Hydroakumulatory do wodociągów: zasada działania, rodzaje, jak prawidłowo dobrać

Nowoczesne autonomiczne zaopatrzenie w wodę musi być bezwzględnie wyposażone w zbiornik do przechowywania pewnej ilości wody. Oczywiście najprostszą wersją takiego urządzenia – jest plastikowy lub metalowy zbiornik zainstalowany gdzieś na poddaszu.

Jednak hydroakumulatory do zaopatrzenia w wodę pewnie wypierają zwykłe zbiorniki akumulacyjne, ponieważ są wygodniejsze i lepiej wpływają na stan systemu.

W naszym artykule szczegółowo opisano rodzaje hydroakumulatorów, podano zasady ich wyboru. Szczegółowo przedstawiliśmy, jak przebiega montaż urządzenia i jego regulacja. Podane przez nas zalecenia zapewnią bezproblemową eksploatację urządzenia i przedłużą jego żywotność.

Zasada działania typowego zbiornika hydroforowego

Hydroakumulator, czyli zbiornik hydroforowy, inaczej zbiornik akumulacyjny lub ciśnieniowy – to różne nazwy tego samego urządzenia.

Z zewnątrz jest to rzeczywiście metalowy zbiornik, a wewnątrz zbiornik jest podzielony na dwie części specjalną gumową uszczelką, którą czasami nazywa się membraną.

Uszczelka jest trwale zamocowana przy szyjce zbiornika, gdzie znajduje się otwór do dopływu wody. Po przeciwnej stronie zbiornika znajduje się kolejny otwór, przeznaczony dla powietrza.

Tutaj zamontowano zwykły nypl. Po co to wszystko? Membrana dzieli hydrozbiornik na dwie komory. Po jednej stronie tej uszczelki znajduje się woda, a po drugiej – powietrze pod określonym ciśnieniem.

Do pomiaru ciśnienia w hydroakumulatorze stosuje się manometr. Niektóre modele są dodatkowo wyposażone w filtr, aby do środka nie przedostawały się zanieczyszczenia. Materiał membrany – specjalna guma. Jest nie tylko elastyczny, ale także bezpieczny dla zdrowia ludzi.

Hydroakumulator jest podzielony membraną na dwie części. Po jednej stronie tej wkładki znajduje się woda, a po drugiej – powietrze pod ciśnieniem, co pozwala wytworzyć ciśnienie w systemie wodociągowym

Podłączając hydrozbiornik do systemu wodociągowego, woda z takiego urządzenia wypływa ze stabilnym ciśnieniem, co pozwala poprawić jakość wody wodociągowej i zapewnić niezbędne warunki do funkcjonowania urządzeń domowych.

Membrana hydrozbiornika zawiera pewną ilość wody, która stale się zmienia, dlatego membrana nieustannie rozciąga się lub kurczy. Wraz ze wzrostem objętości wody gaz ulega sprężeniu, a ciśnienie wzrasta. Rejestrujący granice ciśnienia przekaźnik wydaje polecenia pompie dotyczące włączenia/wyłączenia

Na przykład, do normalnej pracy automatycznych pralek, urządzeń hydromasażu i innego podobnego sprzętu wymagane są określone wskaźniki ciśnienia w wodociągu. Praktycznie zawsze hydroakumulatory są wyposażone w specjalne urządzenie regulujące – przekaźnik ciśnienia.

To urządzenie można ustawić w taki sposób, aby włączało i wyłączało dopływ wody do hydrozbiornika w zależności od ciśnienia powietrza. Działa to w ten sposób: w miarę poboru wody z urządzenia ciśnienie w jego komorze powietrznej spada.

Gdy osiągnie minimalny poziom, przekaźnik ciśnienia automatycznie włącza technikę pompującą, aby uzupełnić objętość wody. W rezultacie ciśnienie w hydrozbiorniku ponownie wzrasta. Po osiągnięciu maksymalnej ustawionej wartości ciśnienia przekaźnik wyłącza dopływ wody do hydroakumulatora.

Ten schemat pozwala zorientować się, jakie miejsce zajmuje hydroakumulator w systemie autonomicznego wodociągu domu jednorodzinnego.

Taka system pozwala znacznie zmniejszyć liczbę włączeń/wyłączeń pompy, a to wydłuża żywotność urządzenia. Gdyby pompa była podłączona bezpośrednio do domowego wodociągu, liczba cykli włączeń i wyłączeń byłaby znacznie wyższa.

Obecność takiego zbiornika w systemie wodociągowym zapewnia stabilność jego pracy, a także ochronę przed ewentualnymi uderzeniami hydraulicznymi.

Ponadto wewnątrz hydroakumulatora znajduje się stale pewien zapas wody, który może okazać się bardzo przydatny, na przykład w przypadku awarii pompy. Zrozumienie zasad działania hydroakumulatora pozwala wybrać odpowiednie urządzenie oraz zapewnić jego prawidłowy montaż i konserwację.

Rodzaje zbiorników hydroakumulatorowych

Hydroakumulatory różnią się typem montażu: są poziome i pionowe. Pionowe hydroakumulatory są dobre, ponieważ łatwiej znaleźć dla nich odpowiednie miejsce do montażu.

Zarówno pionowa, jak i pozioma odmiana są wyposażone w nippel. Wraz z wodą do wnętrza urządzenia dostaje się również pewna ilość powietrza. Powoli gromadzi się ono wewnątrz i 'zjada' część objętości zbiornika hydroakumulatora. Aby urządzenie działało prawidłowo, konieczne jest od czasu do czasu upuszczanie tego powietrza przez właśnie ten nippel.

Ze względu na typ montażu rozróżnia się pionowe i poziome hydroakumulatory. Mają one pewne różnice w procesie konserwacji, ale na wybór w dużej mierze wpływają wymiary miejsca montażu.

W hydroakumulatorach montowanych pionowo przewidziano nippel, który jest przeznaczony właśnie do tego celu. Wystarczy go nacisnąć i poczekać, aż powietrze opuści urządzenie. W przypadku zbiorników poziomych jest nieco bardziej skomplikowanie. Oprócz nippla do odpowietrzania zbiornika instaluje się zawór odcinający oraz odprowadzenie do kanalizacji.

Dotyczy to modeli zdolnych do magazynowania objętości cieczy większej niż 50 litrów. Jeśli pojemność modelu jest mniejsza, to nie ma w nich żadnych specjalnych urządzeń do usuwania powietrza z wnętrza membrany, niezależnie od typu montażu.

Ale powietrze z nich i tak należy usuwać. W tym celu z hydroakumulatora okresowo spuszcza się wodę, a następnie ponownie napełnia zbiornik wodą.

Przed rozpoczęciem procedury należy odłączyć zasilanie elektryczne przekaźnika ciśnienia i pompy, lub całej stacji pomp, jeśli zbiornik hydroakumulatora jest częścią takiego urządzenia. Następnie wystarczy otworzyć najbliższy kran.

Wodę spuszcza się, aż zbiornik będzie pusty. Następnie zamyka się kran, na przekaźnik ciśnienia i pompę podaje się zasilanie, a woda wypełni zbiornik hydroakumulatora w trybie automatycznym.

Hydroakumulatory z niebieskim korpusem są używane do zimnej wody, a czerwone – do systemów ogrzewania. Nie należy używać tych urządzeń w innych warunkach, ponieważ różnią się one nie tylko kolorem, ale także materiałem membrany i zdolnością do przenoszenia określonego poziomu ciśnienia.

Zazwyczaj zbiorniki przeznaczone do autonomicznych systemów instalacyjnych różnią się kolorem: niebieskie i czerwone. Jest to bardzo prosta klasyfikacja: jeśli hydroakumulator jest niebieski, oznacza to, że jest przeznaczony do systemów zimnej wody, a jeśli czerwony – do montażu w obiegu grzewczym.

Jeśli producent nie oznaczył swojego produktu jednym z tych kolorów, to przeznaczenie urządzenia należy sprawdzić w karcie technicznej produktu. Oprócz koloru te dwa typy hydroakumulatorów różnią się przede wszystkim właściwościami materiału użytego do produkcji membrany.

W obu przypadkach jest to gumą wysokiej jakości, przeznaczona do kontaktu z produktami spożywczymi. Jednak w niebieskich zbiornikach znajdują się membrany przeznaczone do kontaktu z zimną wodą, a w czerwonych – z gorącą.

Bardzo często hydroakumulator jest dostarczany jako część stacji pompowej, która jest już wyposażona w przekaźnik ciśnienia, manometr, pompę powierzchniową i inne elementy.

Niebieskie urządzenia są w stanie przenosić wyższe ciśnienie niż zbiorniki czerwone. Nie zaleca się stosowania do zimnej wody hydroakumulatorów przeznaczonych do systemów ciepłej wody użytkowej i odwrotnie. Niewłaściwe warunki eksploatacji doprowadzą do szybkiego zużycia membrany, a hydroakumulator będzie wymagał naprawy lub nawet całkowitej wymiany.

Jak dobrać odpowiedni zbiornik hydroforowy?

Jednym z najważniejszych wskaźników przy wyborze hydroakumulatora jest ilość wody, jaką może pomieścić. W tym celu można skorzystać z poniższego wzoru:

Wybierając hydroakumulator, należy obliczyć odpowiednią objętość urządzenia. Zbyt mały hydroakumulator nie zaspokoi potrzeb systemu, a zbyt duży doprowadzi do nieuzasadnionych kosztów.

Z tej tabeli można odczytać wartość współczynnika korekcyjnego w zależności od mocy pompy:

Obliczając objętość zbiornika hydroakumulatora dla systemu zaopatrzenia w wodę, należy zastosować specjalny współczynnik korekcyjny, który uwzględnia moc pompy wodnej.

Do potrzeb domowych zwykle wystarcza urządzenie o pojemności około 25-50 litrów. Oczywiście wartość obliczeniowa rzadko pokrywa się z rzeczywistymi objętościami typowych modeli hydroakumulatorów.

W takim przypadku po prostu bierze się zbiornik o nieco większej pojemności. Na przykład, jeśli według wzoru obliczono wartość 32,5 l, to można śmiało nabyć zbiornik o pojemności 35 litrów.

Należy pamiętać, że zewnętrzne wymiary zbiornika i objętość wody, jaką może pomieścić, to różne liczby. Zazwyczaj woda zajmuje około jednej trzeciej całkowitej objętości hydroakumulatora. Ze wzoru staje się jasne, że im mocniejsza pompa jest używana do autonomicznego zaopatrzenia w wodę w domu, tym większy hydrozbiornik należy nabyć.

Częste wyłączenia energii elektrycznej w okolicy, w której znajduje się dom, to dobry powód, aby wybrać większy zbiornik. W ten sposób rodzina będzie miała do dyspozycji niewielki zapas wody.

Nie należy jednak przesadzać i wybierać zbyt dużego hydroakumulatora. W takim urządzeniu woda będzie wymieniana zbyt wolno, a to doprowadzi do pogorszenia jej jakości.

W tej tabeli szczegółowo przedstawione są informacje o tym, jaką dokładnie objętość wody można przechowywać w hydroakumulatorze o konkretnych parametrach.

Dlatego właśnie w obliczeniach uwzględnia się maksymalną objętość wody, która przepływa przez system wodociągowy. Kolejna ważna kwestia dotyczy modeli produkcji zagranicznej. Takie urządzenia nie zawsze można bez problemu połączyć z systemami wodociągowymi w Rosji lub na terenie bliskiej zagranicy.

Montaż i regulacja

Do instalacji hydroakumulatora stawiane są bardziej rygorystyczne wymagania niż w przypadku instalacji zwykłego zbiornika magazynowego. Chodzi o to, że zamontowany na poddaszu zbiornik magazynowy jest statyczny, natomiast hydrozbiornik znajduje się w dynamicznym ruchu: woda dopływa i jest pobierana ze zbiornika, membrana rozciąga się i kurczy itp.

Aby wibracje nie przenosiły się na system wodociągowy i otaczające przedmioty, hydroakumulator instaluje się na równym i solidnym podłożu, stosując przy tym amortyzujące gumowe podkładki.

Miejsce, w którym zamontowany jest hydrozbiornik, powinno być wystarczająco przestronne i dostępne. Takie urządzenia wymagają okresowej regulacji, kontroli i konserwacji.

Przed instalacją należy ustalić, jakie ciśnienie powinno panować w pustym hydroakumulatorze. Wartość nominalna tego parametru wynosi zwykle 1,5 bar. Takie ciśnienie ustawia producent. Jednak z biegiem czasu część powietrza może ulotnić się ze zbiornika.

Do pomiaru ciśnienia w hydroakumulatorze można użyć dowolnego sprawnego manometru, który pozwala uzyskać dane z dokładnością co najmniej 0,5 bar.

Dlatego należy zmierzyć ciśnienie za pomocą manometru, a następnie dopompować powietrze lub je upuścić, jeśli ciśnienie jest zbyt wysokie. Warto również sprawdzić wartość normalnego ciśnienia powietrza w pustym hydrozbiorniku, korzystając z dokumentacji technicznej produktu. Ponieważ zawór ma standardowe wymiary, do pomiarów nadaje się praktycznie każdy manometr.

Jeśli hydroakumulator z jakiegoś powodu nie jest wyposażony w przyrząd pomiarowy, można użyć manometru samochodowego. Ważne, aby był sprawny i wystarczająco dokładny. Potrzebna jest skala z podziałką co 0,5 bar lub mniejszą. Urządzenia elektroniczne również można wykorzystać do takich pomiarów.

Do rur wodociągowych podłączenie wykonuje się za pomocą elastycznych przejściówek. Przy tym należy pamiętać, że średnica przejściówek musi odpowiadać rozmiarom rur wodociągowych, zwężenie jest niedopuszczalne. Przed napełnieniem zbiornika wodą należy usunąć z membrany całe powietrze.

Aby stłumić wibracje powstające podczas pracy hydroakumulatora, przy podłączaniu urządzenia do systemu wodociągowego stosuje się specjalne elastyczne węże o odpowiedniej średnicy.

Po raz pierwszy wodę wtłacza się do środka jak najwolniej, cienkim strumieniem o słabym ciśnieniu. Jest to konieczne, aby nie uszkodzić membrany, która mogła się zbić lub nieco odkształcić podczas przechowywania w magazynie.

Takie niuanse mogą wydawać się drobiazgami, ale mogą znacznie wpłynąć na stan hydrozbiornika. Ważnym aspektem jest również ustawienie ciśnienia w zbiorniku.

Po napełnieniu hydroakumulatora wodą należy ponownie zmierzyć ciśnienie powietrza. Im mniej powietrza w hydrozbiorniku i im niższe jego ciśnienie, tym większą objętość wody można do niego wtłoczyć. Ale im mniej powietrza, tym niższe ciśnienie robocze wody na wylocie z hydroakumulatora.

Dopuszcza się obniżenie ciśnienia powietrza w urządzeniu do poziomu 1 bar, jeśli istnieje potrzeba stworzenia dodatkowej objętości wody do przechowywania. Jednak wtedy ciśnienie wody w systemie spadnie. Właściciel urządzenia będzie musiał wybierać między dobrym ciśnieniem a możliwością wtłoczenia do zbiornika dużej objętości wody.

W każdym razie minimalna wartość ciśnienia powietrza powinna wynosić 1 bar. Jeśli powietrza w zbiorniku będzie mało, wkładka membranowa wypełniona wodą rozciągnie się i może dotknąć metalowych ścian zbiornika hydroforowego. Taki kontakt jest niedopuszczalny, ponieważ pod jego wpływem guma zacznie ulegać zniszczeniu, hydroakumulator ulegnie awarii, a membrana będzie wymagać wymiany.

Po tym, jak hydrofor zostanie napełniony, skonfigurowany i podłączony do systemu wodociągowego, można przystąpić do regulacji presostatu. Zwykle jest on wyposażony w instrukcję, w której szczegółowo opisany jest postępowanie.

Pod pokrywą obudowy urządzenia znajdują się dwie sprężyny regulacyjne. Duża sprężyna, oznaczona jako P, pozwala ustawić minimalne ciśnienie, przy którym presostat włącza pompę i rozpoczyna pompowanie wody do hydroakumulatora.

Za pomocą małej sprężyny, oznaczonej jako P, ustawia się różnicę między ciśnieniem górnym a dolnym, tj. ciśnieniem wyłączenia i włączenia. W miarę poboru wody z hydroforu ciśnienie się zmienia.

Gdy ciśnienie osiągnie dolną granicę, styki presostatu zamkną się i pompa się włączy. Podczas regulacji presostatu trzeba będzie kilkakrotnie napełnić hydroakumulator, a następnie go opróżnić.

Zwykle różnica między ciśnieniem włączenia a wyłączenia wynosi około dwóch barów. W specyfikacji hydroforu podane jest maksymalne ciśnienie, na które urządzenie jest zaprojektowane, jednak nie ma sensu próbować napompować go do pełna.

Podczas pracy przy skrajnych wartościach elementy urządzenia szybciej się zużywają. W procesie regulacji presostatu należy uwzględnić jeden ważny moment – różnica między ciśnieniem wyłączenia a ciśnieniem powietrza w hydroakumulatorze powinna wynosić około 10%.

Zalecenia dotyczące eksploatacji

Po tym, jak hydroakumulator zostanie zainstalowany, należy go prawidłowo konserwować. Mniej więcej raz w miesiącu należy sprawdzać ustawienia presostatu i korygować je w razie potrzeby. Ponadto trzeba sprawdzać stan obudowy, integralność membrany oraz szczelność połączeń.

Najczęstszą usterką w hydroforach – pęknięcie membrany. Ciągłe cykle rozciągania – ściskania z czasem prowadzą do uszkodzenia tego elementu. Gwałtowne wahania wskazań manometru zazwyczaj świadczą o tym, że membrana pękła, a woda dostaje się do „powietrznej” komory hydroakumulatora.

Aby potwierdzić awarię, wystarczy po prostu spuścić całe powietrze z urządzenia. Jeśli następnie z nypla zacznie wypływać woda, oznacza to, że membrana na pewno wymaga wymiany.

Na szczęście wykonanie takiej naprawy jest stosunkowo proste. W tym celu konieczne jest:

1. Odłączyć hydrofor od instalacji wodociągowej i zasilania elektrycznego.
2. Odkręcić śruby, które przytrzymują szyjkę urządzenia.
3. Usunąć uszkodzoną membranę.
4. Zainstalować nową membranę.
5. Złożyć urządzenie w odwrotnej kolejności.
6. Wykonać montaż i podłączenie hydroforu.

Po zakończeniu naprawy należy sprawdzić i wyregulować ustawienia ciśnienia w zbiorniku i przekaźnika ciśnienia. Śruby łączące należy dokręcać równomiernie, aby zapobiec skrzywieniu nowej membrany i aby jej krawędź nie zsunęła się do wnętrza korpusu hydroforu.

Wymiana membrany hydroakumulatora jest stosunkowo prosta, należy jednak zadbać o to, aby nowa membrana była taka sama jak stara.

W tym celu śruby umieszcza się w gniazdach, a następnie kolejno wykonuje się dosłownie kilka obrotów pierwszej śruby, przechodzi do następnej i tak dalej. Dzięki temu membrana będzie dociskać do korpusu równomiernie na całym obwodzie. Częstym błędem początkujących w naprawie hydroakumulatora – nieprawidłowe użycie środków uszczelniających.

Miejsce montażu membrany nie wymaga obróbki środkiem uszczelniającym, wręcz przeciwnie, obecność takich substancji może ją uszkodzić. Nowa membrana musi być dokładnie taka sama jak stara, zarówno pod względem objętości, jak i konfiguracji. Lepiej najpierw zdemontować hydroakumulator, a następnie, uzbrojony w uszkodzoną membranę jako wzór, udać się do sklepu po nowy element.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

W tym filmie szczegółowo omówiono zasadę działania hydroakumulatora:

Do obliczenia objętości hydroakumulatora można użyć specjalnych programów kalkulatorów. Jedna z takich opcji jest przedstawiona w następującym materiale wideo:

Wymiana membrany hydroforu – proces niezbyt skomplikowany. Jest on szczegółowo omówiony w tym filmie:

Hydroakumulator – ważna część nowoczesnego autonomicznego systemu zaopatrzenia w wodę. Oczywiście, to urządzenie jest bardziej skomplikowane i droższe niż zwykły zbiornik magazynowy.

Ale wszystkie koszty w pełni się zwracają, ponieważ przy obecności hydroforu zarówno jakość wody wodociągowej jest lepsza, jak i żywotność urządzeń pompujących znacznie wzrasta. Wreszcie, jest to po prostu wygodne, ponieważ w instalacji wodociągowej zawsze jest stabilne ciśnienie wody, o które dba niezawodna automatyka.

Proszę pisać komentarze w bloku formularza poniżej. Proszę zadawać pytania dotyczące interesujących Państwa aspektów prezentowanych informacji, dzielić się przydatnymi wskazówkami, zamieszczać zdjęcia i porady. Być może Państwa rekomendacje będą przydatne dla odwiedzających stronę.