Гидробак для воды: устройство, принцип работы
Системы автономного водоснабжения имеют множество преимуществ, обусловленных независимостью от центральной линии подачи воды. Но также у них есть и недостатки, одним из которых является риск гидроудара. При резком открытии крана в контуре повышается давление, которое может негативно сказаться на состоянии трубопровода и насосного оборудования. Застраховать коммуникации от подобных явлений позволяет гидробак для воды, выполняющий функцию буферного содержания жидкости.
Устройство гидробака
Гидробак – это резервуар, конструкция которого рассчитана на временное содержание воды. В качестве материала для корпуса обычно используется сварная сталь. Для защиты поверхности производители используют разные покрытия, наиболее распространенным среди которых является порошковая краска с оплавлением. Конструкция обычно дополняется приваренными стойками и контрфланцем. Для подключения применяется оцинкованный фланец, обеспеченный штуцером. Количество коммуникационных выходов может меняться в зависимости от модели резервуара. В обязательном порядке устройство гидробака для воды включает и мембрану. Она обычно выполняется из бутилкаучука и может заменяться в процессе эксплуатации. Это общее устройство, но его исполнение может быть разным – в частности, по конструкции модели делятся на вертикальные и горизонтальные.
Виды конструкций
В условиях небольшого пространства рекомендуется использовать вертикальные модели гидробака, которые занимают немного места, но также отличаются и небольшим объемом. К особенностям такого оборудования относят наличие книппеля на корпусе, который позволяет выпускать лишний воздух. В выборе вертикальных гидробаков изначально стоит рассчитывать и возможность подключения погружного насоса – как правило, оба агрегата подбираются вместе с учетом соответствия их рабочих параметров. Тема выбора насоса принципиальна для такого типа оборудования. Здесь важно вспомнить, для чего нужен гидробак для воды в принципе? Он выполняет защитную функцию по отношению к насосному оборудованию и сопряженным с ним трубопроводом. И если используется поверхностный насос, то выбор стоит делать в пользу горизонтального гидробака. Это решение связано с тем, что резервуары этого типа поддерживают возможность верхнего крепления. То есть насос размещается на гидробаке. Но важно учитывать, что такая конструкция займет больше места, но зато и объем демпферной емкости тоже будет выше. Для выпуска излишнего воздуха из бака в этом случае предусматривается отдельный контур трубопровода. Технически эту функцию реализует выходной ниппель и сливной канал с шаровым краном.
Принцип работы оборудования
Разобравшись с конструктивным устройством гидробака, можно перейти к изучению его принципа работы. Начать следует с того, что стандартная система автономного водоснабжения работает под давлением от 1 до 3 атм. Крайние уровни этого показателя как таковые не вредят перекачивающему воду оборудованию и трубопроводу, но резкий перепад может спровоцировать гидроудар. И даже если система его выдержит в отдельных случаях, то регулярные нагрузки давления негативно будут сказываться на ресурсе насоса. В чем же выражается принцип работы гидробака для воды с точки зрения защиты от резких перепадов давления? Наличие такого дополнения в контуре системы водоснабжения позволит в случае потенциального повышения давления переносить нагрузку на резервуар. Вода, содержащаяся в баке, будет использоваться в первую очередь при оптимальном поддержании давления. Когда запас исчерпается, будет подключен уже основной ресурс трубопровода, но также в условиях приемлемых показателей давления.
Характеристики агрегата
В выборе гидробака следует учитывать два основных показателя – рабочее давление и объем. Что касается давления, то специалисты рекомендуют использовать агрегаты, которые поддерживают значение на 0,1-0,5 бара меньше по сравнению с оптимальной нагрузкой насоса при включении. Если приемлемым давлением для конкретного насоса является показатель в 1,7 бара, то резервуар следует подбирать со значением в 1,4-1,6 бара. Объем резервуара также бывает разным. Стандартом для домашних систем автономного водоснабжения считается 80-100 л. Если планируется обслуживать более 5 точек потребления, то потребуется гидробак для питьевой воды на 300 литров, обеспечивающий функцию перекачивающих агрегатов мощностью более 2 кВт. К слову, для водоснабжения одного потребителя можно ограничиться и емкостью на 25 л, которая может сопрягаться с насосами, силовой потенциал которых составляет до 0,5 кВт.
Грузовые гидробаки
Начало развитию концепции данного оборудования положило изобретение грузовых баков. Они имеют простое устройство и работают по принципу расхода потенциальной энергии груза. В процессе работы резервуар обеспечивает давление на воду, что и позволяет создавать оптимальный баланс нагрузки в контуре. К достоинствам таких гидробаков для воды можно отнести высокую вместимость, нетребовательность в техническом обслуживании и доступный ценник. Но также у грузовых баков есть и существенные недостатки, которые отражаются в низких показателях поддерживаемого давления, крупных размерах и рисках протечки. Кроме того, подобное оборудование имеет ограничения по возможностям подключения к насосному оборудованию – это касается в первую очередь энергоемкости. Насос в системе водоснабжения должен быть маломощным, иначе гидробак не справится с функцией выравнивания перепадов давления.
Пружинные гидробаки
В данном случае процесс нормализации давления в системе водоснабжения обеспечивается механической энергией. Она формируется при сжатии пружинного механизма, что позволяет вырабатывать достаточное усилие для накопления воды и ее возвращения в контур при резких перепадах давления. В отличие от грузовых емкостей, такой бак отличается высокой энергоемкостью, поэтому его можно использовать в системах с мощными насосами. Однако, сантехническая фурнитура подобных устройств ограничивает их применение из-за риска повреждений под влиянием агрессивных сред. Это оптимальный гидробак для холодной воды, но высокие температуры негативно сказываются на поршневых уплотнителях. Также имеют место риски поломок и деформаций пружинной группы.
Пневмогидравлические гидробаки
Резервуары этого типа широко используются и на предприятиях, и в бытовой сфере. Энергия для контроля давления вырабатывается за счет сжатого газа. Данным принципом создания гидравлического усилия обуславливаются и особенности конструкции агрегата. Она имеет в своем составе плавающий поршень с гибкой мембраной и поплавковый механизм контроля рабочих параметров среды. Стимуляцию оптимального уровня жидкости в баке обеспечивает мембрана, которая растягивается или сжимается в зависимости от текущего уровня давления в линии водоснабжения. Материалы изготовления конструкции позволяют использовать этот гидробак и для горячей воды без риска преждевременных поломок. Производители рассчитывают элементную базу на эксплуатацию с повышенными показателями давления при большом количестве рабочих циклов.
Монтаж гидробака
Устанавливать агрегат желательно в отапливаемом помещении на устойчивой поверхности и вблизи перекачивающего оборудования. Фиксация может обеспечиваться комплектной фурнитурой в виде крепежных приспособлений или за счет каркасных профилей – например, если речь идет об установке на базе самого насоса. Перед тем, как подключить гидробак для воды к снабжающему контуру, следует промыть систему. Для этого в канал подается вода с небольшой нагрузкой давления на 5-10 мин. Этот сеанс необходимо повторить еще 2-3 раза, после чего система вводится в инфраструктуру водоснабжения. Первый запуск устройства можно осуществлять под давлением не более 2 атм. В процессе эксплуатации важно предотвращать риски засорения бака, его физического повреждения и перенапряжения в результате несоответствия рабочих параметров характеристикам насоса.
Системы управления
Большинство современных гидробаков управляются автоматическими средствами контроля рабочих параметров. Простейшие устройства предусматривают регуляцию оборудования за счет 2-3 команд, подаваемых на запорную арматуру через реле. Сложные высокотехнологичные системы контроля позволяют учитывать несколько параметров, принимая решения об оптимальной и более точной регуляции объемов выпуска жидкости в моменты перепадов давления. К таким системам в частности относится автоматика гидробака «Джилекс». Регулировка давления воды в данном оборудовании осуществляется контрольным реле, принимающим показатели от двух манометров. Один из них располагается в верхней части резервуара и позволяет учитывать давление для оптимального выпуска излишек воздуха. А второй находится на участке между насосом и узлом подачи воды к резервуару. Это наиболее ответственная зона регуляции, с которой напрямую взаимодействует и реле давления, и основной блок управления.
В заключение
Типовая конфигурация устройства водоснабжения с погружным или поверхностным насосом вовсе не требует обязательного использования гидробака. Изначально такие системы проектируются с возможностью применения насосов без дополнительного оборудования. Но если дело касается инфраструктуры с высокой производительностью, то гидробак для воды обеспечит необходимую защиту в случае непредвиденной перегрузки. И даже если не учитывать риски серьезных повреждений коммуникаций, то вспомогательное средство регуляции давления будет способствовать снижению износа агрегатов. К тому же, гидробак может выступать и резервным средством обеспечения водой. Но это касается емкостей с большой вместимостью, которые нечасто задействуются в бытовых системах водоснабжения.