Hydroakumulator: budowa i zasada działania zbiornika hydraulicznego w systemie zaopatrzenia w wodę

Aby zapewnić stabilną pracę instalacji wodociągowej, należy dowiedzieć się, czym jest hydroakumulator. To przydatne urządzenie jest niezbędne do automatyzacji pracy niezależnego systemu wodociągowego.

Pozwala także znacznie przedłużyć żywotność pompy i chronić urządzenia przed uderzeniami hydraulicznymi.

W tym materiale opowiemy o budowie i zasadach działania hydroakumulatorów, a także podamy zalecenia dotyczące montażu urządzeń.

Budowa i zasada działania

Od zwykłego zbiornika hydroakumulator różni się bardziej złożoną budową, która znacznie rozszerza jego funkcjonalność.

Składa się z:

• metalowej obudowy;
• wewnętrznej membrany;
• nypla;
• króćca do wody;

Membrana dzieli zbiornik na dwie części, jedna przeznaczona jest na wodę, a do drugiej wtłacza się powietrze lub gaz obojętny. W rezultacie ciecz wewnątrz urządzenia znajduje się pod określonym ciśnieniem. Pozwala to regulować ciśnienie wody w systemie.

O tym, do czego potrzebny jest hydroakumulator, może opowiedzieć każdy, kto choć raz zetknął się z problemem niskiego ciśnienia w systemie. Czasami problem rozwiązuje się za pomocą pompy podnoszącej ciśnienie, ale HA – bardziej efektywna opcja.

Wewnątrz hydroakumulatora znajduje się membrana, która dzieli urządzenie na dwie części: na wodę i na powietrze, dlatego HA nazywany jest również zbiornikiem membranowym.

Instaluje się go w systemie za pompą na zewnętrznej lub wewnętrznej instalacji wodociągowej, konkretny schemat zależy od charakterystyki systemu. Woda wpływa do zbiornika i gromadzi się tam, przy czym dzięki membranie wewnątrz wytwarzane jest ciśnienie niezbędne do normalnej eksploatacji autonomicznego zaopatrzenia w wodę z niezawodnym dopływem wody do kranów.

Zwykły zbiornik nie gwarantuje odpowiednich parametrów ciśnienia dla instalacji wodociągowej, ponieważ ciśnienie jest wytwarzane jedynie dzięki różnicy wysokości między punktem poboru wody a zbiornikiem. Natomiast z HA nie trzeba podnosić zbiornika na strych lub estakadę, ponieważ można wtłoczyć powietrze, aby uzyskać pożądane ciśnienie.

Nowoczesne urządzenia, takie jak pralka automatyczna, hydromasaż, jacuzzi, zmywarka do naczyń, mogą działać tylko przy normatywnych wartościach ciśnienia w sieci wodociągowej. A zwykły prysznic jest wygodniejszy, gdy strumień wody jest wystarczająco silny, a nie płynie słabą strużką.

Hydroakumulator koniecznie stosuje się w zestawie z presostatem, który steruje pompą doprowadzającą wodę ze studni, źródła itp., oraz manometrem przeznaczonym do kontroli i monitorowania parametrów roboczych niezależnego zaopatrzenia w wodę.

Presostat i manometr są potrzebne do automatyzacji pracy pompy, a filtry oczyszczają wodę z niepotrzebnych zanieczyszczeń i chronią hydroakumulator przed uszkodzeniami.

Presostat ustawia się tak, aby po osiągnięciu wybranego przez użytkownika ciśnienia pompa włączała się i wyłączała. Gdy w hydroakumulatorze zgromadzi się wystarczająca ilość wody, a ciśnienie osiągnie maksymalną zadaną wartość, pompa się wyłączy. Ten parametr z oczywistych względów nazywany jest ciśnieniem wyłączenia.

W trakcie korzystania z wody ciśnienie w zbiorniku stopniowo spada. Gdy osiągnie minimalną zadaną wartość (tzw. ciśnienie włączenia), pompa zaczyna pracować. Woda dopływa do zbiornika, ciśnienie rośnie, osiąga granicę, po czym pompa się wyłącza.

Następnie woda ponownie ubywa ze zbiornika, gdy domownicy odkręcą kran, ciśnienie spada, presostat uruchamia pompę itd. Jeśli z tego łańcucha usuniemy hydroakumulator i presostat, urządzenie pompowe będzie się włączać za każdym razem przy odkręcaniu kranu. Takie użytkowanie drogiego sprzętu jest nieracjonalne, ponieważ jego żywotność jest ograniczona do określonej liczby włączeń i wyłączeń.

Hydroakumulator może być dostarczany jako osobne urządzenie lub w zestawie stacji pomp. W pierwszym przypadku podłącza się go do pompy głębinowej przez presostat.

Ponadto pompa tłoczy wodę gwałtownie, co może skutkować zjawiskiem takim jak uderzenie hydrauliczne. Dla instalacji wodociągowej takie obciążenia są niepożądane, mogą uszkodzić rury. Natomiast hydroakumulator – to trwałe urządzenie, które stanie się buforem i ochroni system przed niekorzystnym wpływem.

Wreszcie hydroakumulator pozwala stworzyć pewien zapas wody. Nawet przy braku energii elektrycznej przez jakiś czas można korzystać z wody zgromadzonej w hydroakumulatorze. Oczywiście nie jest to tak duży zapas jak w zbiorniku retencyjnym, ale i tak może być bardzo przydatny.

Jakie są rodzaje hydroakumulatorów?

Rozróżnia się urządzenia pionowe i poziome, instaluje się je na różne sposoby. Zazwyczaj zbiorniki o pojemności do 50 l umieszcza się poziomo, a większe – pionowo, aby nie zajmowały dużo miejsca. Na efektywność to nie wpływa. Można wybrać model, który będzie wygodniejszy w eksploatacji i pasować będzie do miejsca, w którym ma być zamontowany.

Całkowita pojemność hydroakumulatora i ilość wody, jaką może pomieścić, to różne parametry. Pojemność dobiera się w zależności od charakterystyki instalacji wodociągowej.

W modelach pionowych i poziomych do odpowietrzania części, w którą wtłoczone jest powietrze lub gaz, przewidziano nypl – zawór powietrzny. Korzystanie z niego jest bardzo proste.

Znajduje się on we wszystkich rodzajach hydroakumulatorów po stronie przeciwnej do montażu kołnierza przeznaczonego do podłączenia urządzenia do sieci wodociągowej.

Zbiorniki membranowe z czerwonym korpusem przeznaczone są do systemów CWU lub do ogrzewania. Należy ich używać ściśle zgodnie z przeznaczeniem

Kolor zbiornika jest zwykle niebieski lub lazurowy, w przeciwieństwie do czerwonych zbiorników wyrównawczych do ogrzewania. Nie są one wymienne, do produkcji membrany używa się różnych materiałów. W „zimnych” hydrozbiornikach stosuje się gumę spożywczą.

Ponadto hydroakumulatory w kolorze niebieskim mogą wytrzymać wyższe ciśnienie niż urządzenia do ogrzewania i CWU. Nie wolno używać takich zbiorników niezgodnie z przeznaczeniem, szybko ulegną uszkodzeniu.

W pionowo zorientowanych HA woda jest podawana od dołu, a nadmiar powietrza jest usuwany w razie potrzeby od góry, odpowietrzając go przez zawór. W wersjach poziomych zarówno doprowadzenie wody, jak i odpowietrzanie odbywa się z boku.

Połączenie gwintowane do podłączenia do wodociągu ma zawsze jeden rozmiar – 1 1/2 cala. Gwint do połączenia membrany może być wewnętrzny lub zewnętrzny. Ich rozmiary również są ujednolicone – gwint wewnętrzny standardowo wynosi 1/2 cala, a zewnętrzny – 3/4 cala. To ważny aspekt, ponieważ do niezawodnego podłączenia wymagane jest, aby rozmiary króćca i rury wodociągowej były zgodne.

Jeśli planowana jest organizacja niezależnego systemu wodociągowego, należy wiedzieć, jak zbudowany jest zwykły hydroakumulator do wody. Należy od razu zdecydować o wariantach podłączenia do wodociągu oraz sposobach usuwania powietrza, jeśli ciśnienie przekroczy wartość normatywną, a także o schematach podłączenia do systemu.

Importowane modele HA wyglądają bardzo reprezentacyjnie, ale nie zawsze nadają się do eksploatacji w lokalnych warunkach. Przed zakupem takiego urządzenia warto zapoznać się z opiniami

Należy pamiętać, że zostały one pierwotnie zaprojektowane pod warunki kraju, w którym zostały wyprodukowane, a te nie zawsze pokrywają się z lokalnymi realiami. Warunki eksploatacji mogą okazać się zbyt trudne dla zachodnich modeli, dlatego warto poszukać wariantu od krajowego producenta, który może być również bardziej atrakcyjny cenowo.

Zalecenia dotyczące montażu i eksploatacji

Zainstalowanie hydrozbiornika nie jest trudne – po prostu podłącza się go do systemu wodociągowego za pompą. Przed wejściem do urządzenia należy zamontować dobry filtr, aby oczyścić wodę z zanieczyszczeń. Mogą one gromadzić się wewnątrz i uszkodzić membranę.

Hydroakumulator przeznaczony do autonomicznego wodociągu najlepiej stosować z przekaźnikiem ciśnienia, który będzie sterować pracą pompy głębinowej

Należy właściwie wybrać miejsce montażu. Hydroakumulator powinien stać tam, gdzie można swobodnie podejść do urządzenia w celu jego przeglądu i konserwacji. Z czasem może być potrzebna naprawa urządzenia, dlatego warto z góry przemyśleć sposób jego demontażu oraz ewentualne trudności, które mogą się wtedy pojawić.

Bardzo ważne jest, aby wymiary króćca i rury wodociągowej były zgodne. Pozwoli to uniknąć strat hydraulicznych spowodowanych zwężeniem trasy na jakimś odcinku. Stosowanie przejściówek jest dopuszczalne, ale niezalecane. Podczas dopływu i odpływu wody zbiornik membranowy może wibrować.

Zaleca się mocowanie go do podłoża za pomocą amortyzujących podkładek. Podłączenie do wodociągu wykonuje się elastycznym przewodem. Należy upewnić się, że urządzenie jest prawidłowo wypoziomowane i ustawione w pionie; przechyły są niedopuszczalne.

Należy z góry zadbać o możliwość odłączenia hydroakumulatora od wodociągu w taki sposób, aby nie trzeba było całkowicie spuszczać wody z systemu. Wymóg ten realizuje się poprzez zamontowanie zwykłego zaworu odcinającego. W przypadku małych zbiorników o pojemności do 10 litrów, które nie mają nypla, należy również przewidzieć montaż zaworu spustowego.

Więcej informacji o tym, jak podłączyć hydroakumulator do systemu wodociągowego, można przeczytać w tym materiale.

Konserwacja hydroakumulatora sprowadza się do dokładnej inspekcji obudowy i kontroli ciśnienia w komorze powietrznej. Czasami trzeba dopompować powietrze lub odpowietrzyć, aby przywrócić prawidłowe parametry. Zazwyczaj ciśnienie powinno wynosić około dwóch atmosfer lub nieco mniej. Ponadto należy usunąć powietrze, które zgromadziło się za membraną w komorze, gdzie przechowywana jest woda.

Czasami można nawet zainstalować automatyczny odpowietrznik. Jeśli jednak nie ma otworu do tej procedury, należy odłączyć hydroakumulator od wodociągu i całkowicie opróżnić go przez zawór spustowy. Powietrze wydostanie się ze zbiornika razem z wodą. Potem wystarczy po prostu ponownie włączyć pompę, aby woda zaczęła ponownie napływać do zbiornika.

Mówiąc o tym, jak działa membranowy hydroakumulator, warto zaznaczyć, że najczęstszą awarią w hydroakumulatorze – jest pęknięcie membrany. Ten elastyczny element jest poddawany ciągłemu rozciąganiu i ściskaniu, więc z czasem ulega uszkodzeniu.

Oto objawy pęknięcia membrany:

• woda wypływa z kranu gwałtownymi uderzeniami;
• wskazówka manometru „skacze”;
• po całkowitym odpowietrzeniu zawartości komory „powietrznej” z nypla wypływa woda.

Ostatni punkt pozwala dokładnie ustalić, czy rzeczywiście problem dotyczy membrany. Jeśli woda z nypla nie wypływa, a woda wpływa do systemu słabo, najprawdopodobniej obudowa jest rozszczelniona. Należy dokładnie ją obejrzeć, znaleźć i uszczelnić pęknięcia.

Membrana może ulec uszkodzeniu na skutek zużycia lub niewłaściwej eksploatacji. Należy ją całkowicie wymienić; naprawa tego elementu jest bezcelowa.

Wymiana membrany nie jest trudna, ale trzeba dobrać dokładnie taki sam element, jak uszkodzony, ponieważ jest on przeznaczony właśnie dla tego konkretnego GA.

Aby przeprowadzić naprawę, należy:

1. Odłączyć urządzenie od systemu wodociągowego.
2. Spuścić wodę, odpowietrzyć.
3. Odkręcić śruby mocujące.
4. Wyjąć uszkodzoną membranę.
5. Zamontować sprawny element.
6. Przymocować go śrubami.
7. Zamontować GA na miejsce i podłączyć go do systemu.

Najtrudniejszym etapem tej procedury – jest dokręcanie śrub. Powinno być równomierne, dlatego zaleca się dokręcać je, wykonując po jednym obrocie na przemian na każdym elemencie. Taka taktyka pozwoli prawidłowo zamocować membranę na obudowie i zapobiec ześlizgnięciu się jej krawędzi do środka.

Niektórzy niedoświadczeni fachowcy w dążeniu do poprawy jakości połączenia nakładają na krawędź membrany uszczelniacz. Nie należy tego robić, ponieważ skład może zniszczyć gumę i wywołać odwrotny efekt.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Budowa i zasada działania GA:

Dla systemu autonomicznego zaopatrzenia w wodę hydroakumulator – to przydatne urządzenie, zapewniające automatyczny pobór wody, włączanie/wyłączanie pompy. Takie urządzenie podniesie jakość zaopatrzenia w wodę i zapobiegnie awarii urządzeń technicznych.

Po zapoznaniu się z materiałem pojawiły się pytania? Można je zadać w bloku komentarzy, a my postaramy się udzielić na nie jak najbardziej zrozumiałej odpowiedzi.