов и шлюзов в гавани.К этому была добавлена ​​вторая сеть в 1893 году, которая распределяла воду под высоким давлением на электрические подстанции, разбросанные по всему городу (двенадцать по плану, но только три были построены). Там водяные турбины вырабатывали электроэнергию, которая распределялась в радиусе 500 м по подземным электропроводам — ​​примерно на таком расстоянии можно было эффективно распределять низкое напряжение.

Гидравлические краны в порту Антверпена. Изображение журнала Low-tech.

Система Антверпена, которая использовалась для управления уличным освещением, таким образом сделала в больших масштабах то же самое, что водяные двигатели, подключенные к динамо-машинам, сделали в небольшом масштабе с водой из городской сети (см. Предыдущую статью).Около 66% гидравлической энергии было преобразовано в электричество. На пике мощности сеть достигла длины 23 км с мощностью 1200 л.с. В Лондоне также было несколько мест, где потребители управляли небольшими электрическими генераторами от гидравлической системы.

Мощность воды по сравнению с электричеством

Прорыв в области высоковольтной передачи электроэнергии на рубеже веков сделал системы, подобные тем, что были в Антверпене, немедленно устарели. Электрогенерирующая часть сети исчезла в 1900 году.Производство воды под давлением для производства электроэнергии включает в себя четырехкратное преобразование энергии, что напрасно расточительно, если вы можете просто производить электроэнергию и эффективно ее транспортировать.

Расширение эффективных линий электропередачи также остановило строительство других крупных электрических сетей водоснабжения до конца века. «Если бы эти системы были начаты несколькими годами ранее, они могли бы стать намного более популярными», — пишет Ян Макнил в книге « Hydraulic Power (1972) ». «Несколько лет спустя, и они, вероятно, вообще никогда не были бы построены».

Однако почти все коммунальные системы водоснабжения, которые были построены между 1870-ми и 1890-ми годами, оставались в эксплуатации до 1960-х и 1970-х годов, в конечном итоге с использованием электродвигателей вместо паровых двигателей для перекачивания. Сеть водоснабжения, эксплуатируемая Лондонской гидравлической компанией, последней выжившей, работала до 1977 года. Большинство сетей водоснабжения общего пользования продолжали расти в течение первых десятилетий двадцатого века, достигнув своего расцвета в конце 1920-х годов.Фатальный спад наступил только тогда, когда в 1960-х и 1970-х годах заводы начали покидать города.


Если электричество является наиболее эффективным и практичным способом передачи и распределения энергии, то почему почти все водопроводные сети оставались в эксплуатации почти столетие?


Это вызывает два вопроса. Во-первых, почему электрическая вода не стала универсальным методом распределения энергии, о котором мечтали Джозеф Брама и Уильям Армстронг? Во-вторых, если электричество является наиболее эффективным и практичным способом передачи и распределения энергии, то почему почти все водопроводные сети оставались в эксплуатации почти столетие?

Преимущества электроэнергии

Как технология передачи электроэнергии, электрическая вода имеет три важных недостатка по сравнению с электричеством.Во-первых, электричество можно эффективно транспортировать на гораздо большие расстояния. Гидравлическая передача энергии была (и остается) не менее эффективной, чем передача электроэнергии на расстояние от 15 до 25 км. Однако за пределами этих расстояний электрическая передача является явным победителем.

Гидравлические ворота в доке Гренландии в Лондоне, построенные в 1880-х годах. Изображение предоставлено Крисом Алленом.

Второй недостаток гидравлической трансмиссии заключается в том, что сложная распределительная сеть приводит к дополнительным потерям энергии.Каждый изгиб или изгиб сети увеличивает потери на трение. Чем сложнее сеть, тем менее она эффективна. Электрическая трансмиссия не имеет этой проблемы, по крайней мере, в незначительной степени. Потери на трение в водопроводе ограничивают количество машин, которые могут быть подключены к водопроводной сети, в то время как электричество можно разделить почти бесконечно.

Третье ограничение мощности воды — это ограниченная пропускная способность гидравлической линии передачи. Вода под давлением может перемещаться по тонким трубам только со скоростью ходьбы, чтобы избежать чрезмерных потерь на трение.На более высоких скоростях потеря трения увеличивается, поскольку квадрат скорости и эффективности быстро уменьшается, даже на относительно коротких расстояниях. Это ограничивает скорость потока и, следовательно, мощность, которую может передать линия гидравлической передачи.

Используя трубу диаметром от 10 до 12 см — обычный размер в большинстве систем высокого давления в то время — гидравлическая линия передачи могла производить максимальную продолжительную мощность от 115 до 205 лошадиных сил (от 85 до 150 кВт). Линии электропередачи высокого напряжения аналогичного размера могут нести мощность на несколько порядков больше.

Преимущества Power Water

Однако ни один из этих недостатков не имел значения для рассмотренных нами электрических сетей водоснабжения. Все это были децентрализованные системы с машинами на расстоянии не более 15-25 км от источника питания. Во-вторых, поскольку оборудование с гидравлическим приводом в гаванях, железнодорожных станциях, фабриках и зданиях характеризовалось медленным движением и нечастым использованием, низкая скорость передачи механической воды не представляла препятствий.

За исключением недолговечной системы выработки электроэнергии в Антверпене, ни одна из водопроводных сетей типа Армстронг не снабжала энергией большое количество постоянно работающих машин.(Но обратите внимание на электрические водопроводные сети среднего давления в Швейцарии). Наконец, поскольку в водопроводной сети работает относительно мало (но очень мощных) машин, потери на трение на изгибах и кривых в сети были ограничены.

Гидравлический насос, гидроаккумулятор и пресс. Источник: Portefeuille économique des machines, de l’outillage et du matériel, декабрь 1864 г., Национальная библиотека Франции.

Ограничения гидравлической трансмиссии были очень хорошо поняты в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также осознали уникальные преимущества технологии, которые сохраняются и по сей день. Например, Роберт Занер, сторонник еще одной альтернативы электричеству, сжатого воздуха, писал в The Transmission of Power by Compressed Air (1890), что:

«Практическая несжимаемость воды делает гидравлический метод непригодным для регулярной передачи постоянного количества энергии. Его можно использовать с пользой только там, где движущая сила должна накапливаться и применяться через определенные промежутки времени, например, поднятие тяжестей, ударные удары, ковка под давлением. и другая работа прерывистого характера, требующая большого усилия на небольшом расстоянии.«

Гидравлическая трансмиссия

«превосходно адаптирована для использования с тяжелой техникой и оборудованием в операциях, требующих заметной концентрации мощности, возвратно-поступательного движения по прямой и прерывистого действия», — писал Луис Хантер в книге The Transmission of Power (1991). Главное преимущество гидроаккумулятора заключается в том, что он позволяет управлять машинами, которым требуется гораздо больше энергии, чем может обеспечить источник энергии — «умножение силы» Паскаля.


Ограничения гидравлической трансмиссии были очень хорошо поняты в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также осознали уникальные преимущества технологии, которые сохраняются и по сей день.


Когда требуется большая сила или крутящий момент, гидравлические силовые системы являются гораздо более компактным и энергоэффективным решением, чем механические или электрические приводы. И электродвигатели, и двигатели внутреннего сгорания часто нуждаются в механической передаче энергии (шестерни, цепи, ремни) для преобразования их высокой скорости вращения в более низкую скорость с более высоким крутящим моментом.

Точно так же гидравлические силовые системы легко производят линейное движение с помощью гидроцилиндров, в то время как электроэнергия требует дорогостоящих линейных двигателей или механических трансмиссий, таких как зубчатые рейки в сборе.Гидравлическая и электрическая энергия дополняют друг друга в этом смысле: одним из ограничений передачи энергии и воды была относительная сложность преобразования линейного движения во вращательное.

Колеса

Pelton были наиболее очевидным выбором, но их высокая скорость вращения потребовала использования зубчатой ​​передачи для работы тихоходных механизмов. Ряд гидравлических двигателей напорного типа был доступен для обеспечения вращательной мощности, предполагающей работу с переменной или низкой скоростью, но эти двигатели имели мало преимуществ по сравнению с электрическими или механическими приводами.

Третье важное преимущество гидравлики состоит в том, что энергия всегда доступна в трубопроводах и гидроаккумуляторе, но когда нет спроса, нет потерь. Когда ни одна из машин в водопроводной сети не работала, гидроаккумуляторы поддерживали давление в линиях без использования энергии. Это преимущество особенно актуально, когда машины используются с перерывами.

Гидравлика Сегодня

Гидравлический привод все еще используется сегодня, особенно в тяжелом промышленном оборудовании, которое требует медленного, но мощного линейного движения, а также в мобильной строительной технике, такой как экскаваторы.Однако гидроаккумулятор с увеличенным весом и водопроводные сети исчезли.

Жидкость под давлением больше не вода, а масло, смешанное с присадками. (Растительное масло использовалось в качестве гидравлической среды в 19 веке). В отличие от воды масло не замерзает и не вызывает коррозии. Однако это делает гидравлическую энергию более дорогой и, очевидно, не позволяет отработанной жидкости попадать в канализационную сеть, доки или море.

Частично из-за использования масла возник автономный гидравлический силовой агрегат, состоящий из насоса, гидроаккумулятора и систем обратного потока, готовый к подключению к электродвигателю или дизельному двигателю.Гидравлические аккумуляторы в этих системах намного меньше, они используют газ для сжатия жидкости, и они не поддерживают постоянное давление.

Современные гидроаккумуляторы (как правило, сжатого газа) имеют мало общего с аккумуляторами с увеличенным весом в электрических сетях водоснабжения. Картина: HYD.

Несмотря на то, что практические преимущества гидравлики сохраняются — большое количество энергии может передаваться и точно контролироваться с помощью очень компактных компонентов — современный подход устраняет важное преимущество эффективности, характерное для более централизованных водопроводных сетей девятнадцатого и двадцатого веков.В общегородской водопроводной сети сравнительно небольшой центральный источник энергии — горстка гидроаккумуляторов — мог управлять большим количеством очень мощных машин. Насосные двигатели не нужно было рассчитывать на пиковые нагрузки.


Большим преимуществом водопроводных сетей было то, что для работы большого количества мощных машин на большой территории требовалась сравнительно небольшая мощность.


Б. Пью оплакивает эту эволюцию в The Hydraulic Age (1980):

«Сто лет назад только несколько очень больших машин — поворотные мосты и иногда гидравлический пресс — имели собственное насосное оборудование.В последнее время эта тенденция распространилась на машины с гидравлическим приводом всех типов и размеров и сегодня является общепринятой практикой. С единичными гидроагрегатами каждая единица оборудования будет приводиться в движение собственным двигателем и будет иметь свои собственные приборы, фильтры и т. Д., Что потребует периодических проверок и технического обслуживания ».

«Двигатель будет работать непрерывно, пока агрегат используется, независимо от нагрузки на насос, который он приводит. В случае нескольких таких агрегатов не все будут работать на полную мощность все время.Заметная экономия может быть достигнута за счет наличия центральной насосной станции для снабжения ряда агрегатов, и из-за диверсификации нагрузки максимальная нагрузка в любой момент времени будет меньше суммы отдельных максимальных нагрузок ».

«Преимущество большой станции перед несколькими меньшими заключается в способности удовлетворять разнообразные потребности. Каждая небольшая независимая электростанция должна иметь достаточную мощность для удовлетворения пикового спроса в своей области поставок и пики не будут возникать одновременно.Большой станции, охватывающей общую площадь нескольких небольших станций, потребуется только для удовлетворения максимального одновременного спроса, а это обычно будет меньше суммы локальных пиков ».

Альтернативы электроэнергии

Так же, как технологии механической передачи энергии, такие как системы рывков и бесконечные канатные приводы, водопроводные сети исчезли в основном из-за того, что электрическая передача имеет превосходную эффективность на большие расстояния.Однако в более децентрализованной энергетической системе, основанной на возобновляемых источниках энергии, все эти забытые альтернативы электричеству заслуживают пересмотра для конкретных целей. Гидравлические аккумуляторы с поднятой массой могут работать от солнца, ветра или даже от педалей.

Изображение: J.W. Гибсон

Примерно в 1900 году превосходство электричества в передаче энергии на очень большие расстояния не оспаривалось. Однако для умеренных расстояний многие авторы сомневались в ее полезности. Например, Р.Кеннеди написал в Modern Engines and Power Generators (1905):

.

«Электроэнергия дает огромные преимущества для передачи энергии на расстояние в большинстве случаев. Однако инженеры-электрики требуют слишком многого. Они склонны забывать о других средствах передачи энергии, что означает, что они имеют первостепенные преимущества перед электричеством во многих случаях. случаи.»

W.C. Анвин, автор наиболее полной книги XIX века по передаче электроэнергии ( On the Development and Transmission of Power from Central Stations ), выразил аналогичное беспокойство в 1894:

«Учитывая, что распределение электроэнергии в ближайшее время будет играть важную роль в развитии систем распределения энергии, в настоящее время существует популярная тенденция рассматривать слишком исключительно электрические методы и игнорировать другие способы распределения энергии, которые были успешно применены. в прошлом и в подходящих условиях будут по-прежнему использоваться в будущем… Для передачи на умеренные расстояния есть выбор из нескольких средств передачи, и в таких случаях электрическое распределение не имеет и до настоящего времени не установило какого-либо универсального превосходства ».

В следующем выпуске нашей серии по передаче электроэнергии мы обсудим сжатый воздух, который, вероятно, является наиболее подходящей альтернативой электричеству.

Крис Де Декер

Эта статья посвящена Чарльзу Стилу. РВАТЬ.


Статьи по теме:

Источники (в порядке важности):

  • «Гидравлический век», Б.Пью, 1980
  • «Гидравлическая энергия (промышленная археология)», Ян Макнил, 1972 год
  • «О развитии и передаче энергии от центральных станций», W.C. Анвин, 1894. Также здесь.
  • «Гидравлическое оборудование с введением в гидравлику», Р.Г. Блейн, 1897,
  • «История промышленной власти в США, 1780-1930: Том 3: Передача власти», Луи С. Хантер и Линвуд Брайант (1991)
  • «Современные двигатели и генераторы; Практическая работа по первичным двигателям и передаче энергии, пара, электричества, воды и горячего воздуха — Том первый», Р.Кеннеди, 1905
  • «Современные двигатели и генераторы; Практическая работа по первичным двигателям и передаче энергии, пара, электричества, воды и горячего воздуха — Том шесть», Р. Кеннеди, 1905 г.
  • «Мощность и передача мощности», Э. В. Керр, 1908 г.
  • «Остатки ранних гидроэнергетических систем» (PDF), J.W. Гибсон, 3-я Австралазийская конференция инженерного наследия, 2009 г.
  • «L’eau à Genève et dans la région Rhône-Alpes: XIXe-XXe siècles», Serge Paquier, 2007
  • «L’eau des villes: Aux sources des empires municipaux», Жеральдин Пфлигер, 2009 г.
  • «Revue Technique de l’Exposition universelle de 1889, Раздел II, гидравлика» (PDF), 1893
  • «Revue Technique de l’Exposition universelle de 1889, Том 9.Septième partie. Mécanique générale. Machins outils. Hydraulique générale. Travail du bois. Travail des métaux. Machineries Industrielles. «, 1893
  • «L’usine des force motrices de la Coulouvrenière à 100 ans: 1886-1986», Services Industriels, 1986
  • «Waterdruk в Антверпене. Een stroom van elektriciteit», Дирк Де Влишаувер и Ноэль Керкхарт, 1993 г.
  • «Kroniek van de stroomverdeling van Antwerpen-stad tot de Rupelstreek tot de Eerste Wereldoorlog», Geschiedkundige Studiegroep Ten Boome.(сайт)
  • «Het Zuiderpershuis, een памятник. Брошюра bij de tentoonstelling n.a.v. Open Monumentendag 2010» (PDF), Steunpunt Industrieel en Wetenschappelijk Erfgoed, 2010.
  • «Центробежный насос, турбины и водяные двигатели, включая теорию и практику гидравлики», Чарльз Герберт Иннес, 1898 г.
  • «Столичные сочинения: сборник статей по истории Лондона», Ральф Терви, дата неизвестна.
  • «Гидравлическая энергетическая компания», Общество Воксхолла, 2012 г. (веб-сайт)
  • «London Hydraulic Power Co», Руководство Грейс, дата неизвестна (веб-сайт)
  • «Hydraulic Power», NSW HSC Online (сайт)
  • «Передача энергии сжатым воздухом», Роберт Занер, 1890 г.
  • «Водяные двигатели», Музей ретротехнологии, 2011 г. (сайт)
  • «История кранов (классическая строительная серия)», Оливер Бахманн, 1997.
  • «Об использовании водяного столба в качестве движущей силы для движущих сил», Уильям Армстронг, 1840 г.

Аккумуляторные баки и расширительные баки

Эти баки Hotpot могут использоваться как накопительные баки или как расширительные баки и доступны со склада в баках емкостью 2, 5, 8 и 24 л. Они будут способствовать плавному течению воды и предназначены для компенсации неравномерного потока и расширения, поскольку вода в водонагревателе Hotpot нагревается, чтобы избежать ненужной работы насоса.Использование накопительного бака / расширительного бака особенно рекомендуется для применений с несколькими выходами и если в резервуаре установлен душ. Аккумуляторы (используемые на стороне холодной воды) настроены примерно на 12-13 фунтов на квадратный дюйм, так как они должны быть чуть ниже разреза давления насоса, чтобы вы получали максимальное движение от диафрагмы внутри резервуара. Это помогает предотвратить быстрое включение / выключение насоса и помогает продлить срок службы и производительность насоса. Расширительные баки (используемые на стороне горячей воды) должны быть настроены выше максимального давления насоса, но ниже давления предохранительного клапана (PRV).Например, если максимальное давление насоса составляло 30 фунтов на квадратный дюйм, а PRV был установлен на 40 фунтов на квадратный дюйм, вы должны установить расширительный бачок примерно на 35 фунтов на квадратный дюйм. Это будет означать, что в расширительный бак попадет только вода, которая расширяется за счет тепла, а не за счет давления насоса. Все аккумуляторные баки и расширительные баки Hotpot поставляются в комплекте с монтажными кронштейнами и втулкой для шланга 13 мм. Большинство из них перезаряжаемые, а большие баки имеют сменные резиновые мембраны. Резервуары подходят для питьевой воды.Только фланец из нержавеющей стали и бутиловая диафрагма контактируют с водой. При выборе бака для использования в качестве расширительного бака на стороне горячей воды водонагревателя выберите тот, который составляет около 8% от емкости водонагревателя.

Эти баки Hotpot могут использоваться как накопительные баки или как расширительные баки и доступны со склада в баках емкостью 2, 5, 8 и 24 л. Они будут способствовать плавному течению воды и предназначены для компенсации неравномерного потока и расширения, поскольку вода в водонагревателе Hotpot нагревается, чтобы избежать ненужной работы насоса.Применение гидроаккумулятора / расширительного бака …

Подробнее

Особенности устройства, выбор объема, рабочее давление, способы установки Аккумулятор с баком для воды

Гидроаккумуляторы — важный элемент водопровода загородного дома. Он выполняет несколько важных функций: повышает надежность системы водоснабжения, повышает комфорт использования и продлевает срок службы насосного оборудования.

В данном обзоре описывается устройство и принцип работы гидроаккумулятора для водоснабжения, как его подключить своими руками, возможные неисправности.

Принцип работы и устройство

В домах с индивидуальным водоснабжением напор воды создается собственным насосом. При открытии крана вода начинает течь и давление в системе падает. При его падении в системе срабатывает датчик давления, и он включает насосное оборудование.

Для уменьшения количества пусков и остановок насоса, гидравлических ударов, избыточного давления и накопления запаса воды в системе для пикового потребления используются накопительные баки. Их еще называют расширительными баками.

Рассмотрим принцип работы гидроаккумулятора. Этот элемент системы представляет собой металлический резервуар, который лишь частично заполнен водой. Вторая половина емкости заполнена воздухом.

Вода и воздух разделены резиновой мембраной.Когда бак наполняется водой, воздух сжимается, и давление в баке повышается. Когда вы открываете кран с водой, давление падает не сразу, а по мере того, как резервуар для хранения становится пустым. Это позволит датчику давления реже включать водяной насос и продлит срок его службы.


Устройство расширительных баков для водоснабжения

Эти устройства бывают двух типов: для систем водоснабжения и отопления. Аккумуляторы водоснабжения легко узнаваемы по фото, имеют характерные формы и обычно окрашены в синий цвет.Отопительное оборудование окрашено в красный цвет.

Обязательно прочтите документацию на свое оборудование. Отличаются тем, что в резервуарах для теплоснабжения используется техническая, а не пищевая резина, и в этих резервуарах не всегда есть возможность заменить резину самостоятельно. Красные баки часто имеют диафрагму среднего бака.

Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения имеют два типовых варианта исполнения способа разделения жидкости и воздуха: мембранные и грушевые устройства.

В хранилище первого типа воздух и вода разделены резиновой мембраной. Он установлен в середине резервуара. Вода поступает снизу, а сверху есть вентиль для откачки и стравливания воздуха. Эти резервуары устанавливаются вертикально.

Бамперы устанавливаются горизонтально. В них резиновая груша заполнена воздухом, а объем вокруг нее — водой. Конец баллона крепится не посередине, а с торца баллона на фланец, поэтому его легче заменить, чем мембрану

.

Нет принципиальной разницы между двумя типами конструкций. Отличаются они только способом крепления, который необходимо учитывать при установке.

Подбор и установка оборудования

Оборудование подбирается исходя из планового пикового расхода воды. Чем больше объем емкости, тем меньше циклов включения и выключения будет выполнять насосное оборудование при тех же циклах открытия и закрытия водопроводных кранов.

Обычно используются стандартные емкости на 24 литра, но также доступны и большие емкости объемом 100 литров и более, которые устанавливаются в зданиях с большим количеством водопотребителей. Например, при небольшой производительности насос будет включаться первый раз после мытья рук в ванной и наполнения чайника водой, а второе включение произойдет после слива воды в унитазе.

При большом резервуаре для воды насос включается только один раз после этих трех операций.В любом случае система будет работать как с большими, так и с маленькими резервуарами.

Выбор оборудования зависит от пожеланий владельцев и возможности размещения такого устройства в помещении. Небольшой резервуар можно поставить даже под раковину, а большой резервуар устанавливают в отдельном помещении, обычно с насосами. При установке учитывать его вес и предусмотреть возможность слива из него воды.

Диагностика, устранение неисправностей

Частое включение помпы свидетельствует о неисправности накопительного бака.Это может быть вызвано нехваткой воздуха в резервуаре из-за разрыва диафрагмы или утечкой его через клапан.

В этом случае падение давления в гидроаккумуляторе и активация насоса произойдет практически мгновенно при включении воды. Для устранения этой неисправности требуется прокачка баллона воздухом или замена резиновой мембраны.


Заключение

Расширительный бачок — важный элемент водопроводной системы.Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения легко подключаются или заменяются самостоятельно. Его можно отремонтировать в домашних условиях. Неисправности легко выявляются и устраняются.

Фото гидроаккумуляторов для водоснабжения

00030003

Гидроаккумулятор, он же накопительный, напорный или расширительный бак — необходимый элемент замкнутой системы водоснабжения в любом частном доме.Чтобы правильно выбрать и использовать такой привод, не помешает изучить принцип работы гидроаккумулятора, виды, причины поломок и способы их устранения. Кроме того, не помешает разобраться, чем отличаются красный и синий танки.

Как работает гидроаккумулятор?

Часто называют аккумуляторами, потому что внутри такого устройства есть специальная резиновая прокладка — мембрана. Он делит контейнер на две части.С одной стороны мембраны — вода, с другой — воздух или промежуточный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, отражающим давление воздуха.

Обычно резервуар состоит из металлического корпуса и резиновой мембраны. Кроме того, устанавливается золотник, регулирующий приточно-стравливание воздуха, а также фильтр для удаления мелких примесей.

Вода подается в водопровод насосом и перекачивается в резервуар. В результате давление газа в автоматическом гидроаккумуляторе увеличивается.При достижении максимально допустимого значения система автоматического управления отключает насос и прекращается подача воды.

На схеме наглядно показан принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется автоматикой, что увеличивает срок его службы

.

Постепенно вода из бака расходуется. Давление снижается, достигает минимально установленного предела, после чего система автоматического управления включает насос.Вода поступает в бак до тех пор, пока давление не достигнет установленного значения, насос не отключится и т. Д.

Для чего нужен такой драйв?

При наличии гидравлического бака цикл включения-выключения насоса происходит только тогда, когда необходимо заполнить бак достаточным количеством воды. Если бы не было аккумулятора, насос включался бы каждый раз, когда кто-нибудь из домочадцев открывает кран. Наличие накопительного бака в системе позволяет:

  • значительно увеличить срок службы скважинного насоса;
  • предотвратить повреждение от возможного гидроудара в системе;
  • поддерживает определенное давление в системе;
  • предотвращает поломки элементов водопровода и сантехнического оборудования.

Очевидно, гидроаккумуляторы для водоснабжения закрытого типа просто необходимы. Роль накопительного бака в системе водоснабжения подробно описана в следующем видео:

Виды мембранных резервуаров и их особенности

Гидравлические баки бывают вертикальные и горизонтальные, которые крепятся по-разному на месте установки. Есть еще один важный момент. Со временем в той части гидравлического бака, которая содержит воду, может скапливаться небольшое количество воздуха.Этот воздух необходимо периодически удалять, чтобы в систему не попадали довольно опасные для него воздушные пробки. В вертикальных резервуарах воздух скапливается вверху, и для его слива используется специальный ниппель.

С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.

Владельцам небольших гидробаков объемом менее 100 литров необходимо по-другому избавляться от лишнего воздуха.Для этого вам необходимо:

  1. Отключить питание.
  2. Откройте смеситель.
  3. Подождите, пока резервуар не опустеет.
  4. Закройте кран.
  5. Подключите систему к источнику питания, чтобы заправить бак.

Избыточный воздух улетучивается вместе с водой. Эту процедуру нужно делать не реже одного раза в месяц.

Красные гидробаки предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя диафрагма в них сделана из довольно прочной резины, использовать их для подачи холодной воды не стоит.

Производители предлагают гидравлические баки красного и синего цветов, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембран в таких резервуарах используется пищевая резина, безопасная для здоровья человека. Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их не рекомендуется использовать для холодной воды, так как мембрана в таких резервуарах изготавливается из разной резины. Кроме того, порог рабочего давления для синих резервуаров выше и достигает 8 бар.

Обычно вода поступает в резервуар снизу, а сверху, как уже отмечалось, есть ниппель, через который удаляется воздух. Поэтому каждое устройство имеет два резьбовых соединения (обычно дюйм или полдюйма), которые не следует путать. На верхнем ниппеле часто устанавливается автоматическое устройство для удаления воздуха.

Иногда возникают ситуации, когда вода в гидробак подается сверху. Считается, что в этом случае автоматический сброс воздуха не требуется.Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попали частицы песка или другие загрязнения.

Примечание! Потребителю предлагается широкий выбор моделей гидробаков зарубежного и отечественного производства. Не все импортные устройства адаптированы для российской системы водоснабжения, что значительно сокращает сроки их бесперебойной работы. Как показала практика, отечественные качественные гидробаки служат дольше.

Обратите внимание на материал об устройстве и принципах работы насосных станций:

Причины поломок и способы их устранения

Самая уязвимая часть гидробака — это резиновая мембрана.В процессе эксплуатации он постоянно растягивается, а затем сжимается. Постепенно резина теряет эластичность и рвется. На проблемы с гидробаком могут указывать следующие симптомы:
вода поступает из системы небольшими порциями под высоким давлением, кран как бы «плещет» воду;
стрелка манометра резко достигает больших значений и тут же опускается до нуля.

Резиновые диафрагмы для гидравлических баков бывают разных форм и размеров. При замене диафрагмы используйте продукт, разработанный для конкретной модели гидравлического бака.

Чтобы убедиться, что диафрагма порвалась, необходимо нажать на катушку ниппеля, чтобы выпустить воздух из накопительного бака и определить, какое давление воздуха в гидроаккумуляторе. Если при этом стрелка манометра сразу идет вниз, значит в гидробаке очень мало воздуха, обеспечивающего необходимое давление. Необходимо полностью стравить воздух, если после этого с катушки потечет вода, значит мембрана точно порвалась, нужен ремонт. Если вода не течет, значит мембрана цела, а воздух выходит из емкости через появившиеся трещины, неисправные соединения или катушку.

На проблемы с гидробаком в системе горячего водоснабжения может указывать небольшая течь, которая появляется на предохранительном клапане водонагревателя. Вы должны действовать таким же образом: нажмите на штуцер клапана, оцените количество воздуха, полностью выпустите его и по наличию или отсутствию воды определить, цела ли мембрана гидробака.

Заменить мембрану в гидробаке не так уж и сложно, и это намного дешевле, чем установка нового устройства.Для ремонта вам потребуется:

  1. Купите новую мембрану, точно соответствующую разорванной.
  2. Осторожно разберите гидробак, открутив соединительные болты.
  3. Удалите порванную мембрану.
  4. Установите новую мембрану на ее место.
  5. Собрать гидробак.
  6. Равномерно затяните все болты.

Основная опасность заключается в том, что неправильное обращение с устройством может привести к тому, что край мембраны соскользнет в металлический корпус.В итоге работу придется переделывать. Чтобы этого не произошло, рекомендуется постепенно затягивать соединительные болты, чтобы обеспечить равномерное натяжение диафрагмы. Проблемы возникают, когда один болт полностью затянут и только потом начинается работа над следующим. В этом случае край мембраны смещается и может соскользнуть.

Об общих неисправностях и способах их устранения Вы узнаете из нашего материала:

Еще одна ошибка — использование герметика на стыках.Использование таких составов приводит к снижению трения между резиной и металлом. В результате край мембраны смещается, а плотность стыка уменьшается, что в будущем может вызвать протечку воды.










В загородной усадьбе, как правило, нет центрального водоснабжения.В этом случае источником воды является колодец или колодец, откуда с помощью насоса жидкость перекачивается в систему хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Расход воды непостоянен. Иногда нужно налить из-под крана стакан воды, а в других случаях нужно наполнить ванную. В обоих случаях при открытии крана давление воды в системе упадет и насос включится, но если насос поработает 10 минут для ванной, то на стакан воды хватит и 5 секунд.А если нужно набрать несколько стаканов воды с интервалом в полминуты, то на каждый из них будет включаться помпа — такой режим работы для электродвигателя неприемлем и он быстро выходит из строя. Чтобы этого не происходило, в трубопровод встраивают гидроаккумулятор для систем водоснабжения.

Избежать проблем с водоснабжением поможет гидроаккумулятор в частном доме

Назначение и принцип работы

Основная задача, которая ложится на гидробаки для систем водоснабжения, — накопить определенный объем жидкости и подать ее в систему водоснабжения при падении давления в трубах.Таким образом, в системе есть подача воды и при кратковременном открытии кранов (набрать воду в чайник или ополоснуть руки) насос не работает, так как вода идет из гидробака.

В результате основной принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения — уменьшение количества включений / выключений водяного насоса, а значит, увеличение срока его службы.

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый металлический цилиндр.Внутри находится мембрана, которую еще называют «груша», из специального каучука — бутилового или синтетического этилен-пропиленового каучука. Эти материалы прочны, гигиеничны и устойчивы к бактериям. Мембрана делит полость на две части, в одной из которых скапливается вода. Второй занят сжатым воздухом, который выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

Аппарат состоит из полого цилиндра и гибкой мембраны внутри

Аккумулятор работает циклически:

    При понижении давления воды в системе (когда уже выбрана вода из гидробака) срабатывает датчик давления, и насос начинает подавать воду.

    «Груша» наполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баллоне повышается.

    Реле давления подает сигнал, и насос перестает работать.

    Когда вода израсходована, реле давления снова срабатывает, и цикл повторяется.

Начало и конец рабочего цикла гидроаккумулятора

Преимущества установки гидробака

Гидроаккумулятор необходим в системе водоснабжения по ряду причин:

    Основная задача состоит в том, чтобы благодаря гидроаккумулятору помпа реже запускалась и останавливалась.Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.

    Накопитель не только создает запас воды, но и смягчает гидравлические удары в системе водоснабжения. Воздух, содержащийся в цилиндре, снижает падение давления в трубопроводе за счет его сжимаемости. В результате все элементы системы изнашиваются меньше.

    Во время отключения электроэнергии в гидробаке остается запас воды, что важно в случае частых отключений электроэнергии.

Виды конструкций и их устройство

В зависимости от используемого насоса и расположения насосной станции в быту применяются горизонтальные и вертикальные гидроаккумуляторы.

Эти виды молдингов позволяют им вписаться в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на удобное его обслуживание. Необходимо предусмотреть доступ для ремонта и при необходимости слива воды.

Аккумуляторы вертикальные и горизонтальные подходят для любого помещения

На нашем сайте вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услуги по монтажу и проектированию канализации и водоснабжения.Пообщаться напрямую с представителями можно, посетив выставку домов «Малоэтажная страна».

Горизонтальные гидробаки рациональнее всего подключать к внешним насосам, а вертикальные — к погружным, но в любом случае окончательное решение нужно принимать на месте, в зависимости от параметров всей системы.

Принципиальных отличий в работе агрегатов нет. Отличие заключается в способе отвода лишнего воздуха, который накапливается во время работы в водопроводной системе.При прохождении через гидроаккумулятор больших объемов воды из него выделяется растворенный воздух. Это может создать воздушные карманы и затруднить работу системы.

В конструкциях с вертикальным цилиндром отверстие с клапаном расположено в верхней части блока, поскольку воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках такого устройства обычно нет. Требуется дополнительная установка трубопровода от шарового крана, сливной трубки и ниппеля.

Аккумуляторы объемом до 100 литров не имеют воздухоотводчиков.Лишний газ удаляется после полного слива воды.

Слив воды на входе штатным краном

Зачем нужно иметь возможность выбирать гидробак

Чтобы техника хорошо функционировала и обеспечивала водой обитателей дома, нужно не только знать, что такое гидроаккумулятор для систем водоснабжения, но и как его правильно выбрать.

Если объем гидроаккумулятора недостаточен, то насос будет работать в усиленном режиме, чтобы обеспечить необходимое давление в сети.

При чрезмерном объеме гидробака такой проблемы не будет, к тому же в баке всегда будет определенный объем воды, который можно использовать, например, в случае отключения электроэнергии. Но не стоит гнаться за размерами, ведь основное назначение оборудования — поддерживать давление для распределения жидкости в сети. А для запаса воды можно подобрать другую, менее дорогую емкость, например, из пластика.

У каждого предмета свое предназначение — он лучше справится с хранением воды «про запас» Обычная пластиковая тара

Расчет оптимального объема гидробака

Правильно подобранный объем гидробака позволит:

    обеспечить достаточный уровень водопотребления,

    оптимальное использование насосного оборудования,

    продлевает срок службы привода и элементов системы.

Есть несколько способов выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и рассчитать необходимый объем хранения.

Итальянские инженеры разработали методику расчета UNI 8192. Выбор осуществляется по трем параметрам: максимальный расход воды, количество допустимых пусков насоса в час и высота подачи воды.

При небольшой потребности в водоснабжении, например, для семьи из 2-3 человек, проживающих в одноэтажном доме, объем гидробака рассчитать невозможно.Емкости в 24 литра будет достаточно.

Для домов с большей этажностью и значительным количеством точек водопотребления необходимо произвести расчет.

Требуемый размер гидробака можно подобрать только исходя из расчетов

Осуществляется по схеме:

    В таблицах определены общие коэффициенты расхода воды в зависимости от используемого оборудования.

    Рассчитано максимальное потребление воды.Например, при совместной работе душа, бачка и смесителя на кухне этот показатель составит 30 л / мин (Qmax).

    Расчетное количество пусков насоса в час (для комфортной работы) принято a = 15. При более интенсивной работе мембрана гидробака слишком часто вибрирует, что приводит к ее преждевременному разрушению. К тому же производительность насоса не дает возможности полностью заполнить резервуар водой. Насос при непрерывной работе перегревается и быстрее выходит из строя.

    Следующее важное значение — это максимальное и минимальное давление для срабатывания реле. Для двухэтажных домов эти значения составляют 3 бара и 1,5 бара соответственно (Pmax и Pmin). При расчете учитывается начальное давление газа в установке P0 = 1,3 бар.

    Требуемый объем определяется по формуле: V = 16,5 x Qmax x Pmax x Pmin / (ax (Pmax-Pmin) x P0) = 16,5x30x3x1,5 / (15x (3-1,5) x1,3) = 76 л .

Наиболее близким по стоимости является бак объемом 80 литров.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения с такой емкостью позволит обеспечить потребности в водоснабжении жителей двухэтажного дома с тремя одновременно работающими точками отбора воды.

Вам нужен резерв мощности

Дополнительный объем воды, хранящейся в гидробаке, не влияет на его работу. Основная функция агрегата — поддерживать давление в водопроводной сети.

Если требуется значительный запас воды, проще и намного дешевле интегрировать пластиковую емкость для хранения в систему.Поэтому при выборе техники нет смысла приобретать гидроаккумулятор с наценкой.

При увеличении потребности в водоснабжении, например, при увеличении количества жителей или количества бытовых приборов, потребляющих воду, можно дополнительно установить еще один небольшой гидробак. Их производительность накапливается. Место установки дополнительного гидробака не играет важной роли.

При необходимости в систему можно установить несколько гидробаков

Расчет давления в гидроаккумуляторе

Чтобы оборудование работало эффективно и удовлетворяло потребности жителей дома, давление в гидробаке должно быть чрезмерным.

Для того, чтобы вода поступала в верхнюю точку анализа, давление воздуха в цилиндре должно быть больше, чем гидростатическое давление, создаваемое столбом жидкости с высотой от нижней до верхней точки потребления воды. Например, для двухэтажного здания это значение P min = 0,7 бар (10 м = 1 бар). Перепад высоты в этом случае составляет около 7 м.

Для стабильной работы требуется разница в 0,5-0,6 бар между давлениями в нижней и верхней точках.

Таким образом, номинальное давление в гидроаккумуляторе Pном = 0,6 + 0,7 = 1,3 бар

В заводских настройках предусмотрено необходимое давление 1,5-2 бар, оптимальное для работы гидроаккумулятора. Для его контроля в устройство встроен тонометр.

Требуется тонометр для контроля давления в гидробаке

Если параметр давления отклоняется в меньшую сторону, его можно скорректировать, прокачав воздух автомобильным насосом, для чего в корпусе устройства предусмотрен ниппель.

Установка, проверка, подключение

Просто смонтировать гидробак — не сложная задача — обычно более актуальной проблемой является правильный выбор объема и рабочего давления, поэтому лучше, если все работы в комплексе выполняются специалистами.

В первую очередь выбирается место для установки, которое должно соответствовать следующим требованиям:

    вибрация и шум от работающего оборудования не беспокоят жителей,

    достаточно места для обслуживания и ремонта гидробака,

    обеспечивается надежной опорой на ровном и строго горизонтальном основании.

При установке используются резиновые амортизирующие прокладки, частично гасящие вибрацию.

Для установки гидробака требуется прочное основание

Подключение гидроаккумулятора к водопроводу осуществляется в следующем порядке:

    Подготавливается ровный участок на прочном основании, например, бетонный цокольный этаж.

    Гидравлический бак устанавливается на основание с помощью специальных прокладок.

    Контрольные измерения давления в баллоне проводятся в нерабочем состоянии. Оно должно быть не менее 1,5 бар (атм). Это заводская настройка. При недостаточном давлении можно использовать автомобильный насос.

    На патрубке гидроаккумулятора устанавливается штуцер с пятью отводами.

    Водяной насос, водопроводная труба, манометр и реле давления подключаются поочередно к выходу арматуры.

Гибкие переходники используются для уменьшения вибрации.Их устанавливают на участке подключения агрегата к водопроводу. Убедитесь, что зазор переходника не меньше диаметра подключаемой трубы.

Подключение помпы к гидробаку показано на видео:

    Бак наполняется водой и проверяется на герметичность. При необходимости проводится дополнительная герметизация резьбовых соединений.

Налейте воду в резервуар очень медленно, чтобы избежать разрыва мембраны.При длительном хранении «груши» могут слипаться; при постепенном заполнении гибкая форма будет плавно распрямляться.

    Электропитание подключено, реле давления настроено согласно инструкции к оборудованию.

При использовании погружного насоса необходимо установить обратный клапан. Он предотвращает обратный сток воды в колодец.

Схема подключения гидроаккумулятора к элементам водопроводной сети.

Популярные модели

Покупатель при покупке гидроаккумулятора основное внимание обращает на объем цилиндра. Сегодня выпускаются и используются в быту модели объемом от 10 литров до 200 литров.

Согласно опросу российской интернет-аудитории, наибольшей популярностью пользуются гидробаки объемом 76-100 литров, 11-25 литров и 26-50 литров. Для дачи часто покупают диски до 10 литров. Вертикальная установка — приоритетная задача.

Обычно, какой гидроаккумулятор купить для систем водоснабжения, выбирают просто по соотношению цена-качество. Производители предлагают модели, сочетающие в себе различные конфигурации и достойное качество по разумной цене. Рейтинг производителей следующий: Reflex, Jeelex, Wester, UNIPUMP, CIMM.

Заключение

Гидроаккумулятор — необходимый элемент водопровода частного дома, который обеспечит длительную работу насоса и бесперебойное водоснабжение.Чтобы устройство служило долго и не требовало частого ремонта, его необходимо правильно выбрать и правильно установить, для чего рекомендуется воспользоваться услугами грамотных специалистов. Разобравшись, для чего нужен гидроаккумулятор, можно спланировать его установку и искать хороших специалистов, которые все сделают на высшем уровне.

Гидроаккумулятор — это специальный металлический герметичный контейнер, содержащий внутри эластичную мембрану и определенный объем воды под определенным давлением.

Гидроаккумулятор (иначе говоря мембранный бак, гидробак) служит для поддержания стабильного давления в системе водоснабжения, предохраняет водяной насос от преждевременного износа из-за частого включения, защищает систему водоснабжения. от возможного гидроудара. Когда питание отключено, благодаря гидроаккумулятору у вас всегда будет небольшой запас воды.

Вот основные функции, которые выполняет гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

  1. Защита насоса от преждевременного износа.Из-за подачи воды в мембранном баке при открытии водопроводного крана насос включится только в том случае, если вода в баке закончится. Любой насос имеет определенную норму включений в час, поэтому благодаря гидроаккумулятору насос будет иметь запас неиспользованных включений, что увеличит срок его службы.
  2. Поддержание постоянного давления в водопроводе, защита от перепадов давления воды. Из-за перепадов давления при одновременном включении нескольких кранов возникают резкие колебания температуры воды, например, в душе и на кухне.Аккумулятор успешно справляется с такими неприятными ситуациями.
  3. Защита от гидроудара, который может возникнуть при включении насоса и может испортить трубопровод в порядке.
  4. Обеспечение подачи воды в систему, что позволяет использовать воду даже при отключении электроэнергии, что в наши дни случается довольно часто. Эта функция особенно ценится в загородных домах.

Аккумуляторное устройство

Герметичный корпус этого устройства разделен специальной мембраной на две камеры, одна из которых предназначена для воды, а другая — для воздуха.

Вода не контактирует с металлическими поверхностями корпуса, так как находится в водяной камере-мембране из прочного бутилкаучукового материала, устойчивого к бактериям и отвечающего всем гигиеническим и санитарным нормам для питьевой воды.

Воздушная камера содержит пневматический клапан, предназначенный для регулирования давления. Вода поступает в гидроаккумулятор через специальный патрубок с резьбой.

Аккумуляторное устройство должно быть установлено таким образом, чтобы его можно было легко разобрать в случае ремонта или обслуживания без слива всей воды из системы.

Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.

В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 литров имеется специальный клапан для стравливания воздуха, выходящего из воды. Для гидроаккумуляторов малой емкости, в которых нет такого клапана, в системе водоснабжения необходимо предусмотреть устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, перекрывающий магистраль водопровода.

В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно быть 1,5-2 атм.

Принцип работы гидроаккумулятора

Аккумулятор работает так. Насос подает воду под давлением к диафрагме гидроаккумулятора. При достижении порога давления реле выключает насос и вода перестает течь. После того, как давление начинает падать во время забора воды, насос снова автоматически включается и подает воду на мембрану гидроаккумулятора. Чем больше объем гидробака, тем эффективнее результат его работы.Срабатывание реле давления можно регулировать.

В процессе работы гидроаккумулятора растворенный в воде воздух постепенно накапливается в мембране, что приводит к снижению КПД устройства. Поэтому необходимо проводить профилактическое обслуживание гидроаккумулятора путем удаления скопившегося воздуха. Периодичность профилактического обслуживания зависит от объема гидробака и периодичности его эксплуатации, примерно раз в 1-3 месяца.

Эти устройства могут иметь вертикальную или горизонтальную конфигурацию.

Принцип работы устройств не отличается, разве что вертикальные гидроаккумуляторы объемом более 50 литров в верхней части имеют специальный клапан для стравливания воздуха, который постепенно накапливается в системе водоснабжения в процессе работы. Воздух скапливается в верхней части устройства, поэтому расположение спускного клапана выбирается именно в верхней части.

В горизонтальных устройствах для стравливания воздуха монтируется специальный кран или слив, который устанавливается за гидроаккумулятором.

Из устройств небольших размеров, независимо от того, вертикальные они или горизонтальные, выпуск воздуха осуществляется путем полного слива воды.

Выбирая форму гидробака, исходите из размеров технического помещения, в котором они будут установлены. Все зависит от габаритов устройства: какой из них лучше вписывается в отведенное для него пространство, этот будет установлен вне зависимости от того, горизонтальный он или вертикальный.

Схема подключения гидроаккумулятора

В зависимости от назначенных функций схема подключения гидроаккумулятора к водопроводу может быть разной.Ниже приведены наиболее популярные схемы подключения гидроаккумуляторов.

Такие насосные станции устанавливаются там, где есть большой расход воды. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно.
На дожимной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления при включении дополнительных насосов и компенсации небольших водозаборов.

Такая схема также широко используется, когда есть частые перебои в подаче электроэнергии на подкачивающие насосы в системе водоснабжения, и наличие воды жизненно важно.Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.

Чем крупнее и мощнее насосная станция и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидроаккумулятора, играющего роль демпфера.
Буферная емкость гидробака зависит также от объема необходимой подачи воды и от разницы давлений при включении и выключении насоса.

Для длительной и безотказной работы погружной насос должен выполнять от 5 до 20 пусков в час, что указано в его технических характеристиках.

При падении давления в системе водоснабжения до минимального значения реле давления автоматически включается, а при максимальном значении отключается. Даже малейший расход воды, особенно в небольших системах водоснабжения, может снизить давление до минимума, что мгновенно даст команду на включение насоса, потому что утечка воды компенсируется насосом мгновенно, а через несколько секунд, при пополнении водоснабжения реле отключит насос.Таким образом, при минимальном расходе воды насос будет работать практически на холостом ходу. Такой режим работы отрицательно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Исправить ситуацию может гидроаккумулятор, который всегда имеет необходимый запас воды и успешно компенсирует ее незначительный расход, а также защищает насос от частого включения.

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

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

Для накопительного водонагревателя на схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Когда вода нагревается, она расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, и, поскольку она не имеет свойства сжиматься, самое минимальное увеличение объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов. водонагревателя.Здесь тоже на помощь придет гидробак. Его объем будет напрямую зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагретой воды и увеличения предельно допустимого давления в системе водоснабжения.

Аккумулятор подключается перед подкачивающим насосом по потоку воды. Он нужен для защиты от резкого падения давления в водопроводной сети в момент включения насоса.

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

Как установить гидроаккумулятор?

Из вышесказанного можно понять, что устройство гидроаккумулятора абсолютно не похоже на обычный резервуар для воды. Это устройство постоянно в работе, мембрана все время в динамике.Поэтому установка гидроаккумулятора не так уж и проста. Бак при установке должен быть усилен надежно, с запасом прочности, шума и вибрации. Поэтому резервуар крепится к полу через резиновые прокладки, а к трубопроводу — через гибкие резиновые переходники. Нужно знать, что на входе в гидросистему сечение подающей магистрали не должно сужаться. И еще одна важная деталь: в первый раз бак нужно наполнять очень осторожно и медленно, используя слабый напор воды, на случай, если резиновая груша при длительном бездействии слиплась, а при резком напоре воды можно повредить.Лучше всего перед вводом в эксплуатацию удалить из груши весь воздух.

Установка гидроаккумулятора должна производиться таким образом, чтобы во время работы к нему можно было беспрепятственно приближаться. Лучше доверить эту задачу опытным специалистам, так как очень часто бак выходит из строя из-за какой-то неучтенной, но важной мелочи, например, из-за несоответствия диаметра труб, нерегулируемого давления и т. Д. Эксперименты проводить нельзя. здесь, потому что на карту поставлена ​​нормальная работа водопровода.

Вот вы принесли купленный гидробак в дом. Что с этим делать дальше? Сразу необходимо узнать уровень давления внутри бака. Обычно производитель накачивает его до 1,5 атм, но бывают случаи, когда из-за течи к моменту продажи показатели снижаются. Чтобы убедиться в правильности показателя, нужно на обыкновенной автомобильной катушке открутить декоративный колпачок и проверить давление.

Как это проверить? Обычно для этого используют манометр.Это может быть электронная, механическая автомобильная (с металлическим корпусом) и пластиковая, которая поставляется с некоторыми моделями насосов. Важно, чтобы манометр имел большую точность, так как даже 0,5 атм меняют качество гидробака, поэтому манометры из пластика лучше не использовать, так как они дают очень большую погрешность в показаниях. Обычно это китайские модели в непрочном пластиковом корпусе. На электронные манометры влияют заряд аккумулятора и температура, и они очень дороги.Поэтому лучший вариант — это обычный автомобильный манометр, прошедший испытания. На шкале должно быть небольшое количество делений, чтобы можно было более точно измерить давление. Если шкала рассчитана на 20 атм, а измерять нужно всего 1-2 атм, то на высокую точность рассчитывать не стоит.

Если в баке меньше воздуха, значит, больше воды, но разница в давлении между пустым и почти полным баком будет очень значительной.Все дело в предпочтениях. Если необходимо, чтобы в водопроводе постоянно было высокое давление воды, то давление в баке должно быть не менее 1,5 атм. А для бытовых нужд вполне может хватить 1 атм.

При давлении 1,5 атм в гидробаке меньший запас воды, из-за чего насос-качалка будет включаться чаще, а при отсутствии света подачи воды в бак может просто не хватить. Во втором случае придется пожертвовать давлением, ведь душ с массажем можно принимать с полным баком, а по мере его опустошения — только ванну.

Когда вы решите, что для вас важнее, вы можете установить желаемый режим работы, то есть либо закачивать воздух в бак, либо стравливать лишний воздух.

Нежелательно понижать давление ниже 1 атм, а также чрезмерно превышать. Груша, наполненная водой с недостаточным давлением, будет касаться стенок емкости и быстро придет в негодность. А чрезмерное давление не позволит перекачать достаточный объем воды, так как большая часть емкости будет занята воздухом.

Настройка реле давления

Также необходимо отрегулировать реле давления. Открыв крышку, вы увидите две гайки и две пружины: большую (P) и малую (дельта P). С их помощью можно установить максимальный и минимальный уровни давления, при которых насос включается и выключается. Большая пружина отвечает за включение насоса и давление. По конструкции видно, что это как бы помогает воде закрывать контакты.

С помощью небольшой пружины устанавливается перепад давления, который указан во всех инструкциях.Но в инструкции не указана отправная точка. Получается, что точкой отсчета является гайка пружины Р, то есть нижняя граница. Нижняя пружина, отвечающая за перепад давления, противостоит давлению воды и отталкивает подвижную пластину от контактов.

Когда правильное давление воздуха уже установлено, вы можете подключить гидроаккумулятор к системе. Подключив его, нужно внимательно следить за манометром. На всех гидроаккумуляторах указаны значения нормального и максимального давления, превышение которых недопустимо.Ручное отключение насоса от сети происходит при достижении нормального давления гидроаккумулятора, при достижении предельного значения напора насоса. Это происходит, когда рост давления прекращается.

Мощности насоса обычно не хватает, чтобы накачать резервуар до предела, но в этом даже нет особой необходимости, потому что при перекачке сокращается срок службы и насоса, и груши. Чаще всего предел давления для отключения устанавливается на 1-2 атм выше разрешающего.

Например, когда манометр показывает 3 атм, чего достаточно для нужд владельца насосной станции, нужно выключить насос и медленно повернуть гайку маленькой пружины (дельта Р) на уменьшение, пока механизм не сработает. После этого нужно открыть кран и слить воду из системы. Наблюдая за манометром, необходимо отметить значение, при котором реле включается — это нижний предел давления при включении насоса. Этот показатель должен быть немного больше, чем показатель давления в пустом гидроаккумуляторе (на 0.1-0,3 атм). Это позволит груше прослужить дольше.

Когда гайка большой пружины P вращается, устанавливается нижний предел. Для этого нужно включить насос в сеть и дождаться, пока давление не достигнет нужного уровня. После этого необходимо отрегулировать гайку малой пружины «дельта Р» и завершить регулировку гидроаккумулятора.

В воздушной камере гидроаккумулятора давление должно быть на 10% ниже давления при включении насоса.

Точный показатель давления воздуха можно измерить только при отключении резервуара от водопровода, при отсутствии давления воды. Давление воздуха необходимо постоянно контролировать и при необходимости регулировать, что продлит срок службы мембраны. Также для продолжения нормального функционирования диафрагмы нельзя допускать большого падения давления при включении и выключении насоса. Падение 1,0-1,5 атм — это нормально. Более сильные перепады давления сокращают срок службы мембраны, сильно растягивая ее, к тому же такие перепады давления не позволяют комфортно использовать воду.

Гидроаккумуляторы можно устанавливать в местах с низкой влажностью, не подверженных затоплениям, благодаря чему фланец устройства успешно прослужит долгие годы.

При выборе марки гидроаккумулятора нужно обратить особое внимание на качество материала, из которого изготовлена ​​мембрана, проверить сертификаты и санитарно-гигиенические заключения, убедившись, что гидробак предназначен для систем с питьевой водой. . Вам также необходимо убедиться, что у вас есть запасные фланцы и диафрагмы, которые должны быть включены, чтобы в случае проблемы вам не пришлось покупать новый гидравлический бак.

Максимальное давление гидроаккумулятора, на которое он рассчитан, должно быть не меньше максимального давления в системе водоснабжения. Поэтому большинство устройств выдерживают давление до 10 атм.

Чтобы определить, сколько воды можно использовать из гидроаккумулятора при отключении электричества, когда насос перестает откачивать воду из водопровода, можно воспользоваться таблицей наполнения мембранного бака. Подача воды будет зависеть от настройки реле давления.Чем выше перепад давления при включении и выключении насоса, тем больше воды будет в гидроаккумуляторе. Но эта разница ограничена по причинам, указанным выше. Рассмотрим стол.

Здесь мы видим, что в 200-литровом мембранном баке с настройками реле давления при включении насоса 1,5 бар, выключенном насосе — 3,0 бар, давление воздуха 1,3 бар, подача воды будет быть всего 69 литров, что составляет около трети от общего объема бака …

Расчет необходимого объема гидроаккумулятора

Для расчета гидроаккумулятора используйте следующую формулу:

Вт = K * A max * ((Pmax + 1) * (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) * (Pair + 1) ,

  • Amax — максимальный расход литров воды в минуту;
  • K — коэффициент, зависящий от мощности двигателя насоса;
  • Pmax — давление при выключенном насосе, бар;
  • Pmin — давление при включении насоса, бар;
  • Воздух — давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

В качестве примера выберем необходимый минимальный объем гидроаккумулятора для водопровода, взяв, например, насос Аквариус БЦПЭ 0,5-40 У со следующими параметрами:

Pmax (бар) Pmin (бар) Воздух (бар) A max (кубический метр / час) K (коэффициент)
3,0 1,8 1,6 2,1 0,25

По формуле рассчитываем минимальный объем ГА, который равен 31.41 л.

Поэтому выбираем ближайший по размеру GA — 35 литров.

Объем бака в пределах 25-50 литров идеально соответствует всем методикам расчета объема ГА для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также эмпирическим целям различных производителей насосного оборудования.

При частых отключениях электроэнергии рекомендуется выбирать резервуар большего размера, но при этом следует помнить, что вода может заполнить резервуар только на 1/3 от общего объема.Чем мощнее в системе установлен насос, тем больше должен быть объем гидроаккумулятора. Такое выравнивание размеров уменьшит количество ходов насоса и продлит срок службы двигателя насоса.

Если вы купили гидроаккумулятор большого объема, вам необходимо знать, что если вода не используется регулярно, она застаивается в баке ГА и ее качество ухудшается. Поэтому при выборе гидробака в магазине нужно учитывать максимальный объем воды, используемый в системе водоснабжения дома.Ведь при небольшом расходе воды гораздо целесообразнее использовать бак объемом 25-50 литров, чем 100-200 литров, в котором вода будет сливаться зря.

Ремонт и обслуживание гидроаккумулятора

Даже самые простые гидробаки требуют внимания и ухода, как любое работающее и полезное устройство.

Есть разные причины ремонта гидроаккумулятора. Это коррозия, вмятины в корпусе, нарушение целостности мембраны или нарушение герметичности бака.Есть еще много других причин, обязывающих владельца отремонтировать гидробак. Во избежание серьезных поломок необходимо регулярно осматривать поверхность гидроаккумулятора, следить за его работой во избежание возможных проблем. Недостаточно проводить осмотр ГА два раза в год, как это предусмотрено инструкцией. Ведь можно сегодня устранить одну неисправность, а завтра не обратить внимания на возникшую другую проблему, которая в течение полугода превратится в непоправимую и может привести к выходу из строя гидробака.Поэтому гидроаккумулятор необходимо осматривать при каждом удобном случае, чтобы не пропустить малейшие неисправности и вовремя провести их ремонт.

Причины поломок и их устранение

Причиной поломки расширительного бачка может быть слишком частое включение и выключение насоса, выход воды через вентиль, слабый напор воды, слабый напор воздуха (ниже расчетного один), слабый напор воды после помпы.

Как устранить неисправность гидроаккумулятора своими руками? Причиной ремонта гидроаккумулятора может быть низкое давление воздуха или его отсутствие в мембранном баке, повреждение мембраны, повреждение кожуха, большой перепад давления при включении и выключении насоса, неправильно подобранный объем гидросистемы. бак.

Устранение неполадок можно выполнить следующим образом:

  • для увеличения давления воздуха необходимо прокачать его через штуцер бака гаражным насосом или компрессором;
  • поврежденную мембрану можно восстановить в сервисном центре;
  • поврежденный корпус и его герметичность также устраняют в сервисном центре;
  • разницу в давлении можно скорректировать, установив слишком большой перепад в соответствии с частотой запусков насоса;
  • Перед установкой в ​​систему необходимо определить адекватность объема бака.

Если вы зашли на эту страницу, то, скорее всего, ищете, какой аккумулятор выбрать для водопровода вашего частного дома. Если так, тогда расслабьтесь, и мы вместе разберемся с этим.

Для удобства понимания темы мы разделили ее на несколько разделов:

Для начала разберемся, зачем нужен расширительный бачок мембранного типа: в первую очередь, для сглаживания гидроударов при включении насоса.

Гидравлический удар — Это мгновенный скачок давления в трубе с резким изменением скорости потока воды.

Во-вторых, вместе с системой автоматики позволяет поддерживать постоянное давление в системе водоснабжения дома.

И в-третьих, гидробак можно использовать для накопления запаса воды, что особенно актуально для слабопроточных колодцев в период пикового потребления воды, когда мы одновременно моемся, стираем и ходим в туалет.И мощности колодца не хватает, чтобы обеспечить такой поток воды, для этого служит гидроаккумулятор, вода будет из него расходоваться, а потом потихоньку подавать из колодца, например, ночью.

Какой цвет выбрать: красный или синий?

Расширительные баки синие и красные, синие — гидроаккумуляторы, а красные — расширительные баки для систем отопления. Красные немного отличаются от синих по своему внутреннему устройству.

Типы и размеры аккумуляторов

Гидроаккумуляторы бывают вертикального и горизонтального типа.Все зависит от расположения гидробака.

Есть разные размеры, размер мембранного бака определяется мощностью двигателя и мощностью скважины. Чем мощнее колодец, тем меньше можно купить аккумулятор.

Из чего он сделан?

Гидроаккумулятор из нержавеющей стали

Мембранные баки для систем водоснабжения состоят из: корпуса — из высокотехнологичного сплава, покрытого эмалью.Но есть и более дорогие варианты — гидроаккумулятор из нержавеющей стали. Внутри корпуса резиновая мембрана, это резиновый мешок, который тоже бывает разного качества.

Попросите продавца разобрать корпус для оценки качества мембраны!

В бак еще вкручивается ниппель, а в более дорогих моделях есть манометр.

Гидроаккумулятор для водоснабжения

Принцип работы гидроаккумулятора.

Воздух прокачивается через ниппель между корпусом и мембраной. При включении скважинного насоса вода поступает в мембрану и наполняет ее до определенного давления, которое контролируется автоматикой, и насос выключается. Когда мы, например, открываем кран, чтобы мыть руки, сжатый воздух между резервуаром и мембраной начинает выдавливать воду из мембраны, создавая тем самым давление в системе водоснабжения дома. Когда давление падает до критического уровня, автоматика снова включает насос и заполняет гидроаккумулятор.

Каковы объемы накопительного бака?

Выбирая расширительный бак для водоснабжения, следует знать, что при рабочем давлении в гидроаккумуляторе при выключенном насосе в нем содержится только 40% воды от его общего объема. Те. если бак на 100 литров, то воды в нем будет всего 40 литров.

Самые продаваемые модели — от 20 до 500 литров.

Какой аккумулятор выбрать?

Давайте поговорим о том, какой объем аккумулятора выбрать, что подходит именно вам.Для этого существует специальная формула, по которой можно рассчитать необходимый объем бака.

  • Amax — расчетный максимальный расход воды (л / мин)
  • К — коэффициент выбирается в зависимости от электрической мощности насоса, см. Таблицу
Мощность насоса, кВт 0,55-1,5 2,2-3,0 4,0-5,5 7,5-9,0
Коэффициент K 0,25 0,375 0,625 0,875
  • Pmax — давление отключения насоса, бар
  • Pmin — давление пуска насоса, бар
  • Воздух — давление в воздушной полости гидробака, бар

Для примера возьмем водопровод, построенный на насосе Водолей БЦПЭ 0.5-50 со следующими данными:

Pмакс. = 3,0 бар

Pmin = 1,7 бар

Воздух = 1,5 бар

Аmax = 2,1 м3 / ч (35 л / мин)

К = 0,25 (из таблицы выше, так как мощность накачки 970 Вт)

Из расчета по формуле получаем значение V = 29,1 литра

Ближайший бак по объему 35 литров, подбираем для покупки.

Профилактика и ремонт.

Как правило, аккумуляторы следует проверять каждые шесть месяцев.И вы должны проверить: не порвалась ли мембрана и давление воздуха между мембраной и резервуаром.

Следует помнить, что неисправный гидробак не выполняет функции защиты от гидроудара. А когда происходит гидроудар, затопляется все помещение, где установлен водопровод.

Давление воздуха в баллоне можно проверить манометром, который установлен на автомобильном насосе, подключаем его к штуцеру баллона, а также к колесу автомобиля.Но перед этим необходимо слить всю воду из бака, отключить насос от электросети, а затем провести замеры и при необходимости создать необходимое давление.

Давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть на 10% ниже давления, при котором включается насос. Например, если насос включен с давлением воды 1,6 бар, то давление воздуха в баке должно быть 1,4 бар. При таком давлении воздуха в расширительном баке остается минимальное количество воды.

Когда проверять давление воздуха в гидробаке. Если вы используете водную систему только в теплое время года, то перед началом сезона следует проверять давление. А если система используется круглогодично, то давление нужно проверять 2-3 раза в год.

Ремонт очень простой: откручивается крышка на бачке, снимается поврежденная резиновая мембрана, устанавливается новая мембрана и все собирается в обратной последовательности.Затем автомобильным насосом или компрессором создайте давление в полости между баком и мембраной.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*