Как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения 2016

Содержание

1. Назначение устройства
2. О видах гидроаккумуляторов
3. Основные параметры выбора
4. Каким производителям можно доверять?

 

1. Назначение устройства

В автономных системах водоснабжения частных домов, коттеджей и дач главным рабочим узлом является насос. Он начинает качать воду из скважины, как только возникает необходимость ее использования – например, когда открывают кран на кухне, принимают душ или включают стиральную машинку. А теперь представьте, как часто придется насосу включаться, если вы то открываете, то закрываете кран. Несомненно, такая эксплуатация уменьшает ресурс насоса и других компонентов системы. Снизить количество включений помогает специальное устройство – гидроаккумулятор, который встраивается в систему водоснабжения. Что он собой представляет и как работает? Представим это наглядно.

Принцип работы мембранного гидроаккумулятора

На рисунке заполненный бак находится слева: вода в корпусе занимает большую часть пространства.

Жидкость из него будет расходоваться. Справа показан процесс заполнения водой мембраны: большую часть бака занимает воздух. Процесс проходит при закрытых кранах водоразборных точек.

Рабочий цикл гидроаккумулятора можно описать следующим образом. Насос качает воду и подает ее внутрь корпуса, а именно в мембрану, которая по мере заполнения жидкостью растягивается и вытесняет воздух, занимая все большую часть внутреннего пространства. Когда вы открываете кран, вода под действием сжатого воздуха, давящего на мембрану сверху, начинает выходить из гидроаккумулятора и поступать к точке водоразбора. Насос при этом не включается. Таким образом, накопленный запас воды способствует сокращению количества включений водяного насоса и увеличению его ресурса. Применение этого накопительного устройства имеет и другие преимущества.

• Удается поддерживать постоянное давление воды в системе
• Снижается вероятность гидроударов
• Нормализуются силы и нагрузки в системе
• Увеличивается срок службы компонентов системы водоснабжения
• Обеспечивается запас воды на случай отключения насоса из-за отсутствия питания
• На 50% снижается потребление электроэнергии, затрачиваемой на работу насоса

Если вы планируете монтаж автономной системы водоснабжения, сразу задумайтесь о выборе гидроаккумулятора. Он нужен для стабильной и безотказной работы водопровода. К тому же его покупка рациональна с точки зрения экономии. Давайте разберемся, какие бывают модели.

 

2. О видах гидроаккумуляторов

Модели различаются по типу установки. Выбор следует делать исходя из того, к какому насосу вы покупаете устройство.

Горизонтальный корпус подходит для поверхностного насоса – предусмотрена площадка для его крепления на баке. Такой способ установки позволяет сэкономить место в подсобном помещении, где находится оборудование.

Вертикальный корпус подойдет как для поверхностного, так и для погружного насоса. Необязательно насос размещать рядом с гидроаккумулятором. Бак может быть установлен даже в тесном помещении.

Независимо от типа установки все гидроаккумуляторы имеют опорные ножки, которые придают конструкции устойчивость. Для надежной фиксации на основании в ножках предусмотрены крепежные отверстия. Когда вы определитесь с типом устройства, можно переходить к рассмотрению главных рабочих характеристик.

 

3. Основные параметры выбора

Объем бака определяет количество воды, которое способен накапливать и хранить гидроаккумулятор. При выборе подходящего варианта важно учесть суммарное потребление воды и задачу, которую будет выполнять оборудование: накапливать большой запас воды, который нужен вам, либо просто сократить количество включений насоса при частом пользовании сантехническими приборами и бытовой техникой. Существует формула, по которой можно максимально точно определить необходимый объем. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье «Алгоритм подбора гидроаккумулятора: просто о сложном». Мы же приведем рекомендации, которые дают производители по подбору моделей в зависимости от типа установки и мощности насоса. Итак, для поверхностных насосов мощностью до 1 кВт подойдет горизонтальная модель на 24 л. Если мощность превышает 1 кВт, следует отдать предпочтение баку на 50 л. Для погружных насосов мощностью в 0,5 кВт подойдет гидроаккумулятор на 24 л, до 1 кВт – на 50 л, до 1,5 кВт – 100 л.

Рабочее давление устройства должно быть на 0,1 – 0,5 бар меньше значения, при котором включается автоматика насоса. Допустим, если насос запускается при показателе в 1,6 бар, то внутри бака должно быть значение 1,3 – 1,5 бар. Это будет минимальным значением, при котором работает гидроаккумулятор. Важно обратить внимание на максимальное давление, которое является безопасным для устройства. Его величина может достигать 8 – 10 бар.

 

4. Каким производителям можно доверять?

При выборе гидроаккумулятора следует отдать предпочтение моделям известных фирм, выпускающих насосное оборудование. А лучше купить устройство и водяной насос одного производителя – это гарантирует их оптимальную совместимость.

Одним из авторитетных производителей является Джилекс. Компания начала свою деятельность в 1993 году. Производит оборудование, адаптированное к эксплуатации в российских условиях. В ассортименте представлены баки стандартного объема – на 24, 50 и 100 л, а также увеличенного – до 750 л.

У большинства изделий фланец выполнен из оцинкованной стали, но есть модели с пластиковым фланцевым соединением (в маркировке на это указывает буква П). Последний вариант является наиболее устойчивым к коррозии. Используется специальный высокотехнологичный инженерный армлен, который по прочностным характеристикам не уступает стали и при этом не подвержен ржавлению. К гидроаккумуляторам Джилекс предлагает запасные мембраны – так решается вопрос с заменой расходных материалов по мере износа.

Еще один уважаемый производитель на российском рынке – Беламос. Имеет опыт работы более 20 лет и предлагает надежные, качественные изделия для автономной системы водоснабжения. Объем этих гидроаккумуляторов достигает 300 л. Баки выполняются из стали толщиной в 0,8 – 1 мм, что делает их особо прочными. Технология производства исключает внутренние сварочные швы, что снижает риск повреждения мембраны. Сама мембрана выполняется из бутиловой резины, которая в отличие от обычной не трескается и не гниет.

Ну а если все-таки с течением времени мембрана повредится, можно легко заменить ее на новую, так как Беламос выпускает расходные материалы.

Если вы уже готовы выбрать гидроаккумулятор для системы водоснабжения вашего дома, делайте заказ на нашем сайте. Остались вопросы? Вы можете обратиться к менеджеру, который проконсультирует вас и поможет подобрать подходящий товар.

Какой гидроаккумулятор лучше — дорогой или дешевый?

Один из критериев целесообразности приобретения чего-либо – качество товара. Гидроаккумуляторы разных производителей внешне и конструктивно настолько схожи, что понять, чем они, кроме цены, отличаются, невозможно. Соответственно, возникает вопрос: разумно ли платить лишнее только за узнаваемость бренда? А ведь разница между приборами есть, и весьма существенная.

Стоимость гидроаккумулятора определяется совокупностью нескольких факторов. Зная специфику ценообразования, можно самостоятельно выбрать действительно качественный прибор, который прослужит долго и не доставит хлопот собственнику. Если отбросить такие составляющие, как транспортные расходы, товарный знак, то остается не так уж и много параметров, которые и влияют на конечную цену ГА.

Вставка

Ее называют по-разному – мембрана, груша, колба. Именно данный конструктивный элемент является «слабым местом» любого гидроаккумулятора. Вот на РТИ и следует обратить первостепенное внимание.

• Эластичность резины. Специфика функционирования ГА в системе водоснабжения такова, что РТИ, помещенное в корпус прибора, находится в постоянной динамике. Включается ли насос или кто-то открывает кран, давление в трубе скачет. Соответственно, мембрана меняется в объеме. Не каждая резина выдерживает сильные нагрузки при растяжении, поэтому к колбам для гидроаккумуляторов требования повышенные.

Нюанс в том, что ряд производителей сами изготовлением мембран не занимаются, а закупают колбы на рынке или по прямым договорам. Следовательно, их качество может и не соответствовать предъявляемым требованиям в плане устойчивости к систематическим растяжениям.

• Класс РТИ. Резина в гидроаккумуляторе находится в постоянном контакте с жидкостью. Потому для мембран к ГА используется только материал категории «пищевой». Иначе есть риск попадания в питьевую воду различных химических соединений, не лучшим образом воздействующих на человеческий организм.
• Диффузионная стойкость. Это мало кто учитывает, но стоит отметить. Мембрана является своеобразным разделителем между водяным и воздушным отсеками гидроаккумулятора. Низкое качество резины, несоответствие нормативным показателям – гарантия, что прибор, да и вся система станут работать некорректно. Это особенно касается ГА, не оснащенных пневмоклапанами. Собственнику придется постоянно заниматься стравливанием воздуха, а также его закачкой в соответствующий отсек бака, причем намного чаще, чем требуется.

Что выбрать. Мембраны продаются в двух версиях: бутиловые и серии EPDM (синтетический каучук). Вторые стоят дешевле, но в плане диффузионной проницаемости значительно уступают.

Качество резины при покупке гидроаккумулятора проверить невозможно. А вот сертификат – вполне. Это априори означает, что приобретать ГА нужно только в специализированных организациях (торговых центрах, интернет-магазинах) и обращать внимание на марку. Вряд ли известный производитель или продавец станет рисковать своей репутацией, реализуя низкокачественный товар.

Бак

• Толщина стенки. Данный параметр определяет прочность корпуса и его устойчивость к коррозии. Даже если она и возникнет, то разрушение материала – процесс столь длительный, что сопоставим с заявленным производителем эксплуатационным сроком. А вот с тонкостенными изделиями проблемы будут, хотя они удобнее в креплении (меньший вес) и стоят дешевле.

Проверить толщину стенок несложно, приподняв гидроаккумулятор. Если они действительно толстые, то вес будет значительным. Для сравнения можно протестировать дешевый ГА таких же габаритов – разница масс приборов заметна.

• Сварные швы. Они имеются в местах установки присоединительного патрубка и пневмоклапана. По ним можно определить качество бака гидроаккумулятора. Если оно высокое, то при визуальном осмотре не видно заусениц, неровностей. Краска на таких участках (да и на всем корпусе) должна лежать ровным слоем и не иметь трещин.
• Расположение фланца. Если он не строго перпендикулярен продольной оси резервуара, то есть повод усомниться в высоком качестве гидроаккумулятора. Небольшой скос в любую из сторон значительно усложнит монтаж, даже если и использовать при стыковке ГА с трубой водопровода гибкую подводку.

Фланец

Еще одно «слабое место» гидроаккумулятора. Определить, сколько он прослужит, можно по металлу, использованному в производстве. Данные о нем отображаются в паспорте прибора.

• Нержавеющая сталь. Такие изделия стоят дороже, но их плюс – в надежности, устойчивости к коррозии. Эти гидроаккумуляторы монтируются в любых помещениях, без ограничений.
• Оцинковка. Цена ниже, чем на нержавейку, но по ряду параметров такие детали сильно ей уступают. Главным образом это касается недостаточной устойчивости к коррозии, в том числе, электрохимической. При установке ГА в сыром помещении он долго не прослужит – возникнут протечки в районе фланца.
• Пластик. Самая дешевая и ненадежная версия присоединительного элемента.

Что оценить дополнительно

Этикетка. По ней можно узнать многое о гидроаккумуляторе: характеристики, производителя. Если она смазана, нанесенные символы, буквы плохо просматриваются – лучше выбрать другой образец ГА. 2. Комплектация. В дешевых моделях гидроаккумуляторов отсутствует манометр. В процессе эксплуатации без него не обойтись – нужно контролировать давление в системе. Стационарная установка прибора на баке гораздо удобнее, чем использование переносного или смонтированного на каком-то участке трубы.

Дорогие модели гидроаккумуляторов имеют и еще ряд отличий: например, площадка для навесного оборудования, верхний штуцер. Нужно ли это, придется оценивать самостоятельно. Но то, что все подобные технические решения поднимают цену, однозначно.

При выборе гидроаккумулятора стоит довериться мнению профессионалов, ежедневно сталкивающихся на практике с этими приборами. Бренд – еще не главный критерий, особенно с учетом нашей специфики. Да и цена дает лишь общее представление о качестве – нельзя забывать о волатильности мировых валют. Лишнее подтверждение, что приобретать ГА целесообразнее в специализированных организациях.

«АЛЬФАТЭП» реализует только качественные гидроаккумуляторы. Все изделия от производителей с безупречной репутацией по их ценам. На сайте alfatep.ru представлены ГА различной вместимости и характеристик – выбор внушительный. Всем обратившимся специалисты компании окажут бесплатную помощь в расчете параметров прибора, подскажут его оптимальную версию для конкретной системы водоснабжения. Связь с ними по телефону 8 (495) 109 00 95 или в разделе «Контакты». Оперативная доставка по всем регионам, без выходных. Оплата в любой приемлемой клиенту форме; практикуется отпуск товара в кредит на льготных условиях.

Как выбрать гидроаккумулятор для водоснабжения

Гидроаккумулятор для водоснабжения – необходимое дополнение автономной системы подачи воды. В частных домах бывают скачки давления, которые выводят бытовую технику из строя. Гидробак гасит их и минимизирует воздействие гидроударов. Наличие такого агрегата поддерживает давление даже при отключенном насосе. Его не нужно каждый раз включать при открытии крана. Вместительные баки накапливают воду, позволяя ее расходовать и после отключения подачи. Но для полноценной работы всей системы необходимо грамотно выбрать гидроаккумулятор по типу бака, его объему и давлению.

Как работает гидробак для ХВД?

Это металлический резервуар, интегрируемый в водоснабжение частного дома. По конструкции бывает с резиновым баллоном и с мембраной. Несмотря на отличия в компоновке, принцип работы этих агрегатов схожий.

• Баллонный. Внутрь резервуара помещается эластичный баллон (груша). В бак закачивается воздух, а в баллон – вода. По мере наполнения водой груша расширяется, а давление в баке растет. Воздух сжимается и выталкивает воду. При снижении давления баллон прогибается в обратную сторону, что включает насос. Баллонные гидробаки простые и практичные. Вода контактирует только с резиновой грушей, которую легко заменить.
• Мембранный. Внутри резервуара находится прорезиненная мембрана в виде перегородки. Делит бак на два отсека: верхний заполняется водой, а нижний – воздухом. Сжатый воздух через мембрану выталкивает воду из резервуара. Здесь вода контактирует со стенками и может вызвать коррозию. Сама мембрана обычно несъемная. Но, например, немецкие мембранные баки Reflex имеют съемную мембрану и антикоррозийную обработку.

Бак для воды: вертикальный или горизонтальный?

При выборе нужно исходить из места его размещения. Вертикальный можно уместить и на ограниченной площади. Но есть и другие отличия в оснащении и характеристиках.

• Вертикальные. Это высокие резервуары, емкость которых достигает 800-1000 литров. Баки объемом более 100 л имеют специальный клапан в верхней части (воздухоотводчик). Такие агрегаты способны накапливать воду для ее подачи после отключения. Адаптированы для работы и с погружными, и с поверхностными насосами.
• Горизонтальные. Занимают больше места при установке, но проще в монтаже, Могут даже крепиться к стене. Подходят для поверхностных насосов (есть специальная площадка). Однако для воздухоудаления потребуется монтаж клапана. К тому же такие гидробаки не отличаются большим объемом, поэтому не всегда приспособлены для накапливания воды.

Как выбрать гидроаккумулятор по объему?

Существуют формулы для расчета нужной вместительности бака с учетом запаса воды. Но для водоснабжения дачного дома достаточно знать несколько параметров. В продаже присутствуют баки следующих объемов:

• 4-35 литров. Используются при производительности насоса в 1.5-2 м³/ч и для 2-3 точек потребления воды. Такие агрегаты подойдут для сезонных домиков на 1-2 человек.
• 50-100 литров. Гидробаки рассчитаны на работу с насосом в 3.5-5 м³/ч и на 7-8 потребителей. Хороший выбор для семьи, которая много времени проводит на даче.
• 100-150 литров. Емкие баки для насосов более 5 м³/ч и 8-9 точек потребления воды. Подобные устройства выбирают для постоянного проживания в частном доме.

Нужен ли запас объема гидроаккумулятора для водоснабжения? На долговечность насоса это особо не повлияет. Производители предусматривают рабочий цикл в 20-30 включений в час. Если он будет включаться реже, то это ненамного продлит срок службы. Но если нужен запас воды на случай ее частого отключения, то емкий резервуар незаменим. При этом важно соблюсти баланс. Слишком большой бак для воды вызывает ее застаивание. Двойного запаса (от минимально необходимого) будет достаточно.

Необходимый расход воды

Общий объем гидробака и максимальный объем воды – не равнозначные параметры. Ведь вода занимает только часть внутреннего пространств. Примерный расчет воды определяется с учетом работы всей сантехники: краны на кухне и в ванной, душ, унитаз, стиральная и посудомоечная машины. В среднем это 150 литров в минуту. Но в реальности все приборы и техника одновременно не используются. Поэтому расход составляет около 70-75 л в минуту. Чтобы насос не включался чаще 30 раз за час, нужен двойной запас, то есть 140-150 л. Для небольших дачных домов, где мало потребителей воды, эти показатели ниже.

Рассчитываем рабочее давление

Рабочее давление – важный параметр гидроаккумулятора. При необходимости его можно настроить, исходя из расчетов. Подъем воды на высоту до 10 метров обеспечивает 1 атмосфера. Приплюсовывается еще 1 Атм для поддержания нормального напора в кране. Если точка забора воды находится на высоте 5 метров, то потребуется давление в 0,5 Атм. Добавляя еще одну атмосферу, получаем рабочее давление в 1,5 атмосфер. Этого хватит для водоснабжения двухэтажного дома. У большинства агрегатов на рынке оно не превышает 2 Атм. Максимальное давление варьируется от 4-5 до 10 атмосфер.

Заключение

Существуют и другие критерии выбора гидроаккумулятора для водоснабжения. Это фирмы-производители, материалы изготовления комплектующих (мембран, фланцев), стоимость гидробака и способы его подключения. Но руководствуюсь указанными выше характеристиками, можно определиться с базовыми параметрами. В нашем каталоге представлены мембранные баки российского и зарубежного производства объемом до 2000 литров. Гигиеничные, практичные и долговечные. Адаптированы к системам автономного водоснабжения и потребностям владельцев частных домов.

зачем нужен гидроаккумулятор, каков принцип его работы, какой тип корпуса лучше выбрать

Этапы обустройства скважины на воду:

• Монтаж насоса или насосной станции для подачи воды в помещение или для полива;

• Монтаж кессона или адаптера для возможности использовать воду зимой при любой температуре;

• Врезка реле давления в гидравлическую сеть;

• Установка мембранного бака;

• Прокладка водопровода.

Принцип работы гидроаккумулятора

Устройство мембранного бака – снаружи металлический корпус, внутри – резиновая эластичная мембрана, второе название которой «груша». Между ними накачивается воздух под заранее заданным давлением. В транспортном состоянии груша схлопнута под напором воздуха фото 1.

Насос накачивает воду в мембрану, которая надувается как воздушный шарик, сжимая воздух между ней и корпусом. При достижении максимального значения давления в баке срабатывает реле, которое монтируют на верхнем штуцере фото 1 и 2, и насос отключается. При расходе воды давление падает. Когда достигается минимальный порог включается насос и накачивает воду в мембранный бак до определенного напора, соответствующего верхнему порогу.

Зачем нужен гидробак?

Преимущества системы водоснабжения с гидроаккумулятором:

1. Увеличение срока службы насоса, потому что он включается реже.
2. Защита трубопроводов и сантехники от гидроударов, возникающих от прямого включения насоса при открытии крана.
3. Поддержка постоянного давления в системе в случае нескольких точек водопотребления одновременно.
4. Запас воды в баке — спасение при отключении электричества, что в нашей действительности встречается достаточно часто и непредсказуемо.

Чем объем гидробака больше, тем реже включается насос. Но выбор размера мембранного бака зависит и от производительности электронасоса, и от водопотребления. Редкое обновление воды в баке опасно обратной стороной — застаиванием воды и появлением бактерий.

Характеристики всех элементов системы водоснабжения должны быть сбалансированы, поскольку они влияют друг на друга. Прежде чем тратить деньги, проконсультируйтесь с инженером компании «Системы для дома».

Исполнение гидробака может быть вертикальным или горизонтальным, выбор зависит исключительно от удобства размещения. Например, горизонтальные гидроаккумуляторы снабжены планкой для настенного крепления.

97% объектов комплектуются вертикальными баками, 85% из них устанавливаются в кессоне, так как занимают меньшую площадь в помещении и дешевле. Но иногда накладываются ограничения по высоте, тогда ставятся горизонтальные, они на 10-15% дороже.

15%
в частном доме

Статистика компании «Системы для Дома» по типам мембранных баков

Производителей мембранных очень много, поэтому сложно выбрать, если сталкиваетесь с такой задачей впервые. Нужно сбалансировать много критериев: качество, цена, долговечность, размер, конструктивное исполнение, тип груши, цвет и т.д.

Наша рекомендация

Мы не имеем возможность проверить все типы оборудования. Но наши рекомендации только для тех типов оборудования, в надежности которых мы убедились лично. Собственная сервисная служба предоставляет большой объем информации, которая анализируется.

Многолетние наблюдения за эксплуатацией гидробаков на наших объектах, мы рекомендуем как минимум двух лучших производителей:

• Reflex Winkelmann GmbH (Германия) считается ведущим мировым поставщиком оборудования для водоснабжения зданий.

• AquaSystem S.r.l (Италия). Бренд принадлежит холдинговой компании Zilio Indutries. Вся продукция проверяется на соответствие действующих европейских норм.

Чтобы увеличить бесперебойный срок службы, гидробакам необходимо регулярное техническое обслуживание.

Например, в процессе эксплуатации постепенно стравливается воздух. В результате реле давления срабатывает чаще и в мембрану поступает объем воды больше допустимого. Она эластична, растягивается, но не бесконечно, а значит, может порваться. Периодически в емкость необходимо подкачивать воздух до нужного давления, не реже 2 раз в год. Для этого на корпусе расположен воздушный ниппель, соответствующий автомобильному стандарту. Подкачку можно выполнить автомобильным компрессором самостоятельно. Не сложнее, чем подкачать колесо.

Когда такой возможности нет, лучше доверить работу специалистам. Нужно знать до каких пределов подкачивать, а в комплексе работ по обслуживанию оборудования всей системы водоснабжения, учитывать настройки реле давления.

По телефону +7 (495) 649-8593 Вы узнаете больше о гидроаккумуляторе в системе водоснабжения.

11 доводов, почему мы можем рассчитывать на Ваше доверие.

Водоснабжение частного дома: схема с гидроаккумулятором

Создание для пользователя максимально комфортного окружения – основная цель любого жилищного обустройства. Если говорить о частных домах, то главная сложность в достижении этой цели – отсутствие централизованной подачи воды. В таких случаях отлично подойдет схема водоснабжения частного дома с гидроаккумулятором из колодца или скважины.

Краткое содержание статьи:

Назначение и виды гидроаккумуляторов

Гидроаккумулятор (гидропневмобак) выступает важнейшей частью автономного водопровода. Прибор, зачастую, для своей работы использует энергию сжатого воздуха. Существуют также пружинные и механические модели, но в автономных системах дач или частных домов они практически не встречаются.

Конструктивно гидроаккумулятор предоставляет собой герметичную металлическую емкость (бак), разделенную на две части: эластичную камеру (грушу) для воды и окружающую ее воздушную прослойку. Таким образом, вода внутри гидрокамеры не контактирует со стенками бака, что позволяет избежать коррозии его стальной оболочки. Применяемый для изготовления груши высокопрочный бутил отвечает санитарным требованиям по хранению питьевой воды. Закачка/отбор жидкости осуществляется через резьбовой патрубок, сообщающийся с рабочим объемом эластичной гидрокамеры.

Воздушное отделение гидроаккумулятора оснащено пневмоклапаном, позволяющим регулировать давление (нормальный показатель – 1,5-2 атм.). Гидробаки от 100 л оснащаются еще одним клапаном для отвода выделяющегося из воды воздуха.

Не путайте с расширительным баком

Внешне гидроаккумулятор напоминает расширительный бак для систем отопления, устанавливаемый в контурах закрытого типа. Он нивелирует изменение объема нагревающейся/охлаждающейся жидкости. Основные отличия между этими устройствами – материал изготовления мембраны и специфика устройства внутренних камер.

В отличии от гидроаккумулятора, в котором резиновая «груша» помещена в емкость с водой, расширительный бак разделен на две части эластичной перегородкой. Одна часть заполняется теплоносителем, другая – воздухом. Если включить расширительный бак в водопроводный контур, то на выходе из крана потребитель будет получать ржавую воду, из-за её непосредственного контакта с металлическими стенками. Различаются также характеристики внутренних мембран. В расширительном баке они рассчитаны на нагрев до +90⁰С и выше при небольшом колебании давления. Гидроаккумуляторная мембрана способна переносить регулярные перепады давления, но при температуре жидкости не выше +30⁰С.

Читайте также: Проектирование сетей водоснабжения и канализации

Классификация гидроаккумуляторов

Она осуществляется по следующим критериям:

1. Тип установки. Различают вертикальные и горизонтальные приборы: они работают по идентичному принципу. Отличает их только способ отвода воздуха из водяной камеры. В моделях вертикальной ориентации газ скапливается в верхней части мембраны. Его стравливают посредством дополнительного клапана. Горизонтальные устройства для этого оснащены дополнительным модулем (слив, ниппель и шаровой кран). При выборе установочного типа гидробака ориентируются на особенности помещения, в котором планируется его размещение.

2. Внутренняя конструкция. Различают поршневые, балонные и мембранные устройства.

3. Объем бака. На рынке сантехнического оборудования представлены модели объемом 2-500 л. Для квартиры достаточно 24-50 л. Обширную дачу или загородный дом рекомендуется оснащать емкостями на 80-100 л.

Преимущества использования гидроаккумуляторов в схемах водоснабжения

Гидропневмобак решает ряд проблем:

1. Защищает насос от износа. Он не включается для поддержания давления в системе при каждом открытии водяного крана, так как вода расходуется из запасов гидробака. Это значительно увеличивает продолжительность безремонтной эксплуатации насоса.
2. Обеспечивает стабильность давления в трубах. Для автономных систем это крайне важно, т.к. напор в них постоянно колеблется при одновременном открытии нескольких кранов. Помимо нагрузок на трубы, это приводит к перепадам температуры воды. Например, принимать душ в таких условиях не очень комфортно.
3. Предохраняет от гидроударов. Без промежуточной емкости между точкой водозабора и домовой системой каждое включение насоса провоцирует гидроудар (основная причина порывов труб).
4. Создает стратегический запас воды на случай перебоев с подачей электроэнергии. Это особенно актуально для домовладельцев, проживающих в отдаленных местностях.

Как работает гидроаккумуляторный узел

Цикл работы схемы водоснабжения с накопительным мембранным баком выглядит так:

1. Вода из скважины или колодца посредством насоса нагнетается внутрь эластичной гидрокамеры. Увеличиваясь в размерах, груша давит на воздух внутри бака – его объем уменьшается, а давление увеличивается.
2. По достижению давлением пороговой величины происходит срабатывание специального реле. Оно прерывает подачу электроэнергии, отключая питание насоса.
3. По мере отбора воды, реле вновь активирует работу насоса, когда достигается нижняя пороговая установка по давлению. Далее цикл повторяется.

В работе гидроаккумуляторного узла участвуют следующие элементы:

1. Насос (поверхностный или погружной). Поверхностные устройства монтируются возле точки водозабора, с отбором жидкости через всасывающую магистраль (шланг или стационарную трубу). Создаваемого поверхностной помпой давления 1,5-3 атм. хватает для работы посудомоечной или стиральной машины. Центробежные поверхностные насосы в состоянии поднимать воду с глубины до 8-9 м. Если зеркало водозабора находится дальше, то используются погружное (глубинное) водоподъемное оборудование.

2. Реле. Контролирует комфортный для людей и бытовой техники диапазон давления в системе – 1,4-2,8 атм. Реле давления бывают механическими или электронными. Бытовые схемы часто комплектуют недорогими механическими моделями отличающиеся простотой и надежностью. Там же, где важна точность срабатывания, применяют электронные приборы.
3. Манометр. Служит для визуального контроля давления. Обычно манометр устанавливают рядом с реле.
4. Запорная арматура. Краны или вентили используются для отсечек входящих/исходящих от насоса водопроводных линий, а также самого гидроаккумулятора во время проведения ремонтов или профилактик узла.   

Читайте также: Водоснабжение частного дома

Схема водоснабжения частного дома из колодца с гидроаккумулятором

Если на приусадебном участке есть колодец, воду отбирают из него. Главное, чтобы гидросооружение имело достаточный запас воды и располагалось в удалении от источников загрязнений. Преимущество колодца перед скважиной в том, что в случае перебоев с электроснабжением на помощь домовладельцу приходят «классические» ведро и веревка.

Схему водоснабжения на даче с гидроаккумулятором из колодца можно разделить на четыре условные части:

1. Насос. В колодцах глубиной свыше 9 м используют погружные насосы. Их подвешивают на тросах с таким расчетом, чтобы до дна оставалось не менее 50 см. Кроме манометра и реле давления, для обеспечения безопасности работы насоса рекомендуется использовать датчик сухого хода.
2. Труба для подачи воды в дом. Присоединяется к насосу. Траншею под трубу выкапывают ниже уровня промерзания почвы.
3. Гидроаккумулятор. Объем бака рассчитывают исходя из количества потребителей.
4. Домовая разводка. Распределяет подачу воды в нужные точки жилища. Центром системы может выступать, например котельная, в которой также размещают гидроаккумулятор и водонагреватель. Отсюда трубы разводки уходят в другие помещения – ванную, санузлы, кухню и т. п.

Комплектация системы внутри дома зависит от нужд семьи. Так, если дача эксплуатируется в зимнее время, то в схему включают отопительный котел. Готовый проект системы облегчает составление сметы монтажных работ и определение стоимости комплектующих.

Сборка схемы водопровода из колодца

Перед установкой насоса колодец желательно отремонтировать и утеплить. Работы предусматривают герметизацию швов, обустройство донного фильтра и внешней защиты (дренажа и теплоизоляции). Линию от насоса к дому обустраивают из полипропиленовых или полиэтиленовых труб для наружной эксплуатации диаметром не менее 32 мм.

Схема водоснабжения внутри дачи бывает последовательной и параллельной. Первый вариант подойдет для построек с 2-3 точками водозабора. В других случаях лучше выбирать параллельную разводку с коллектором. Она обеспечивает равное давление во всех точках водопотребления. Вместо стальных труб для внутренней разводки сейчас используют металлопластиковые или пропиленовые изделия. Диаметр труб для домовой разводки 16-25 мм. Он зависит от длины их участков, а также интенсивности водоразбора.

После захода в дом подающую трубу коммутируют к гидроаккумулятору (реле давления врезается перед накопительным баком). За ним ставиться тройник с запорной арматурой и манометром. Один из патрубков тройника служит подачей на котел, второй – на коллектор холодной воды.

Система может комплектоваться фильтрами:

• грубой очистки (обязательно) – после ввода подающей магистрали в дом;
• тонкой очистки – после гидроаккумулятора до раздачи на системы холодной и горячей воды;
• углубленной очистки в зависимости от специфики местных условий (угольные, ионообменные, обратного осмоса) – перед точками питьевого водоразбора или бытовой техникой (стиральной машиной, котлом и т.д.).

Читайте также: Водоснабжение из колодца

Схема водоснабжения частного дома от скважины с гидроаккумулятором

Данная система похожа на предыдущую. Состоит из точки водозабора, подающей трубы, гидроаккумулятора и внутренней разводки. Однако есть некоторые отличия. Устье скважины для защиты от замерзания часто оснащают пластиковым либо стальным кессоном. В нем же допускается установка гидроаккумулятора (если скважина расположена недалеко от дома). Насосы в данном случае используются погружные (лучше выбирать модели со встроенной защитой против холостого хода).

Современные схемы водоснабжения из скважины обязательно содержат комплект автоматики. Он позволяет корректировать и наблюдать за работой водозаборного узла.

Минимальный комплект включат в себя:

1. Реле давления с манометром – поддерживает нужное давление в гидроаккумуляторе.
2. Выключатель поплавкового типа – прекращает подачу электричества на насос, если скважина обмелеет.
3. Защиту от сухого хода – отключает мотор при отсутствии воды в помпе.

На рынке автоматика представлена в нескольких разновидностях. Для самостоятельного монтажа удобнее использовать устройства первого поколения, как наиболее простые и с доступной ценой. Практическая схема водоснабжения дома из скважины с гидроаккумулятором указана на фото ниже.

Как настраивать и обслуживать гидроаккумулятор

Чтобы гидроаккумулятор работал нормально, он нуждается в правильной настройке. Оптимальной считается ситуация, когда давление в воздушной полости на 10% уступает нижнему порогу реле (порогу запуска насоса). Признаком того, что пороговая установка нуждается в корректировке, служит сокращение цикла заполнения гидробака водой.

Подкачку или стравливание воздуха осуществляют через соответствующий ниппель на корпусе гидропневмобака. Перед началом настройки из мембраны спускают воду и обесточивают насос. Процесс обезвоживания контролируют по манометру системы. Для подкачки воздуха внутрь пневматической полости используют компрессор со специальной насадкой либо автомобильный насос (ручной, электрический).

Обслуживание гидроаккумулятора включает в себя следующие периодические операции:

1. Проверку и восстановление нормативного давления (оно указано на баке). Согласно с рекомендациями производителей делать это нужно 2-3 раза в год. В противном случае, нагрузки на резиновую мембрану со стороны жидкости вырастут, и она выйдет из строя (порвется).
2. Определение участков утечки воздуха. Для этого места соединений обмазывают мыльным раствором, пузыри которого указывают на места пропусков. Особое внимание уделяется ниппелю и фланцу.
3. Ежемесячное тестирование нижнего и верхнего порога реле, корректируемые при необходимости.
4. Визуальный осмотр корпуса на предмет механических повреждений и следов коррозии.
5. Проверку целостности эластичной мембраны. При необходимости, ее заменяют.

В заключение

Водоснабжение частного дома с гидроаккумулятором и реле давления демонстрирует эффективность и практичность. В системе поддерживается стабильная температура и напор воды, что есть залогом удобства и безопасности. Кроме того, увеличивается срок службы насоса: он включается не так часто, как в контурах без гидроаккумулятора.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Монтаж гидроаккумулятора в Москве и Московской области

При проектировке систем водоснабжения частного дома важную роль играет выбор гидроаккумулятора. Это оборудование для скважины позволяет поддерживать постоянное давление в трубах водопровода и снижает нагрузку на насос, позволяя ему работать с меньшей периодичностью.

Что такое гидроаккумулятор

Гидробак или гидроаккумулятор – это неотъемлемая часть любой системы водоснабжения частного дома. Он выполняет функцию аккумулирования определенного объема воды в системе и подачи ее под давлением до точек потребления (крана, туалета, душа). Таким образом, это устройство подает воду в ваш кран под определенным давлением. Давление в свою очередь регулируется как в самом баке, так и в автоматическом реле.

Конструктивно гидроаккумулятор состоит из бака, в котором установлена мембрана из пищевой резины или каучука. Существуют два типа расширительных баков с мембраной:

• Гидроаккумулятор для системы водоснабжения обычно красятся в синий цвет. Мембрана в таких баках производится из пищевой резины. Конструкция их такова, что резиновую мембрану можно самостоятельно менять. И это рекомендуется делать не реже чем раз в 5 лет.
• Гидробак для системы отопления дома (расширительные баки) производителями окрашивается в красный цвет. В их конструкции предусмотрено применение технической резины. Такие бачки не рекомендуется применять в системе подачи воды.

Следуя вышеперечисленной классификации, в системе подачи воды в частном доме следует применять только синий гидроаккумулятор с мембраной из пищевой резины или каучука.

Конструкция

Внутри гидроаккумулятора имеется резиновая мембрана, которая делит бак наполовину. То есть половина объема наполнена воздухом, вторая половина — водой. Каждое устройство уже накачено воздухом и имеет давление примерно в 1,5 бар. На верхней части имеется ниппель для поддержания нужного давления воздуха в баке. То есть вы легко сможете подкачать воздух при помощи обычного автомобильного насоса.

Принцип работы гидробака

Пока в системе нет воды, большую часть резервуара занимает сжатый воздух. Мембрана растянута. По мере проступания воды, мембрана сжимает воздух до тех пор, пока в трубопроводе не будет достигнуто заданное давление. После достижения нужного давления, реле выключает электропитание насоса: вода перестает поступать в систему. Обратный клапан же не дает воде вытечь обратно в скважину.

Когда мы открываем кран в душе, или нажимаем на кнопку сливного бачка унитаза, из гидроаккумулятора под воздействием давления сжатого воздуха поступает вода до точки потребления, давление в системе падает, и реле давления заново включает насос. Цикл повторяется.

Как подобрать гидроаккумулятор?

В магазинах сантехники Москвы и Московской области и в интернете можно приобрести баки различного объема (от 10 до 750 литров). Цены на них всегда различны. Так какой же аккумулятор подойдет для вашего водопровода? Все зависит от того, сколько точек потребления воды вы имеете в вашем доме, и как часто вы включаете их одновременно.

Если вы используете воду только на кухне для мытья посуды и для пищевых нужд, то смело покупайте 24 литровый бак. Совет: устанавливайте его как можно ближе к насосу. Лучше всего установить его непосредственно в скважинном кессоне.

Если у вас дома установлен туалет, душевая кабина другие удобства, то для комфортного использования водных ресурсов вам потребуется большой гидроаккумулятор объемом 50 или даже 100 литров. При подборе бака всегда следует учитывать то, что вода и воздух в нем делят общий объем резервуара пополам.

Монтаж гидроаккумулятора в системе водоснабжения

В первую очередь при установке гидроаккумулятора следует учесть место его монтажа. Помещение должно находиться как можно ближе к насосу. Например, если вы установите один водный аккумулятор на чердаке, а второй в кессоне для скважины или в подвале, объем воды во втором случае будет больше, поскольку давление воды на чердаке будет ниже. Поэтому следует учесть при проектировании системы подачи воды в частном доме, что бак должен находиться как можно ниже.

Для хорошего функционирования гидроаккумулятора компания «Аквалюкс» при проектировании скважинного водопровода советует применять кессон. Он его пространства хватит для установки гидробака вместе с системой автоматики. В нем гидроаккумулятор будет находиться в непосредственной близости к насосной станции, и при этом вам не надо будет выделять место в доме для этого габаритного устройства.

Спокойствие и качество с компанией «Аквалюкс»

Проектирование и монтаж водопровода в дом – это трудоемкий процесс, требующий соответствующих навыков и умений. В таком деле важно учитывать каждую мелочь. Чтобы вода поступала в дом под достаточным давлением, необходим комплекс мер по подбору насоса, автоматики и гидроаккумулятора. Для этого нужно проводить инженерные расчеты, в которых надо учесть каждую точку потребления и количество жидкости, потребляемой тем или иным прибором в единицу времени. Все эти расчеты и работы по планированию и монтажу водопровода в вашем доме доверьте профессионалам в этой области – компании «Аквалюкс».

«Аквалюкс» более 14 лет занимается бурением скважин, проектированием и монтажом систем водоснабжения частных домов. Мечтаете о комфортной загородной жизни в Подмосковье? Звоните нам!

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: все что нужно знать

Автор aquatic На чтение 12 мин. Просмотров 5.1k. Обновлено 05.06.2020

Для городских жителей гидроаккумулятор для систем водоснабжения (водяной аккумулятор или гидробак) понятие совершенно незнакомое. Купив, например, дачу или загородный дом в районе без центрального водопровода, владельцы ошеломлены множеством сложных аббревиатур, технических требований, понятий. Таких как: автономная система водоснабжения, глубинный насос с частотным преобразователем, настройка минимального и максимального давления, максимальное количество включений глубинного насоса. И все это только для того, чтобы в доме из крана текла вода. В этой статье мы расскажем о роли  этого приспособления в системах насосного типа.

Наиболее распространенный вид гидробака

Обратите внимание! Не путать с расширительным баком для системы отопления, эти два устройства похожи по форме и конструкции. В большинстве своём расширительный бак имеет красный цвет, а гидроаккумулятор синий, но не всегда. Уточните у менеджера продаж, при приобретении, какую функцию должен выполнять требуемый вам прибор.

Для чего нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Различные виды форм и цветовой гаммы водяных аккумуляторов и расширительных баков

Этот конструктивный элемент имеет два основных назначения:

• Обеспечение бесперебойной и равномерной работы насосной станции;
• Обеспечение надежности и целостности системы ГВС (горячее водоснабжение).

Роль гидроаккумулятора в работе насосной станции

При отсутствии центрального водопровода владельцы частных домов,  для подачи воды в дом бурят скважину или возводят колодец, оборудованный глубинным насосом. С его помощью вода подаётся в помещение, заполняет водяной аккумулятор, обязательно фильтруется и разветвляется по местам потребления.

Схема простой системы водоснабжения

Рассмотрим более подробно работу этой схемы. При быстром открытии и закрытии водяного крана, например вы сполоснули руки, расходуется малое количество воды и именно в этот момент начинается работа гидроаккумулятора. Насос не включался, напор был создан давлением мембраны водяного аккумулятора, так как в нём содержится определённое количество воды. Многочисленные источники утверждают, что аварийный запас воды и есть главная функция, которую выполняет гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Эти сведения неверны. Агрегат ёмкостью 100 литров способен вместить не более 35 литров воды.

Первостепенная цель установки этого агрегата – сберечь дорогостоящий глубинный насос от перегрева и нерациональных запусков. При отсутствии этого устройства насос, в описанном выше случае, запустится и тут же выключится, не набрав максимальной мощности. В этот момент в контуре создается гидроудар, то есть резкий перепад давления. Агрегат при совокупности этих факторов быстро выйдет из строя. Вывод – гидроаккумулятор в системах водоснабжения служит для равномерного распределения давления в контуре и долгосрочной работы насосного оборудования.

Гидроудар в водопроводной трубе

Гидроаккумулятор в системе ГВС

Существуют три основных вида горячего водоснабжения с использованием гидробака:

• Монтаж бойлера косвенного нагрева;

Система ГВС с бойлером косвенного нагрева

• Установка двухконтурного твердотопливного котла, с функцией подачи горячей воды;

Горячее водоснабжение при эксплуатации двухконтурного котла

• Схема с одноконтурным котлом в совокупности с бойлером косвенного нагрева.

Рабочая схема при эксплуатации одноконтурного котла и бойлера

В любом из вариантов водяной аккумулятор исполняет роль расширительного бака, так как вода при нагреве увеличивается в объеме, и этот прибор компенсирует количество воды. Несмотря на тот факт, что и в бойлере, и в твердотопливном котле установлена группа безопасности в виде пропускного клапана, при постоянном срабатывании пропускной клапан быстро выходит из строя, это влечёт за собой повреждения котла или течь в контуре водоснабжения.

Группа безопасности твердотопливного котла
Группа безопасности бойлера

Обратите внимание! Внешний вид и форма гидро аккумуляторного бака для холодного водоснабжения очень схожи с гидроаккумулятором для ГВС. Их различие в температурной стойкости встроенной мембраны. При покупке внимательно читайте технические характеристики устройства. Не опытные менеджеры зачастую предлагают не нужный вам образец.

Резиновая мембрана водяного аккумулятора грушевидная

Классификации гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор, как понятие, имеет множество областей применения. Его применяют во всех видах машиностроения, в тяжелой промышленности. В этой статье мы рассмотрим гидробаки, используемые только в домашнем водоснабжении. Наиболее востребованными в этой отрасли являются агрегаты пневматического типа. Они делятся на два вида:

• Мембранные одноразовые. Образцы, в которых мембрана заключена в стопорное кольцо по центру бака;

Водяной аккумулятор одноразовый
Водяной аккумулятор одноразовый в разрезе

• Водяные аккумуляторы с возможностью замены мембраны.

Гидроаккумулятор с функцией смены мембраны
Гидроаккумулятор со сменной мембраной в разрезе

Каждый из этих видов имеет разную форму исполнения:

• Вертикальная;
• Горизонтальная.

Образцы с вертикальным и горизонтальным расположением

Статья по теме:

Насос для повышения давления воды в квартире или частном доме. В статье мы рассмотрим как решить проблему недостаточного напора воды, которая осложняет принятие водных процедур и работу вспомогательных бытовых приборов, как правильно выбрать насос, и на что обратить внимание.

Принципы работы, устройство и преимущественные стороны гидробака в системах водоснабжения

Из чего состоит гидробак

Агрегат в разрезе с описанием ключевых элементов

• Корпус устройства чаще всего выполнен из обычной стали. Существуют образцы из нержавеющей стали. Они более долговечны, но встречаются реже, по причине высокой стоимости;

Образцы, выполненные из нержавеющей стали

• Резиновая мембрана. Она изготовлена из эластичного материала, что обеспечивает длительную эксплуатацию;
• Рабочее давление контролируется через золотник, при помощи обычного машинного насоса и манометра;
• В корпусе установлен фильтр грубой очистки, помимо отдельного фильтра, вмонтированного в контур.

Так же в группу аккумуляторного оборудования входит реле давления – это автоматический датчик запуска и отключения насосного агрегата.

Реле давления

Плюсами пневматического оборудования являются:

• Простота конструкции;
• Возможность замены мембраны;
• Несложное подключение к насосной станции;
• Компактные размеры;
• Малый вес;
• Доступная цена

Кратко опишем работу водяного аккумулятора

При потреблении воды на любой точке водозабора реле давления включает насосный агрегат. Вода, попадая в гидробак, растягивает мембрану. Далее, при закрытии крана, насос продолжает работать. Мембрана, растягиваясь, повышает рабочее давление агрегата. Когда давление повысится до максимального значения, реле давления отключает насосную установку.

Схема работы гидроаккумулятора

Расчет оптимального объема гидроаккумулятора

При планировании системы водоснабжения все составляющие элементы взаимосвязаны. Перед покупкой какого-либо прибора, будь то насосная станция, гидроаккумулятор, водопроводные трубы, фильтры и так далее, проконсультируйтесь со специалистом или тщательно проштудируйте всю необходимую информацию, дабы избежать нерациональной траты средств.

Начинать планирование водоснабжения следует с расчета потребления воды вашего дома, сколько точек водоразбора планируется. Например: два санузла, две душевые кабины, стиральная машина, посудомоечная машина, кухонный кран, поливочный кран. Сколько человек проживает в вашем доме, то есть одновременная эксплуатация воды в разных точках.

Вариаций может быть великое множество. Эти пункты очень важны, так как при покупке глубинного насоса недостаточной мощности, воды на всех не хватит, вы не сможете смыть с себя мыло в душе, пока стиральная машина не закончит работу. В случае, когда в вашем доме стандартное количество точек водоразбора: один санузел, один кухонный кран, стиральная машина, одна душевая кабина и в вашей семье 4 человека, вам подойдет прибор объёмом 25-50 литров. Такие экземпляры практически всегда идеально подходят к любым насосам соответствующей мощности.

В случае большего количества людей и потребительных точек воды, рациональный расчет проводится по формуле:

Где V – Объем гидробака;

Q – Максимальное потребление воды в час;

A – Допустимое количество запусков насосной установки в час;

Р₁ – Минимальное давление запуска оборудования;

Р₂ – Максимальное давление отключения насосного агрегата;

Р_бака – Давление воздуха в гидробаке.

Видео: как рассчитать размер гидроаккумулятора

Расчет давления в гидроаккумуляторе

Исходя из показателей реле давления, регулируется работа насосной установки. Стандартные настройки завода изготовителя:

• Нижнеий предел включения насоса – 4 бар;
• 8 бар – верхний предел отключения насоса.

Так какое давление должно быть в гидроаккумуляторе? Давление в гидробаке для холодного водоснабжения рекомендуется устанавливать на 0.2 бар  меньше, чем давление запуска насосного агрегата. То есть стандартное рабочее значение водяного аккумулятора составит  –  1.2 бар. При монтаже ГВС, давление воздуха в гидроаккумуляторе устанавливается на 0. 2 бар выше, чем максимальное для отключения насоса, соответственно рабочий показатель гидроустойства в контуре горячего водоснабжения составит – 3.0 бар.

Статья по теме:

Регулятор давления воды в системе водоснабжения. Если напор воды нормальный или даже сильный, то вам просто необходимо данное устройство. А почему Вы узнаете из нашего отдельного обзора.

Фирмы производители гидроаккумуляторов

Цены на продукцию

Таблица фирм производителей и ориентировочная цена

Методы подключения и настройка гидроаккумулятора

В какой части системы устанавливается и как подключить гидроаккумулятор к насосной станции

Существует множество вариаций систем водоснабжения. В сложных системах с глубиной скважины более 100 метров, например, мощности насоса может не хватить для подачи воды непосредственно в дом или размер насосной установки необходимой мощности превышает диаметр скважины (насос просто не влезет в скважину). Такую систему дополняют поверхностным насосом. В этом случае понадобится два гидроустройства, один устанавливается в приямке скважины сразу после глубинного насоса, второй устанавливается в доме после поверхностного насоса. Эти факторы доказывают, что важнейшей частью системы холодного водоснабжения является насос и, ориентируясь на его характеристики, подбирается подходящий по цене гидроаккумулятор и вся система водоснабжения.

Образец с поверхностным насосом в приямке скважины

При стандартной схеме, где вода поступает, например, из колодца или не глубокой скважины мощности обычного насоса вполне хватит для подачи воды даже на второй или третий этаж. В таком случае система не вызывает затруднений и гидроприбор устанавливается в помещении.

Пример простой схемы водоснабжения от глубинного насоса

Что потребуется для сборки всей группы гидроаккумулятора

В группу гидробака, помимо реле давления, входит манометр.

Прибор для измерения давления в трубопроводе

Для удобства соединения всех составляющих используется пятивыводной штуцер.

Пятивыводной кран для гидробака

При сборке всей группы рекомендуется использовать краны «американки». Для беспрепятственного снятия и замены любого устройства при поломке. То есть, на отвод к аккумулятору, на трубу, ведущую к насосу и на разводку к потребителям. Если вы соберете группу без «американок», при незначительной поломке или замене мембраны, например, вам придется сливать воду со всей системы.

Кран Американка позволяющий отсечь систему от любой составляющей

Практические советы по эксплуатации

При монтаже системы существуют множество подводных камней и рабочих мелочей. Постараемся описать основные из них:

• Как обнаружить поломку водяного аккумулятора;
• Способ экономии электроэнергии;
• Страховка, на случай невнимательности при включенном насосе;
• Советы при замене мембраны;
• Увеличение объема гидроприбора при установке твердотопливного котла;
• Рекомендация при покупке гидрооборудования объемом более 100 литров.

Краткое пояснение к каждому пункту:

• Когда разрывается мембрана, вода поступает непосредственно в корпус устройства. В этом случае, при открытии любого крана, реле будет издавать щелкающие звуки. Насос будет часто запускаться и отключаться даже при кратковременном открытии крана. Существует возможность образования микроотверстий в корпусе бака, давление в системе будет постоянно падать, с течением времени, все быстрее. Регулярно проверяйте давление воздуха в водяном аккумуляторе;
• При возможности установите на чердаке или в высшей точке дома водяную ёмкость. Включите ее в контур водоснабжения. Ёмкость объемом 300-400 литров без труда обеспечит водой семью численностью 4-5 человек на день. Вода из гидроёмкости используется в санузле, при стирке, при работе посудомоечной машины. Так как вода подается самотеком, вы сэкономите электроэнергию и продлите время эксплуатации насосной установки. Так же важно отметить, что при необходимости потребления большого объема воды, например, при поливке огорода или наполнения аварийного бака, насос включается напрямую без участия гидроаккумулятора и реле давления. Так как реле в таких условиях быстро выйдет из строя;
• Всем нам известны случаи, когда мы включили насос и забыли об этом. В этом случае устанавливается реле сухого хода, при осушении колодца, например, оно автоматически отключит насос. Так же можно смонтировать обычную лампочку на видном месте, которая запитана на включение насоса, горящая лампочка напомнит вам о работающем насосе;
• В случае замены мембраны возьмите с собой старый образец, так как диаметр горловины у грушевидной мембраны может отличаться. Или измерьте расстояние между отверстиями на фланце;

Фиксирующий мембрану фланец

• При связке в системе гидроаккумулятора с твердотопливным котлом, с функцией подачи горячей воды, объем гидробака следует увеличить на 20%. Так как котел очень быстро нагревает воду, она очень быстро расширяется и мембрана чаще выходит из строя.
• Водяные аккумуляторы объемом более 100 литров менее распространены, по этой причине комплектующие к ним сложнее найти, рациональнее будет установить два или даже три гидробака меньшего объема.

И в заключении

Сколько бы ни было информации в интернете об организации холодного и горячего водоснабжения, не пытайтесь выполнить работу по монтажу самостоятельно, без уверенности в своих силах и знаний опытного сантехника. Будьте уверены, финансы, сэкономленные на работе монтажников, не идут ни в какое сравнение с тратами денежных средств при аварийных ситуациях. Стоимость насосного агрегата, бойлера и других составляющих системы водоснабжения, намного превышает стоимость работы опытных специалистов.

Преимущества и то, как они улучшают гидравлические системы.

Гидравлические аккумуляторы — это сосуды под давлением, которые накапливают и отводят энергию в виде жидкости под давлением. По сути, потенциальная энергия хранится в сжатом газе и высвобождается по требованию, чтобы вытеснить масло из аккумулятора в контур. Вот некоторые важные преимущества гидроаккумуляторов и то, как они улучшают гидравлические системы.

Изображение любезно предоставлено Accumulators Inc.

Накопитель энергии. Одна из важнейших функций аккумуляторов — их способность накапливать энергию.В частности, при циклических или изменяющихся операциях аккумулятор разряжается в периоды высокого спроса и перезаряжается в периоды низкого спроса. Один из примеров — машины для литья пластмасс под давлением, где высокое давление и сила зажима необходимы только для короткого сегмента всего производственного процесса.

Аккумуляторы часто используются для пополнения потока насоса во время пиковой нагрузки. Без аккумулятора насос и двигатель должны быть рассчитаны на максимальную мощность, даже если максимальная мощность требуется только на мгновение.С аккумулятором система может быть рассчитана на средний спрос. Это, в свою очередь, позволяет использовать насос меньшего размера, который подзаряжает систему в периоды пониженного спроса. Это также означает меньший двигатель и общую систему, которая требует меньше энергии, вырабатывает меньше тепла и стоит меньше.

Аварийное резервное копирование. Аккумуляторы могут поддерживать заряд высокого давления почти неограниченное время и служить в качестве аварийного источника питания, если машина потеряет электроэнергию или откажет насос. Установки правильного размера могут обеспечить необходимый поток и давление для втягивания цилиндра, закрытия клапана, открытия пресс-формы или перемещения машины в безопасное положение до восстановления питания или устранения неисправности.

Аккумуляторы также могут защитить смазочную пленку в критических подшипниках, которые должны иметь постоянную подачу масла. Если смазочный насос выходит из строя, гидроаккумулятор поддерживает давление до тех пор, пока машина не остановится или вторичный насос не восстановит поток.

Снижение вибрации и ударов. Насосы, особенно поршневые и шестеренчатые, создают пульсации давления в гидравлических контурах. Значительные скачки давления в гидравлических контурах тоже довольно распространены. Быстрое торможение больших цилиндров, удары ковшей экскаватора и внезапное закрытие клапана могут вызвать скачки давления.А гидравлическая жидкость легко передает удары и пульсации через шланги и трубки, что может нанести ущерб компонентам, расположенным ниже по потоку.

Установка небольшого аккумулятора рядом с выпускным отверстием насоса может поглощать пульсации, минимизировать вибрацию и обеспечивать более плавную работу. Добавление аккумулятора в возвратную линию машин может смягчить удары и смягчить воздействие «водяного» удара, чтобы предотвратить повреждение чувствительных компонентов. Уменьшение ударов системы продлит срок службы компонентов, уменьшит утечки из соединителей и соединений и снизит затраты на техническое обслуживание.

Аккумулятор также снижает общий уровень шума гидравлической системы и передачу шума, переносимого жидкостью, на соседние механические конструкции, которые, в свою очередь, могут резонировать. В результате машины работают тише, а операторы счастливее.

Компенсация утечки. Некоторые гидравлические системы должны поддерживать давление и силу при отсутствии движения или потока, например, удерживание нагруженного цилиндра в выдвинутом положении или удерживание зажима закрытым в течение длительного времени. В таких случаях пользователи часто отключают систему для экономии энергии.В гидроаккумуляторе может поддерживаться постоянное давление, даже если жидкость медленно просачивается внутрь через уплотнения поршня или клапанные зазоры. Только когда давление в контуре падает ниже установленных пределов, насос запускается и заряжает аккумулятор.

Температурная компенсация. Колебания температуры окружающей среды или рабочих условий машины могут вызвать колебания температуры гидравлической жидкости, что влияет на общее давление в системе. Аккумулятор может компенсировать связанные с температурой перепады давления в закрытой гидравлической системе.Аккумуляторы сводят к минимуму влияние изменений давления за счет добавления или уменьшения количества жидкости в контуре.

Более быстрый ответ. Баллонные и диафрагменные гидроаккумуляторы имеют практически мгновенный отклик и могут быстро подавать жидкость в быстродействующие сервоприводы и пропорциональные клапаны и улучшать их работу. Аккумуляторы также могут немедленно удовлетворить требования к пиковой нагрузке; помогают поддерживать постоянное давление в системах с помощью насосов переменной производительности; и обеспечивают компенсацию сил в непрерывных процессах, например при прокатке материалов с различным рабочим сопротивлением, что обеспечивает стабильную производительность и повышает производительность и качество.

Назад к основам: Аккумуляторы | Гидравлика и пневматика

Гидравлические аккумуляторы накапливают гидравлическую жидкость под давлением, чтобы дополнить поток насоса и снизить требования к производительности насоса, поддерживать давление и минимизировать колебания давления в закрытых системах, поглощать удары и обеспечивать вспомогательную гидравлическую энергию в аварийной ситуации. Вот как.

Основы

Гидравлический аккумулятор — это сосуд высокого давления, содержащий мембрану или поршень, удерживающий и сжимающий инертный газ (обычно азот).Гидравлическая жидкость удерживается с другой стороны мембраны. Аккумулятор в гидравлическом устройстве хранит гидравлическую энергию так же, как автомобильный аккумулятор хранит электрическую энергию.

Аккумуляторы бывают разных размеров и конструкций для хранения гидравлической жидкости под давлением. Hydac

Его начальное давление газа называется «давлением предварительной зарядки». Когда давление в системе превышает давление предварительной зарядки, газообразный азот сжимается, сжимается и уменьшается в объеме, пропуская гидравлическую жидкость в аккумулятор.Объем жидкости в гидроаккумуляторе увеличивается до тех пор, пока система не достигнет максимального давления ( P ₂ ). Когда давление в системе снижается, газообразный азот расширяется и вытесняет жидкость из аккумулятора, обеспечивая питание гидравлической системы, пока давление в системе и аккумуляторе не уравняется ( P ₁ ).

Правильно используемые гидроаккумуляторы повышают производительность и эффективность гидравлической системы, снижают затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, обеспечивают безотказную защиту и продлевают срок службы системы за счет сведения к минимуму отказов насосов, трубопроводов и других компонентов.

Что делают гидроаккумуляторы

Вот основные причины использования гидроаккумуляторов:

Схема гидроаккумулятора, предназначенная для увеличения расхода насоса.

Для увеличения расхода насоса. Чаще всего аккумуляторы используются для пополнения потока насоса. Некоторым гидравлическим контурам требуется большой расход, но только в течение коротких периодов времени, а затем в течение длительного периода используется мало жидкости или вообще не используется. Когда половина или более машинного цикла не использует поток насоса, проектировщики обычно устанавливают схему аккумулятора.

Для работы гидроаккумуляторов необходим перепад давления. В некоторых случаях окончательный дизайн требует более высокого давления, чем планировалось изначально. Например, в схеме, показанной выше, для выполнения работы требуется не менее 2000 фунтов на кв. Дюйм, но гидроаккумуляторы должны быть заполнены до более высокого давления, чтобы они могли подавать дополнительную жидкость без падения давления ниже минимального давления в системе. Таким образом, в этом контуре используется максимальное давление 3000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы хранить достаточно жидкости для цикла цилиндра в отведенное время и при этом иметь достаточно силы для выполнения работы.

В контуре используется несколько аккумуляторов для пополнения потока насоса, поскольку время задержки составляет 45 секунд. из 57,5-сек. цикл. Его насос фиксированного объема на 22 галлона в минуту работает под давлением в течение большей части цикла, чтобы заполнить цилиндр и аккумуляторы. Без аккумуляторов для этой схемы потребовался бы насос на 100 галлонов в минуту, приводимый в движение двигателем мощностью 125 л. с. Хотя первоначальная стоимость меньшего насоса и двигателя плюс аккумуляторы может быть близка к стоимости более крупного насоса и двигателя, экономия энергии в течение срока службы машины делает эту схему аккумулятора более экономичной.

Цепь гидроаккумулятора, поддерживающая давление и / или компенсирующая утечки.

Для поддержания давления в системе. Аккумуляторы часто поддерживают давление в гидравлических контурах, пока насос не нагружен. Это особенно полезно при использовании насосов фиксированного объема в длительных циклах выдержки. Например, добавление гидроаккумулятора, регулятора расхода и реле давления к схеме насоса фиксированного объема, показанной выше, позволяет насосу разгружаться, когда давление равно или превышает минимальную настройку реле давления.Если утечки в клапане или уплотнениях цилиндра приводят к падению давления примерно на 5%, реле давления переключает управление направлением, и гидроаккумулятор нагнетает давление на торец крышки цилиндра и восстанавливает давление до максимума. Единственный раз, когда насос нагружен, — это когда требуется жидкость. В этой схеме работает ламинатор, который зажимает материал и удерживает его под давлением от одной до пяти минут. Если бы поток через предохранительный клапан все это время находился под высоким давлением, он выделял бы слишком много тепла, тратя энергию.

Для амортизации ударов. Быстро движущиеся гидравлические контуры часто создают скачки давления, которые вызывают сотрясения при резкой остановке потока. Аккумуляторы в этих подверженных ударам контурах снижают эти разрушительные скачки давления и потока до приемлемого уровня или полностью устраняют их. Аккумуляторы также справляются с другими проблемами скачков давления в особых случаях с модифицированными клапанами.

Аккумуляторы также устраняют скачки давления, вызванные внезапными заторами потока. Заправка азотом в этом случае обычно поддерживается на 5% ниже рабочего давления, чтобы гарантировать, что аккумулятор находится вне контура, за исключением скачков давления. В этом случае лучше всего работают баллонные аккумуляторы, поскольку они быстро реагируют на изменения давления, при условии, что максимальное пиковое давление не превышает в четыре раза давления предварительной зарядки .

Для увлажнения. Пульсации — это еще одна форма ударов в гидравлических линиях, которые могут повредить трубопроводы и другие компоненты системы. Поршневые насосы по своей конструкции создают в системе пульсации давления, вибрации и шум. Аккумуляторы и связанные с ними глушители и глушители могут значительно снизить энергию ударной волны.

Обеспечить аварийное электроснабжение. Некоторые машины с гидравлическим приводом необходимо останавливать в открытом положении, чтобы не повредить продукты или оборудование. Когда перебои в электроснабжении отключают гидравлический насос и машина находится в каком-либо положении, должен быть способ переместить ее в открытое положение. Резервный насос с приводом от двигателя — это один из вариантов, но другой вариант — использовать аккумуляторы, заряженные перед первым циклом и удерживаемые до тех пор, пока машина не отключится. Их накопленная энергия затем готова для переключения машины в открытое положение в случае сбоя питания.

Другие приложения. Аккумуляторы иногда используются в системах, в которых тепловое расширение может вызвать чрезмерное давление. Заблокированные порты на цилиндрах в зонах с высокой температурой окружающей среды создают высокое давление, если нет места для расширяющейся жидкости. Аккумуляторы также служат барьером между двумя разными жидкостями, например, в системе, где насос использует гидравлическую жидкость для поддержания давления в контуре, который использует воду или другую несовместимую среду. Один поставщик также предлагает аккумуляторы низкого давления в качестве дыхательных аппаратов для герметичных резервуаров.Это предотвращает попадание переносимых по воздуху загрязняющих веществ в гидравлическое масло при повышении и понижении уровня жидкости.

Типы гидроаккумуляторов

Вот виды в разрезе и обозначения гидроаккумуляторов.

В промышленности обычно используются три типа аккумуляторов: баллонные, диафрагменные и поршневые. Есть несколько других вариантов.

Баллон, наполненный газом. Во многих гидроаккумуляторах используется резиновый баллон для разделения газа и жидкости. Тарельчатый клапан в выпускном отверстии предотвращает прохождение баллона через порт, когда насос выключен.Первоначальный дизайн, по-прежнему предлагаемый многими производителями, — это стиль ремонта снизу (показан вверху слева). Стиль верхнего ремонта (справа) в некоторых случаях упрощает замену мочевого пузыря.

Газовый поршень. Поршневой аккумулятор с газовым зарядом имеет свободно плавающий поршень с уплотнениями, разделяющими жидкость и газ. Он работает и действует аналогично мочевому пузырю. У него есть преимущества в определенных областях применения, но он может стоить вдвое дороже, чем баллон такого же размера.

Подпружиненный поршень . Подпружиненные поршневые аккумуляторы идентичны газонагнетательным, за исключением того, что пружина прижимает поршень к жидкости. Его главное преимущество — отсутствие утечки газа. Основным недостатком является то, что эта конструкция не подходит для высокого давления и большого объема.

Мембранные аккумуляторы. Существуют также мембранные аккумуляторы с упругими или металлическими мембранами. Они используются в основном там, где хранимый объем небольшой, что делает их практичными для многих мобильных приложений, но ограничивает их использование в промышленных приложениях.

Какой тип использовать?

Некоторые приложения могут использовать практически любой тип аккумулятора с удовлетворительными результатами. Однако бывают случаи, когда один стиль более отзывчив или предлагает более длительный срок службы. Например, величина давления предварительной зарядки является фактором, который следует учитывать при выборе баллонных или поршневых аккумуляторов.

Поршневые гидроаккумуляторы медленно реагируют на повышение давления, поэтому они не работают так же хорошо, как амортизаторы. Это означает, что хотя они уменьшают скачки давления, они не останавливают их. В таких ситуациях лучшим выбором будет баллонный или диафрагменный аккумулятор.

Баллонные или диафрагменные гидроаккумуляторы являются лучшими типами, когда речь идет о гашении скачков высокого давления на выходе поршневого насоса. Поршневой аккумулятор не может срабатывать достаточно быстро, а короткий ход поршня и уплотнений может вызвать чрезмерный износ отверстия и уплотнений.

Hydac, крупный производитель аккумуляторов и других гидравлических компонентов, перечисляет следующие факторы в качестве основных факторов выбора для трех основных типов аккумуляторов (баллон, диафрагма и поршень):

• Применение (накопление энергии, амортизация или демпфирование пульсаций). )
• Давление в системе, максимальное и минимальное
• Требуемый объем жидкости в системе
• Расход
• Коэффициент давления (макс.давление / давление предварительной зарядки)
• Монтажный диапазон и монтажное положение

Сравнение гидроаккумуляторовHydac

Рекомендации по давлению

Аккумулятор заряжается при повышении давления в системе, в результате чего жидкость течет в аккумулятор и сжимает азот. Он разряжается при понижении давления в системе, позволяя азоту в аккумуляторе расширяться и выталкивать жидкость из аккумулятора.

Обычно газовые аккумуляторы предварительно заряжаются примерно до 90% минимального рабочего давления системы.Это гарантирует, что баллон или поршень не будут выпускать всю жидкость во время каждого цикла. Если вся жидкость будет удалена быстро, баллоны могут попасть в тарельчатый клапан, а поршни могут деформироваться при ударе металла по металлу. В некоторых случаях этот показатель в 90% может быть низким из-за низкого минимального давления в системе.

В таких случаях используйте гидроаккумуляторы поршневого типа, потому что поршень может перемещаться вверх по каналу почти на любое расстояние без повреждений. Баллонный аккумулятор не следует использовать, если давление предварительной зарядки ниже 25% от максимального давления.Это позволяет избежать настолько сильного сжатия мочевого пузыря, что он может тереться о себя и образовывать в нем отверстия.

Конструкция и физическая конструкция баллонных и диафрагменных аккумуляторов ограничивают их максимальные отношения рабочего давления. Превышение этих пределов может повредить мочевой пузырь или диафрагму. Поршневой гидроаккумулятор выдерживает более высокие отношения давлений, потому что у него нет эластомерной мембраны, которая может повредиться.

Безопасность гидроаккумулятора

• Всегда располагайте способ слить воду из гидроаккумулятора при выключении.Никогда не работайте в контуре с гидроаккумулятором, пока не убедитесь, что в нем нет давления. Это очень важно, поскольку аккумуляторы накапливают энергию, которая может представлять угрозу безопасности и повреждать машину.
• Убедитесь, что поток в гидроаккумуляторе ограничен разумной скоростью во время работы и выключите, чтобы избежать повреждения машины или трубопроводов. Аккумуляторы нагнетают жидкость с любой скоростью, которую позволяет выходной путь потока. Такие высокие потоки длятся недолго, но ущерб, который они вызывают, может случиться мгновенно.
• Всегда изолируйте насос от гидроаккумулятора с помощью обратного клапана, чтобы жидкость не могла попасть в насос обратно.Без обратного клапана обратный поток из гидроаккумулятора может толкать насос назад и в некоторых случаях приводить к превышению скорости и разрушению.
• Проверяйте давление предварительной зарядки гидроаккумулятора, когда он установлен, и не реже одного раза в день в течение первой недели работы. Если в течение этого времени заметной потери давления не наблюдается, проверьте еще раз через неделю. Если все в порядке, после этого делайте плановую проверку каждые три-шесть месяцев. Когда предварительная зарядка аккумулятора падает ниже номинального давления, объем доступной жидкости уменьшается, что замедляет цикл.

Определение размеров аккумуляторов

Объем жидкости, который аккумулятор может подавать в систему, зависит от области применения. Это минимальные параметры, необходимые для определения объема жидкости и / или размера аккумулятора:

• Давление предварительной зарядки ( P ₀ )
• Максимальное рабочее давление системы ( P ₂ )
• Минимальное рабочее давление системы давление ( P ₁ )
• Эффективный объем газа ( V ₀ ) и полезный объем жидкости ( ΔV )

Размер, указанный для аккумулятора, относится к его общему номинальному объему газа, а не к его емкость жидкости. Объем жидкости, которую обеспечивает аккумулятор для конкретного применения, зависит от перепада давления в системе. Производители предлагают компьютерные программы, которым для определения правильного размера аккумулятора могут потребоваться только системные требования. Поскольку размер аккумулятора зависит от многих переменных факторов, всегда лучше проконсультироваться с поставщиком для получения конкретной информации о выборе и размере.

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. С помощью 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, показанной 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 с площадью поперечного сечения 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 выходного усилия к входному усилию составляет 100 к 1. Другими словами, вы можете получить выходное усилие в 100 кг для входного усилия всего 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 строили краны с механическим преимуществом до 70 к одному, что означало, что один человек, приложив усилие всего 25 кг, мог поднять вес 1,75 тонны.

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 практически бесконечен

---

Увеличение усилия может быть увеличено либо за счет увеличения пропорции между диаметрами обоих поршней, либо за счет 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, поскольку 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, в зависимости 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. Потребовалось еще полтора столетия, прежде чем умножение гидравлической силы стало применяться 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 поступательное, 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 Брамах. Он был полностью основан на теоретической работе Паскаля. Гидравлический пресс Брамы, который приводился в движение ручным насосом, значительно увеличил нагрузку, которую мог испытывать человек.

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 свою исключительную пригодность для работы с краном, гидравлика в первой половине XIX века не достигла большого прогресса в этой области.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 гаванях, 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, параллельно с этим увеличились размеры кораблей. Обычные подъемные системы больше не подходили. В большинстве стран решение было найдено в паровом кране, который появился в 1850-х годах. Однако в портах и ​​верфях Британии появилась достойная альтернатива: водный кран.

---

В течение первой половины девятнадцатого века обработка грузов в портах, верфях и железнодорожных станциях по-прежнему 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 городских сети, давление воды было (и часто до сих пор) питается от водонапорной башни.Поскольку практическая высота водонапорной башни ограничено, поэтому это 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. Кроме того, если существует более высокий, чем средний спрос на питьевую воду от других пользователей, уровень воды в водонапорной башне будет падать, и так будет 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 обычное 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 энергии без увеличения расхода воды и увеличения размеров компонентов системы.

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

Гидравлический аккумулятор в бристольской гавани. 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.

---

В сравнении с водонапорной башней, гидравлический аккумулятор может поставить в десять раз больше мощности, и поддерживать равномерное давление по всей сети

---

выработок гидроаккумулятора несколько подобны таковым из водонапорной башни.В центральном цилиндре внизу имеется впуск и выпуск воды. Воду из доков можно было закачивать через входное отверстие паровым насосом, поднимая поршень, в то время как ее можно было вытолкнуть через выход в сеть 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.

В отличии от водонапорной башни, однако, аккумулятор может поддерживать равномерное давление по всей системе, независимо от объема воды в цилиндре, потому что 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 различных 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 приводила в действие не только краны и подъемные машины, перемещающие грузы в доках и на складах, но и запирающие ворота, поворотные мосты, лодочные подъемники и гравийные доки. На железнодорожных станциях гидравлическая передача энергии использовалась для обработки грузов и перемещения железнодорожных вагонов (с помощью 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 получить представление о важности гидравлической энергии, достаточно еще раз взглянуть на эволюцию подъемных устройств. В 1586 году обелиск весом 344 тонны был перемещен между площадями Рима. Доменик Фонтана, мастер-строитель Ватикана, возвел 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 высокого давления по большой географический район.Один или несколько аккумуляторов будут установлены на каждой гидроэлектростанции, а другие могут быть расположены в стратегических точках вдоль магистрали подачи в качестве подстанций.

---

Идея истинно гидравлической электросети, аналогичной появившейся чуть позже электрической сети, 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 на 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 магистральных 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 электросети London Hydraulic Power Company. Эти системы пожаротушения увеличивали 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 не было достаточного давления для достижения 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 патрубков, 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 внутреннюю жизнь. В книге «Эпоха гидравлики » (1980) Б. Пью отмечает, что «возможно, это было связано с тем, что в то 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 аналогичных 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 совместное 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 электроэнергии 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 подачи, а также количество передаваемой мощности были ограничены ».

---

Сеть в Антверпене была предназначена для комбинированного производства механической энергии и электроэнергии

---

С 1865 года Антверпен использовал гидравлическую сеть высокого давления для питания 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 были построены только три). 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. Фотография из 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 небольших масштабах 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 использовали небольшие электрические генераторы от гидравлической системы.

Электроэнергия против электроэнергии

Прорыв в высоковольтной передаче электроэнергии на рубеже веков сделал системы, подобные тем, что были в Антверпене, сразу же устаревшими. 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 запущены несколькими годами ранее, они могли бы стать намного более популярными», — пишет Ян Макнил в книге « Hydraulic Power (1972) ». «Несколько лет спустя, и их, вероятно, вообще не построили бы».

Однако почти все коммунальные системы водоснабжения и 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 для перекачки. 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 электроэнергии, 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 электроэнергии, 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.Прежде всего, 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 — явный победитель.

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 потери на трение увеличиваются, 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 порядки превышающую указанную.

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, на заводах и в зданиях характеризовалось медленным ходом и нечастым использованием, низкая скорость передачи механической воды не представляла препятствий.

За исключением кратковременной 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 сети среднего давления в Швейцарии). Наконец, поскольку в водопроводной сети работает относительно мало (но очень мощных) машин, потери на трение на изгибах и поворотах в сети были ограничены.

Гидравлический насос, аккумулятор и пресс. Источник: Portefeuille économique des machines, de l’outillage et du matériel, декабрь 1864 г., Bibliothèque nationale de France.

Ограничения гидравлической трансмиссии были очень хорошо поняты в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также осознали уникальные преимущества технологии, которые действуют 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, подъем 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). Основное преимущество гидроаккумулятора заключается в том, что он позволяет работать с машинами, которым требуется гораздо больше энергии, чем может обеспечить источник энергии — «умножение силы» Паскаля.

---

Ограничения гидравлической трансмиссии были очень хорошо известны в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также осознали уникальные преимущества технологии, которые действуют 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 для электроэнергии требуются дорогостоящие линейные двигатели или механические передачи энергии, такие как зубчатая рейка 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. Целый ряд гидравлических двигателей типа барана был доступен для подачи мощности с участием ротационной переменной или медленной скоростью работы, но эти двигатели имели несколько 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 был разработан 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 по размеру, они используют газ для сжатия жидкости, и они не поддерживают постоянное давление.

Современные гидроаккумуляторы (обычно сжатого газа) имеют мало общего с аккумуляторными батареями с увеличенным весом в электрических сетях водоснабжения. Картина: HYD.

Несмотря на то, что практические преимущества гидравлики сохраняются — большое количество мощности 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 сети водоснабжения 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 это общепринятая практика. 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 постоянно, 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, а 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 из небольших независимых электростанций должна иметь достаточную мощность для удовлетворения пикового спроса в своей собственной 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 электроэнергии заслуживают пересмотра для конкретных целей. Гидравлические аккумуляторы с поднятым весом 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 книге Modern Engines and Power Generators (1905):

.

«Электроэнергия в большинстве случаев дает огромные преимущества для передачи энергии на расстояние. Однако инженеры-электрики требуют слишком многого. Они склонны забывать о других средствах передачи энергии, а это 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 успешно применялись. в прошлом и в подходящих условиях будут 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 энергии 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 энергетики в США, 1780-1930: Том 3: Передача власти», Луи С. Хантер и Линвуд Брайант (1991)
• «Современные двигатели и электрогенераторы; Практическая работа по первичным двигателям и передаче энергии, пара, электричества, воды и горячего воздуха — Том первый», Р.Кеннеди, 1905
• «Современные двигатели и электрогенераторы; 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.
• «Metropolitan Works: 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.

---

Гидравлические аккумуляторы смягчают удары и вибрацию

Автор: Брайан МакГихи Инженер по прикладным программам Parker Hannifin Corp. Global Accumulator Div. Machesney Park, Ill. Под редакцией Kenneth J. Korane [email protected] Ключевые моменты: • Быстродействующие клапаны и механический удар могут создавать волны гидравлического удара. • Удар и пульсация потока вызывают шум и могут привести к преждевременному отказу системы. • Встроенные амортизаторы сглаживают колебания потока и могут снизить уровень шума оборудования. Ресурсы: Parker Hannifin , www.parker.com

Гидравлические системы отличаются высокой чувствительностью даже при перемещении тяжелых грузов. Но динамическое поведение, которое может дать непревзойденное управление движением, иногда приводит к неприятным последствиям, а именно ударам, вибрации и шуму.

Насосы, например, часто создают пульсирующий поток, который заставляет трубопроводы вибрировать, в то время как пусковые и останавливающие приводы могут посылать ударные волны по всему контуру. И то и другое может снизить общую производительность, вызвать нежелательный шум и даже привести к сбою системы. Вот как аккумуляторы позволяют оборудованию работать плавнее, тише и безопаснее.

Гашение ударов
Многие промышленные и мобильные машины испытывают серьезные механические и гидравлические удары, когда движущаяся часть, например, ковш фронтального погрузчика, внезапно останавливается.Конструкции, которые позволяют цилиндру опускаться до дна, но полагаются на предохранительные, выпускные или компенсирующие клапаны, которые не реагируют достаточно быстро, также будут создавать гидравлические удары. А быстрозакрывающиеся клапаны и циклы запуска / остановки насоса могут вызывать колебания типа гидравлического удара, которые проходят через систему. Они могут достигать пикового давления, значительно превышающего нормальное рабочее давление.

Ударные волны могут создавать нежелательный шум, а в тяжелых случаях даже повредить компоненты, расположенные выше по потоку. Ударные волны также иногда вызывают естественные гармоники в трубопроводах, которые резонируют по всей системе, снова вызывая шум и повреждения.

Независимо от источника удара, установка аккумулятора в такие системы позволяет захваченному газу поглощать скачки и уменьшать или устранять их вредное воздействие. Хотя могут использоваться поршневые аккумуляторы, более быстродействующие баллонные аккумуляторы чаще всего являются лучшим выбором.

На прилагаемых схемах электрических цепей аккумулятора показаны три наиболее распространенных метода подключения аккумулятора к системе. В первом на гидравлической линии используется тройник. Установите гидроаккумулятор как можно ближе к перпендикулярной ветви T.Для лучшего поглощения ударов рекомендуется использовать большой порт для жидкости на гидроаккумуляторе.

Другой метод поглощения ударов направляет поток масла через гидроаккумулятор. На второй схеме представлен глушитель удара Greer Pulse-Tone Parker , который имеет перегородку в гидравлическом отверстии. Перегородка направляет масло в корпус баллонного аккумулятора, тем самым защищая компоненты, расположенные ниже по потоку, от ударов. (См. Врезку о гидравлических глушителях ударов для получения более подробной информации.)

На последней схеме показан экономичный альтернативный вариант подключения аккумулятора к системе.Общее практическое правило заключается в том, что такой тип установки снижает уровень ударов примерно на 5%.

Размер для удара
При выборе размера для подавления удара ключевыми факторами являются масса и скорость жидкости в гидравлической линии и давление ударных волн. Рассчитайте требуемый объем аккумулятора V1, используя:

Коэффициент разрядки n зависит от таких факторов, как тип и размер аккумулятора, давление, скорость разрядки и температура. Спецификации обычно можно найти в каталогах производителей.(См. tinyurl.com/47e3grh , стр. 134, для получения дополнительных сведений.)

Однако, когда недостаточно данных для правильного определения размера аккумуляторов, следующие полезные рекомендации помогут инженерам-проектировщикам.

• Всегда консультируйтесь со специалистом по аккумуляторным батареям (даже если только для проверки ваших расчетов), чтобы избежать затрат и последствий неправильного размера аккумулятора.
• Используйте самый большой из доступных портов.
• Подберите размер порта и линии.
• Начните с давления предварительной зарядки, которое составляет 60% от максимального рабочего давления.
• Хорошее практическое правило — установить допустимое давление на 5% выше давления в системе. Рассчитайте ударное давление и подставьте его в уравнение. Повторите с удвоением первоначальной оценки. Это помогает понять, как размер аккумулятора увеличивается с давлением удара. Изменение давления предварительной зарядки также влияет на результаты этого расчета.
• Степень сжатия (давление удара: давление предварительной зарядки) не должна превышать 4: 1.

Демпфирование пульсаций
Инженеры-конструкторы часто предпочитают гидравлические поршневые насосы из-за их компактных размеров и способности выдерживать высокое давление.Однако эти поршневые насосы прямого вытеснения генерируют пульсации, похожие на непрерывную синусоидальную волну, во время хода поршня. Подобно ударным волнам, эти волны давления могут вызывать вибрации, вредные для компонентов системы.

По мере того, как поршни в цилиндре насоса вращаются с низкого давления на высокое, возникает небольшая пульсация или пульсация давления каждый раз, когда поршень переходит в область высокого давления. Например, насос с девятью поршнями в цилиндре, вращающийся со скоростью 1725 об / мин, производит 15 525 пульсаций в минуту (частота пульсаций около 260 Гц).

К счастью, аккумулятор надлежащего размера эффективно гасит эти пульсации. Размер аккумулятора для гашения пульсаций аналогичен размеру аккумулятора для подавления ударов:

Для амортизаторов размер аккумулятора зависит от массы и скорости жидкости в линии. Однако выбор гидроаккумулятора для демпфирования больше зависит от конструкции насоса и внутреннего давления.

При выборе размера для гашения пульсаций сначала определите тип поршневого насоса. Количество поршней определяет, будет ли насос одинарным (один цилиндр), дуплексным (два цилиндра), тройным (три цилиндра) и т. Д.Каждый дополнительный цилиндр вводит в систему еще одну синусоидальную волну во время хода насоса, что приводит к возникновению сложных форм колебаний.

Также определите, является ли насос одинарного или двойного действия. Насос одностороннего действия заполняет цилиндр только тогда, когда поршень движется в одном направлении (так называемый ход всасывания), а затем выталкивает жидкость из цилиндра на обратном (нагнетательном) ходе. Насос двойного действия заполняет один конец цилиндра, поскольку он откачивает жидкость из другого конца. При обратном ходе конец цилиндра только что опорожняется, а противоположный конец опорожняется.

Имея эту информацию, выберите коэффициент мощности насоса из таблицы. Например, тройной насос двойного действия имеет коэффициент мощности 0,06.

Затем умножьте диаметр цилиндра и ход отдельного поршня на количество цилиндров в насосе, чтобы определить площадь и ход поршня.

Наконец, рассмотрите рабочее давление и максимально допустимое ударное давление. Как указывалось ранее, при выборе размеров для подавления ударов хорошее практическое правило устанавливает допустимое давление на 5% выше давления в системе.

Однако при выборе размера для демпфирования пульсаций хорошей базой для максимально допустимого ударного давления будет на 100 фунтов на кв. Дюйм больше максимального давления в системе. Также важно расположение аккумулятора в цепи. Для достижения наилучших результатов это обычно на выходе из насоса.

Шумоподавление
Шумоподавление становится все более важным как в мобильных, так и в промышленных системах, благодаря усилению заботы о безопасности рабочих и ужесточению правил, предписывающих регуляторам ограничивать работу чрезмерно громких машин.

Учитывая сложное и непредсказуемое взаимодействие между компонентами, попытка заранее оценить уровень шума гидроагрегата практически невозможна. Тем не менее, вот несколько советов о том, как разработчики гидравлических систем могут минимизировать шум и соответствовать техническим требованиям.

Важны как амплитуда, так и частота шума. Шумометры обычно измеряют амплитуду в децибелах (дБ) и пропускают ее через фильтр «А», который уменьшает звуковые показания для частот ниже 1000 Гц, потому что наши уши менее чувствительны к более низким частотам.Таким образом, знакомая шкала дБ (A) предназначена для имитации амплитуд и частот, наиболее чувствительных для человека.

Любые улучшения, которые снижают уровень шума даже на несколько децибел или сдвигают частоту ниже, имеют большое влияние на кажущийся шум, производимый машиной. (Обратите внимание, что интенсивность звука увеличивается вдвое с увеличением на 2,71 дБ (A).) Следовательно, стратегии снижения шума включают минимизацию пульсаций давления, механических колебаний и излучаемых вибраций путем гашения или развязки источника шума от передатчика шума.Например, резиновые изолирующие шины отделяют вибрацию двигателя от основания машины.

Шум в гидравлическом оборудовании может передаваться через жидкость, конструкцию или излучаться. Пульсации давления насоса являются основным источником шума, переносимого жидкостью. Поскольку жидкость запускается, ускоряется и останавливается с каждым ходом поршневого насоса, меньшее количество поршней, лопаток или зубцов шестерни означает большее изменение потока и, следовательно, большую пульсацию давления в системе. Эта рябь вызывает колебания в гидравлической системе водопровода, которые могут передаваться на конструкцию машины и распространяться в воздух.

Другие причины шума, переносимого жидкостью, связаны с внезапными изменениями кинетической энергии жидкости — от гидроудара, удара декомпрессии и турбулентного потока.

Продукты, такие как линейные глушители ударов и баллонные аккумуляторы, снижают шум пульсаций давления за счет сглаживания колебаний расхода на выходе из насоса. Меньшая пульсация давления вызывает меньшие вибрации в водопроводе и, следовательно, делает оборудование более тихим.

Конструктивный шум возникает в основном из-за эксцентрической нагрузки, исходящей от системы или проводимой через нее.Будь то первичный двигатель, такой как двигатель или электродвигатель, или исполнительный механизм, эти колебания могут перемещать конструкции вперед и назад с собственной частотой, которая генерирует слышимый шум.

Когда кондуктивный шум достигает больших плоских поверхностей, таких как верхняя и боковые части гидравлических резервуаров, шум усиливается, и излучается в окружающую среду, во многом как аудиоколонка. Измеренные уровни шума часто могут быть на 3–20 дБ (A) выше, чем уровни шума от двигателя и самого насоса.

Мобильные системы представляют собой уникальную задачу. При широком диапазоне требований к давлению и расходу использование стандартных аккумуляторов с фиксированной предварительной зарядкой — особенно в системах измерения нагрузки — часто превышает проектные параметры продукта. Лучшее решение — использовать шумоподавляющие устройства без предварительной зарядки.

Газовые баллоны, также известные как аттенюаторы, являются хорошей альтернативой. Обычно отверстия в газовых баллонах соответствуют размеру трубопровода на обоих концах и просто устанавливаются в линию. Нет никаких движущихся частей или предварительной зарядки, о которых стоит беспокоиться.

Газовые баллоны действуют как расширительная камера, которая позволяет волнам давления распространяться внутри большего диаметра и нейтрализовать друг друга при отражении от стенок баллона. Ослабленная пульсация давления с меньшей амплитудой покидает выходное отверстие. Пульсации можно настроить и минимизировать, изменяя диаметр или длину газового баллона методом проб и ошибок.

Аттенюаторы работают экспоненциально лучше при более высоких оборотах и ​​давлении, поэтому они хорошо подходят для сложных операций с мобильным оборудованием.В таких случаях обычно рекомендуется помощь производителя газовых баллонов в проектировании и определении размеров.

Стратегии снижения шума
Во-первых, уменьшите скорость насоса. Также помогает снижение давления или рабочий объем насоса. Однако уменьшение давления или рабочего объема насоса почти одинаково влияет на снижение шума, а уменьшение скорости вращения дает примерно на 300% больший эффект.

Во-вторых, отсоедините колебания от проводников или потенциальных динамиков с помощью демпферов, таких как резиновые прокладки, изоляторы для тросов и зажимы для трубок.

В-третьих, используйте гидравлические шланги для концов 90 и 180 °, а не шланг. Прямой отрезок шланга прекрасно помогает отделить колебания насоса от водопровода, но для изгибов используйте трубку. Один производитель гидравлики обнаружил, что изогнутый шланг повышает уровень шума до 5 дБ (A).

В-четвертых, используйте встроенные гасители ударов, аккумуляторы или аттенюаторы для уменьшения шума, вызванного пульсациями давления. На мобильном оборудовании используйте только аттенюаторы.

Несмотря на то, что стратегии снижения шума могут быть сложными, применение фундаментальных методов проектирования часто помогает удовлетворить требования к шуму.И не стесняйтесь обращаться к инженерам производителя аккумуляторов за советом экспертов, чтобы перепроверить вводимые данные и расчеты или просто задать вопросы.

Гидравлические глушители удара Глушители удара, такие как устройства Pulse-tone от Parker, уменьшают пульсации давления и ударные волны, проходящие через гидравлическую линию. Они состоят из: внутренней радиальной камеры с рядом отверстий диаметром 0,5 дюйма; сжатая винтовая пружина, окружающая внутреннюю камеру; внешняя радиальная камера с точками 0.Отверстия диаметром 03 дюйма; и эластомерный баллон вокруг внешней камеры. 0,25 дюйма зазор разделяет камеры. Во время работы масло проходит через внутреннюю радиальную камеру, пружину и внешнюю камеру. 0,03 дюйма. отверстия увеличивают поток, но не дают баллону выдавливаться через внешнюю камеру. Пульсации проходят через отверстия, ударяют и отклоняют заряженный азотом баллон. Это отклонение снижает удары и шум. Типичное шумоподавление составляет более 6 дБ. Глушитель устанавливается как можно ближе к насосу, обычно непосредственно на выходе из насоса, чтобы остановить пульсации и шум до того, как они пройдут по трубопроводу и излучают другие структурные компоненты. Обычно камера, окружающая баллон, заполнена азотом до 50–60% рабочего гидравлического давления. Комбинация более крупного мочевого пузыря, который может колебаться на высоких частотах, и небольшого расстояния, на которое проходят пульсации после того, как они попадают в устройство, способствуют эффективности устройства. Встроенный Pulse-Tone имеет преимущество в системах, где гидравлическое давление падает ниже давления предварительной зарядки, например, когда насос разгружается при низком давлении. Стандартные аккумуляторы не подходят для этих приложений.

© 2011 Penton Media, Inc.

с мембраной или обычным

Мембранный бак (гидроаккумулятор) защищает автономную систему водоснабжения от постоянных перепадов давления. Его основные задачи:

• Поддержание постоянного давления в системе
• Уменьшение количества циклов включения / выключения насоса в периоды интенсивной эксплуатации, тем самым увеличивая ресурс насосного оборудования
• Защита от гидроудара, значительно сокращающая ресурс скважинного насоса и всех компонентов системы водоснабжения.

К вторичным функциям гидроаккумулятора (GA) относятся: накопление воды в случае отключения электроэнергии. Обращаю ваше внимание на то, что объем воды, накопленной в мембранном баке, составит 30-40% от его реального объема. Например, 50-литровый вмещает 19 литров воды при условии, что: давление воздуха в гидроаккумуляторе 1,8 бар; давление включения насоса (минимальное давление в водопроводе) — 2,0 бар; давление отключения насоса (максимальное давление в водопроводе) — 4.0 бар. В тех же условиях 100-литровый мембранный бак Zilmet вмещает 38 литров воды. Поэтому, если вы преследуете цель накопить воду в случае отключения электроэнергии, вам потребуется установить дополнительный бак.

Итак, что такое гидроаккумулятор и на что следует руководствоваться при его выборе?

Мембранные баки бывают двух типов: горизонтальные и вертикальные.

Принцип действия и конструкция практически не отличаются. Единственное отличие — положение мембраны.Как правило, вертикальные гидроаккумуляторы удобнее размещать в помещении, благодаря своей конструкции они занимают меньше полезной площади.

На рисунке представлена ​​конструкция вертикального гидроаккумулятора:

ГА — стальной сосуд с установленной внутри мембраной, представляющий собой рабочую полость. Мембрана должна быть из бутиловой или пищевой резины (EPDM). … Подача воды в гидроаккумулятор осуществляется через штуцер с резьбой, установленный на фланце в нижней части GA.При покупке гидроаккумулятора обратите внимание на то, чтобы фланец был выполнен из нержавеющей стали — это поможет избежать протечек при эксплуатации. Воздух закачивается в полость между мембраной и корпусом ГА через воздушный ниппель (он находится под пластиковой крышкой в ​​верхней или нижней части гидроаккумулятора). Давление воздуха в ГА должно быть на 10% ниже давления запуска насоса. Это условие является компромиссом между долговечностью мембраны (мембрана — сменный элемент) и удобством использования воды.Обычно заводы-производители перекачивают воздух под давлением 1,5 бар. Поднять давление в ГА можно с помощью обычного автомобильного насоса.

Как выбрать объем гидроаккумулятора?

При выборе объема гидроаккумулятора следует исходить из:

• Количество водопотребителей
• Количество точек водозабора
• Среднее значение расхода воды, м 3 / час
• Количество допустимых циклов включения / выключения насосов (как правило, принимается равным 20, не имеют ограничений по количеству включений / выключений, так как у них мягкий пуск).

Специалисты по водоснабжению и водоотведению рекомендуют использовать мембранные емкости объемом от 50 литров . В среднем, если ваша семья состоит из 3-х человек, в доме есть 2-3 точки водозабора — хватит и гидроаккумулятора на 50 литров. Если в вашем доме проживают 3-4 человека и 4-5 точек водозабора, используйте ГА объемом 100 литров. При схеме водоснабжения с накопительным баком достаточно будет использовать насосную станцию ​​… Как правило, комплектуются штатным гидроаккумулятором объемом 24 или 60 литров.

Техническое обслуживание аккумулятора

Во время работы ГА требует профилактического обслуживания. Во-первых: после покупки мембранного бака проверьте давление воздуха автомобильным манометром, бывает, что производитель забыл накачать воздух, или давления в ГА не хватает для ваших нужд. Воздух следует откачивать в «сухой» аккумулятор (перед откачкой слейте воду с мембраны). Периодически проверяйте давление воздуха в процессе эксплуатации (раз в полгода) и при необходимости подкачивайте.

Во-вторых: вода содержит растворенный кислород, и со временем он будет накапливаться в мембране гидроаккумулятора, во избежание этого — стравите воздух из мембраны. ГА объемом 100 литров и более оснащены специальным спускным клапаном, а для небольших гидроаккумуляторов эту операцию можно выполнить, отключив насос от сети и сбросив давление из системы (откройте кран в доме), если необходимо повторить эту операцию несколько раз.

В-третьих: мембранный резервуар следует размещать или хранить при положительных температурах.Если ваша комната не отапливается в зимний период, перенесите гидроаккумулятор в теплое место, тем самым увеличив срок службы мембраны.

Сегодня на рынке представлены мембранные резервуары как отечественного, так и зарубежного производства. Рекомендуем использовать гидроаккумуляторы марки (Италия), так как они давно представлены на российском рынке и зарекомендовали себя только с лучшей стороны. Фланцы этих мембранных резервуаров изготовлены из нержавеющей стали, все поставляемые HA проходят заводские испытания и сертифицированы в соответствии с требованиями Европейской директивы 97/23 / EC.

Для создания равномерного и постоянного потока воды в частных системах водоснабжения используются гидроаккумуляторы, напорные или расширительные баки. Эти устройства сглаживают скачки давления при работе (включении / выключении) насосного оборудования или анализе ресурса потребителями.

Резервуар такого резервуара разделен на два отсека мощной и эластичной мембраной. Вода поступает в один отсек (нижний) через штуцер фильтра. Другая часть общей емкости резервуара (вверху) заполнена воздухом.Работа начинается с включения помпы. Повышение давления в сети провоцирует нагнетание жидкости в нижний отсек, при этом мембрана начинает растягиваться. Когда давление падает, вода выжимается обратно. Так сглаживаются разрушительные толчки воды в напорных трубах и узлах.

Видеообзор — Принцип работы гидроаккумулятора

Специальный релейный блок автоматически отключает насос, когда напорный бак заполнен.И какое-то время энергия мембраны не дает понижаться давлению. Когда аккумулятор пуст, насос снова запускается. Такое расположение уберегает насосную установку от кратковременных и частых пусков / остановок. Это снижает скорость износа его деталей. Чтобы все работало правильно, напорный бак должен соответствовать по емкости объему необходимого анализа воды. Обычно резервуар должен выдерживать от четверти до половины рабочего объема, который трубы могут пройти за минуту.

Правильно подобранный объем устройства обеспечивает его частоту срабатывания от пяти до пятнадцати раз в час. В таком режиме работы обязательно использовать надежную и гибкую мембрану, выдерживающую большие нагрузки.

Поскольку гидроаккумуляторы работают в системах бытового водоснабжения, материал, из которого они изготовлены, должен быть нетоксичным и иметь разрешение на использование в контакте с чистой питьевой водой.

Вода, поступающая в гидроаккумуляторы для водоснабжения, в основном поступает из подземных колодцев или колодцев.Отсюда его насыщение кислородом, который выделяется при работе системы, накапливаясь в мембране. Для этого в большинстве современных аппаратов этого типа есть предохранительный клапан , при необходимости стравливающий воздух . Как правило, гидроаккумуляторы используются на водопроводах холодного водоснабжения, поэтому температурный режим, в котором они используются, более щадящий.

Такой напорный элемент желательно устанавливать до того, как контур водоснабжения начнет разветвляться. Лучшее место сразу после входа в дом водопровода.Также не помешает установить обратный клапан .. Особенно, если в насосе такого клапана нет. Кроме того, рекомендуется установить манометр для контроля создаваемого давления.

Монтаж оборудования в водопровод

Гидроаккумуляторы бывают вертикального и горизонтального исполнения. Выберите из них тот, который более компактно умещается в отведенном месте. Положение монтажа выбирается максимально высоким. Это упрощает работу всей схемы.Дело в том, что подняв агрегат на высоту, например, 5 м, мы получаем столб воды, который «помогает» рабочей мембране дополнительным давлением в ½ атмосферы.

Такие устройства, как гидроаккумуляторы для водоснабжения, являются вспомогательными устройствами для систем холодного и горячего водоснабжения. Они обеспечивают давление воды, необходимое для работы линии. Работа таких систем снижает количество запусков насоса и снижает вероятность гидроудара.В них также есть запас воды, который будет важен при отключении электроэнергии.

Как выбрать подходящий?

Подбирать гидроаккумуляторы для водоснабжения необходимо с учетом того объема воды, который использует данная система. По своей конфигурации они делятся на два типа:

• вертикальные , главное преимущество в том, что они занимают меньше места;
• горизонтальный , он удобнее аккумуляторов первого типа, так как в них есть крепления для установки внешнего насоса.

Также важным при выборе гидроаккумулятора является вопрос его объема. Бак с небольшим объемом сделает цикл насоса более частым. Тем не менее, такие устройства небольшого объема подвержены частым скачкам давления в системе. В большом резервуаре будет достаточно воды.

Особо следует учитывать момент с частым включением насоса. Из-за частого включения перегревается, что, соответственно, значительно сокращает срок службы.

Однако и здесь можно обратить внимание на выбор самой помпы. Погружные насосы имеют ограничение в 20-30 пусков в час, но внешние не так требовательны к частым пускам, поэтому отлично работают с баками небольшого объема.

Субъективный фактор, отвечающий за правильный выбор размера гидроаккумулятора, — это примерный расчет того, сколько раз насос будет включаться за час. Или сколько человек одновременно будут пользоваться водой в помещении, используя работу водопровода.Сегодня существует запатентованная методика расчета объема гидроаккумулятора, разработанная итальянскими инженерами. Он предназначен непосредственно для частных домов с канализацией, санузлами и другой техникой, потребляющей достаточное количество воды.

Любая конструкция автономного водопровода заканчивается установкой гидробака. Обычно это небольшая емкость, необходимая для накопления носителя. Проще говоря, под давлением находится вода, которую в случае чего можно использовать для бытовых нужд.Поговорим о том, как правильно выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и на что обращать внимание при покупке.

Общая информация

В большинстве случаев гидробак имеет пластиковый корпус, более дорогие модели — металлический. Внутреннее пространство разделено пополам мембраной, с одной стороны которой находится носитель, а с другой — воздух. Такая конструкция позволяет создать внутри емкости давление порядка 1,5-2,5 бар в зависимости от объема и производителя продукта.Следует понимать, что гидроаккумулятор для систем водоснабжения — это не накопительный бак на сотни и даже тысячи литров. В нашем случае речь идет об объеме 50-100 литров.

Вот почему вам нужен воздух в гидрокамере бака. Дело в том, что любой трубопровод, будь то автономный или центральный, может подвергнуться гидроударам. Это очень нежелательное явление, разрушающее шоссе. Чтобы избавиться от него, в системе используется воздушная камера. Он более податлив, чем вода, и позволяет гасить гидроудар.Кроме того, как отмечалось выше, необходимо поддерживать постоянное давление в системе.

Немного о принципе работы устройства

Гидравлический бак, несмотря на высокий КПД, предельно прост. Из колодца или колодца, а также из любого другого источника в него попадает вода. Следовательно, эластичная мембрана растягивается из-за давления носителя. Объем воздуха между стенкой бака и мембраной уменьшается, и поэтому создается большое давление.Когда он достигает максимума, срабатывает специальный датчик, отключающий помпу.

Тогда получается следующая ситуация. Включаем воду в кран, и она выходит из гидробака под давлением. В последнем постепенно снижается давление на мембрану. Когда он падает до минимума, включается насос. Примерно так работает устройство. Крайне важно, чтобы давление в гидроаккумуляторе постоянно поддерживалось на оптимальном уровне, это позволяет подавать воду к потребителю под давлением.Техническое обслуживание желательно проводить ежегодно и при необходимости доливать воздух в бак через специальный ниппель с помощью автомобильного насоса.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения: цена и еще кое-что

Ну а теперь перейдем к самому интересному — стоимости оборудования. В большинстве случаев цены варьируются в зависимости от производителя. Отечественные компании более доступны с точки зрения ценовой политики, чем европейские. По качеству делаем вполне нормальные гидробаки.Если соблюдать правила эксплуатации, то проблем возникнуть не должно.

Например, хорошие гидробаки производит компания «Джилекс». Гидроаккумулятор этой фирмы на 50 литров обойдется вам в 3000 рублей. Причем его вес составляет всего 8 килограммов. Агрегат на 24 литра будет стоить на порядок меньше — 1200 рублей. Что касается европейских производителей, то цены выше примерно на 7-15%. Если объем бака небольшой, то разница несущественная. Но в любом случае, прежде чем переходить к цене, нужно посчитать, какой объем вам подходит.

Определение типа гидробака

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения может быть вертикальным и горизонтальным. Что касается способа установки, то для потребителя принципиальной разницы нет. Основное различие между ними — способ удаления скопившегося в мембране воздуха. Модели объемом более 100 литров имеют штуцер, через который периодически удаляется воздух. Обратите внимание, есть ли фитинг. Если нет, то найдите модель там, где она есть.

В вертикальных гидроаккумуляторах весь воздух скапливается в его верхней части. В этом случае удалить его не составит труда. Для этого есть специальный клапан. Горизонтальные гидробаки предусматривают установку дополнительного блока трубопроводов. Это отвод канализации с выпускным патрубком. Для удаления воздуха предусмотрен шаровой кран. Вы спросите, что лучше? Как было отмечено выше, особой разницы нет, но в аппаратах вертикального типа удаление воздуха проводить проще.

О расчете объема

Гидроаккумуляторы для водоснабжения, устройство которых мы рассмотрели, имеют разные объемы.От того, насколько правильно она будет выбрана, зависит эффективность системы. Но поскольку устройство часто используется для разных целей, иногда бывает сложно рассчитать подходящий объем.

Если вы используете гидробак для резервирования воды, то его объем должен быть большим. Например, емкости должно хватить на несколько дней автономного потребления медиа для бытовых нужд. Совершенно обратная ситуация наблюдается в случае использования устройства для поддержания постоянного давления в системе при отключенном насосе.Бака хватит на 20-100 литров. Если необходима автоматическая станция водоснабжения с гидроаккумулятором, чтобы исключить слишком частое включение электронасоса, то достаточно будет бака на 50 литров. Обратите внимание: не рекомендуется запускать насосы чаще, чем один раз в минуту. Если учесть, что душ может потреблять 5-8 литров в минуту, а туалет не более 2 литров, то такого бака более чем достаточно.

«Джилекс» (гидроаккумулятор) и его особенности

Прежде всего, хотелось бы сказать, что есть смысл обратить внимание на отечественные компании.На это есть несколько причин. Как было сказано выше, это более доступные товары. Но помимо этого российские компании разрабатывают такие аккумуляторы, которые больше подходят для наших систем водозабора. Результат — более стабильная работа устройства на долгие годы.

Что касается производителя, то о нем можно сказать только хорошее. Во-первых, отличное соотношение цены и качества. При прочих равных, бак Jilex будет стоить немного дешевле любого «европейца», при этом не будет уступать по тактико-техническим характеристикам, таким как создаваемое давление, напор, объем и т. Д.В целом, это отличное решение не потому, что оно дешевое, а потому, что действительно качественно и удобно.

Частота использования и объем

Эти два параметра тесно связаны друг с другом. Дело в том, что подключение гидроаккумулятора к водопроводу осуществляется с расчетом, что агрегат будет работать в интенсивном режиме, то есть при постоянной нагрузке. Здесь речь идет о 5-15 пусках в час. Но часто этот показатель оказывается другим.Почему ты спрашиваешь? Все просто — вы просчитались с выбором объема бака. Допустим, на большую семью брали объем 50 литров, чего было мало. Получается, что агрегат перегружен. Это нехорошо по целому ряду причин. Во-первых, насос, погружной или наземный, постоянно включается и выключается, что напрямую влияет на срок его службы. Во-вторых, диафрагма гидробака тоже подвержена интенсивному износу, что тоже плохо. Вот почему рекомендуется всегда иметь небольшой запас.Купите бак не на 50, а на 75 литров. В большинстве случаев этого будет более чем достаточно. Даже если вы потратите на 500-700 рублей больше, аппарат проработает дольше.

Каждый должен знать при покупке

В контуре водоснабжения с гидроаккумулятором обязательно должно быть предусмотрено наличие отверстия в бачке для стравливания воздуха. Это связано с тем, что в той или иной степени в носителе есть кислород, который должен куда-то уходить из гидробака.Если у вас модель объемом менее 100 литров, то специального клапана может не быть. В этом случае рекомендуется проводить профилактическое обслуживание с интервалом 1-2 раза в год. Резервуар полностью опорожняется, а скопившийся воздух удаляется. В противном случае в системе будет повышенное давление, что приведет к снижению полезной мощности оборудования.

Заключение

Рекомендуется отдавать предпочтение гидробакам с металлическими корпусами.Пусть несколько дороже, но такое решение эффективно по той простой причине, что агрегат не боится механических повреждений.

И горизонтальный. Название полностью характеризует способ их установки. Какой выбрать, если размеры вашей комнаты позволяют использовать оба типа.

Выбор гидроаккумулятора

Выбор аккумулятора зависит от многих факторов. Здесь мы бы порекомендовали обратить внимание на способ удаления скопившегося воздуха внутри резиновой мембраны.Дело в том, что в системах водоснабжения в воде всегда присутствует растворенный воздух. Со временем в процессе работы системы этот воздух выделяется из воды и скапливается в различных местах, образуя воздушные пробки. Одно из таких мест — полость А гидроаккумулятора. Для удаления этого воздуха, а также воздушных пробок, возникающих при монтаже и ремонте системы, в конструкции больших гидроаккумуляторов (100 и более литров) предусмотрен дополнительный ниппель, через который периодически стравливается скопившийся в системе воздух.При использовании вертикального гидроаккумулятора емкостью более 100 литров воздух скапливается в верхней части и может быть удален с помощью этого воздухоразделительного клапана.

В гидроаккумуляторах для горизонтального водоснабжения удаление воздуха возможно с помощью дополнительного участка трубопровода, состоящего из патрубка отвода воздуха, шарового крана и слива в канализацию. При этом скопившийся воздух нужно периодически выпускать раз в месяц. Гидроаккумуляторы малых объемов не имеют воздухоразделительного ниппеля.Поэтому выбор гидроаккумулятора осуществляется исключительно удобством планировки в вашем помещении. Скопление в них воздуха осуществляется путем периодического полного опорожнения. Для этого в схеме обвязки может быть предусмотрен дополнительный шаровой кран. Кроме того, удалить воздух из систем с небольшим аккумулятором можно просто, периодически (раз в неделю) отключая питание устройства и стравливая накопившийся воздух через умывальник, смеситель для душа или другую точку забора воды, ближайшую к аккумулятору.Однако для большей эффективности эту процедуру следует повторить несколько раз. То есть выключите питание насоса, откройте кран холодной воды, полностью слейте воду, закройте кран и включите питание насоса. И так два-три раза подряд.

Как выбрать размер аккумулятора водоснабжения?

Правильный подбор гидроаккумуляторов для индивидуальных систем водоснабжения довольно сложен. Необходимо учитывать большой объем входных данных.Помимо традиционного душа и смесителя на кухне, современные дома могут быть оборудованы ванной, биде, канализацией, стиральной машиной и другим оборудованием, для работы которого требуется вода. Помимо оборудования, количество людей в доме может быть разным. Это объективные факторы, но при выборе размеров аккумулятора необходимо учитывать и субъективные факторы. Например, сколько раз в час я могу включать насос и заправлять гидроаккумулятор? Что будет, если водой воспользуются сразу несколько человек? Что будет, если в это время работает стиральная машина?

Отметим, что на сегодняшний день, на наш взгляд, методик выбора объема гидроаккумуляторов в России не существует.Во-первых, потому что в России не было индивидуальных систем водоснабжения. Во-вторых, у людей слишком разные требования к таким системам. Предлагаем вам метод выбора объема гидроаккумулятора, основанный на международной методике расчета UNI 9182.

Начнем с того, что если у вас в доме только водопроводный кран, душ и водопроводный кран, то вам не нужно ничего считать. Нужна стандартная водопроводная установка с гидроаккумулятором на 24 литра. Смело покупайте.Оптимален в тех случаях, когда количество постоянных жителей в доме до четырех человек. Даже если вам в будущем потребуется увеличить количество точек анализа воды, вы можете просто купить отдельно и установить еще один 24-литровый гидроаккумулятор в любом месте системы.

Если у вас дом без канализации, но с более чем тремя точками водоснабжения, то в любом случае вам понадобится гидроаккумулятор объемом 50 литров.

Методика расчета объема гидроаккумулятора предназначена для индивидуальных домов, оборудованных канализацией (септиком), с ваннами и другим оборудованием, потребляющим значительное количество воды.

1. Определить суммарный коэффициент расхода воды Су. Для этого составьте список точек разбора в вашем доме и укажите количество каждого типа оборудования.

2. Заполните таблицу 1. Второй столбец представляет собой таблицу частотных коэффициентов для использования каждого типа оборудования (Cx). В третьем столбце укажите количество устройств каждого типа оборудования в вашем доме (n). В правом столбце таблицы умножьте значение Cx на n. Просуммируйте значения этого столбца.Вы получите общий коэффициент потребления воды в вашем доме.

Таблица 1. Определение общего коэффициента расхода Су

Тип оборудования	Коэффициент использования Cx	Количество каждого вида n	Изделие Сх x n
Смеситель в раковине
Смеситель на кухню
Шайба
Посудомоечная машина
Кран для полива
Суммарный коэффициент Су = _______

3.В зависимости от полученного значения суммарного коэффициента Su определите значение максимального расхода воды, необходимого для вашего дома. Эти значения представлены в таблице 2.

Например, если у вас в доме есть туалет, душ, кран в раковине, кран на кухне (каждое устройство по одному), то ваш коэффициент потребления равен Su = 3 + 2 + 6 + 2 = 13. Ближайшее значение Су в таблице — 12, следовательно, для нормального функционирования водопровода дома нужно обеспечить максимальный расход около 36 литров в минуту.

4. Для определения объема аккумулятора необходимо решить, сколько раз в час (а) разрешено включать аккумулятор при максимальной интенсивности потребления. В норме это 10-15 раз в час. Также необходимо назначить пороги для реле давления водопроводной станции (Pmin и Pmax). Нижний порог Рmin для двухэтажных домов обычно составляет 1,5 бар, а верхний порог Рmax — 3 бар.

Расчет давления воздуха в гидроаккумуляторе

Какое начальное давление воздуха должно быть в гидроаккумуляторе? Если вы установили в подвале гидроаккумулятор, то его минимальное значение рассчитать несложно.Вам нужно взять высоту в метрах от подвала до верхнего края вашей водной системы. Например, для двухэтажного дома это 6-7 метров, для трехэтажного — около 10 метров, затем прибавьте к этому значению 6 и разделите на 10. Получите необходимое значение в атмосферах. Например, для двухэтажного дома 7 + 6 = 13/10 = 1,3 атмосферы. Это минимальное давление воздуха в гидроаккумуляторе. Иначе вода из него не потечет на второй этаж вашего дома. Однако эти значения не следует переоценивать, иначе в гидроаккумуляторе просто не будет воды.Обычно производитель устанавливает давление воздуха в размере 1,5 атм., Но может случиться так, что давление воздуха в приобретенном вами гидроаккумуляторе будет другим. Изначально следует проверить обычным манометром, подключив к ниппелю гидроаккумулятора и при необходимости увеличить автомобильным насосом.

Разница пороговых значений Pmax — Pmin определяет количество воды, производимой гидроаккумулятором. Чем больше эта разница, тем эффективнее работает гидроаккумулятор, но в этом случае мембрана нагружается больше и может лопнуть.

Значение Pmin (давление запуска насоса) определяется на основе гидростатического давления (высоты воды) в системе водоснабжения вашего дома. Например, если высота труб в вашей системе 10 метров, то давление водяного столба будет 10 метров, что равно давлению в 1 бар.

Каким должно быть минимальное давление Pmin? Давление воздуха в камере противодавления должно быть равным гидростатическому, то есть в нашем случае 1 бар. Тогда нижний порог Pmin должен быть немного выше (на 0.1 бар) давление воздуха в гидроаккумуляторе.

Однако нам нужно, чтобы система работала стабильно. Самой критичной, с точки зрения стабильности работы, является высшая точка разбора (например, кран или душ на верхнем этаже). Клапан нормально работает, если падение давления в нем не менее 0,5 бар.

Следовательно, давление должно быть 0,5 бар плюс значение гидростатического давления в этой точке. Таким образом, минимальное значение давления газа в аккумуляторе составляет 0,5 бар плюс значение приведенного гидростатического давления в точке расположения аккумулятора (расстояние по высоте между верхней точкой разбора и точкой расположения аккумулятора).В нашем случае, если гидроаккумулятор расположен в самой нижней точке водопровода, то минимальному значению газа в нем следует назначить 1 бар + 0,5 бар = 1,5 бар, а порогу (насос) порог (включение) Pmin = 1,5 + 0,1 = 1,6 бар. Если гидроаккумулятор расположен в верхней точке, а датчик давления — в нижней точке системы, то давлению газа в гидроаккумуляторе следует назначить 0,5 бар, а порог насоса Pmin = 1,6 бар.

При назначении верхнего порога для автоматической системы водоснабжения необходимо учитывать несколько моментов, в первую очередь напорную характеристику насоса.Значение давления, создаваемое насосом в метрах водяного столба, разделенное на 10, покажет максимальное значение давления. Однако вы должны учитывать:

В характеристиках насоса указаны максимальные параметры без учета гидравлического сопротивления трубопроводов;

Напряжение в электрической сети часто не соответствует номинальному 220 В;

При максимальных значениях давления подача насоса минимальна, и ваша система будет заполняться в течение очень долгого времени.

При длительном использовании характеристики помпы снижаются.

На рынке довольно много моделей GA, различающихся по характеристикам, производителю и цене. И это несколько затрудняет выбор продукта. Перечислять всю линейку аккумуляторов бессмысленно; Более того, не все из них соответствуют критериям «качество, надежность, долговечность». Если посмотреть информацию на тематических форумах (а она наиболее объективна), то чаще всего следующие ГА по водоснабжению получают похвалы от пользователей.

1. Reflex

Продукция из Германии под известной маркой Reflex DE специально разработана для установки в водяных контурах. Ассортимент представленных на рынке товаров позволяет выбрать наиболее подходящую модель. Баки различаются вместимостью (от 8 до 500 л) и предельным давлением (до 10 бар).

Корпус всех аккумуляторов выполнен из нержавеющей стали, сверху защищен полимерным слоем. Тип всех сосудов закрытый. Варианты крепления не ограничены, так как можно выбрать напольную модель или с настенным креплением.

2. Гилекс

Гражданская авиация России ни в чем (судя по отзывам владельцев частных построек) не уступает импортным аналогам. Но цена примерно в 1,8 раза ниже.

В производстве используется только оцинкованная сталь. «Контрольный» отсек в промышленных моделях изначально заполнен инертным газом, для бытовых проб — воздухом. В зависимости от модификации гидроаккумулятора внутри бака может быть как гибкая мембрана, так и «груша» (что предпочтительно с точки зрения ремонтопригодности), куда вода поступает из водопровода.

3. Unipump

Еще одна отечественная компания, занимающаяся разработкой и реализацией различного насосного оборудования и комплектующих для инженерных систем, в том числе водоснабжения. Гидроаккумуляторы UNIPUMP отличаются более значительным модельным рядом.

Есть мини-баки емкостью всего 2 литра (323 рубля), которые желательно установить для защиты насоса от перегрузок, например, на дачном участке. То есть там, где внутренний объем ГК (как запас воды) не является одним из определяющих критериев.Все изделия изготавливаются из стали, как вертикальные, так и горизонтальные.

4. Стаут

Эти аккумуляторы известной итальянской марки сейчас производятся в нашей стране. По сути, это расширительные баки мембранного типа и достаточной емкости (от 50 л). Они способны не только защитить систему от гидроудара, но и обеспечить дом (на время) подачей воды в случае форс-мажора. Например, при отключении пром / напряжения.

Исполнение — горизонтальное и вертикальное, стальной корпус, расчетное давление — до 10 бар.Цены вполне приемлемые даже для образцов большой емкости.

Что следует учитывать

Для каждой системы водоснабжения гидроаккумулятор подбирается индивидуально. Его оптимальные параметры определяются на основании инженерных расчетов. К чему могут привести ошибки, что часто случается, когда ГА выбирается «на глаз» или по совету «знающего человека»?

• Более быстрый срок службы насоса за счет частого включения / выключения. Как следствие — сокращение срока эксплуатации.
• Отсутствие гидроаккумулятора в схеме водоснабжения приводит к повышенному износу всей сантехники, установленной в доме.
• Некорректная работа бытовой техники (сбои, срабатывание защиты и так далее).
• Переменность напора, особенно при открытии нескольких кранов в системе HVS (например, в ванной + на кухне), сливе воды в унитаз.
• Систематический гидроудар в трубах. Последствиями являются выход из строя оборудования, возникновение протечек в стыках отдельных участков цепи.

Руководство по пониманию и обслуживанию гидравлических аккумуляторов

Гидравлические аккумуляторы есть почти на каждом промышленном предприятии.У большинства учреждений их несколько, но их часто неправильно понимают. Аккумуляторы могут быть самыми опасными гидравлическими компонентами мельницы не потому, что они опасны по своей природе, а из-за отсутствия понимания. Все гидроаккумуляторы, независимо от их назначения, накапливают энергию, поэтому к ним необходимо относиться с уважением.

Зарядная установка должна быть
используется для предварительной зарядки аккумулятора.

Функции аккумулятора

Гидравлический аккумулятор используется для одной из двух целей: либо для очень быстрого увеличения объема системы, либо для поглощения ударов.Какую функцию он будет выполнять, зависит от его предварительной зарядки. Если гидроаккумулятор будет использоваться для увеличения объема системы, его предварительная зарядка должна быть несколько ниже максимального давления в системе, чтобы масло могло попасть в него. Если гидроаккумулятор будет использоваться для амортизации ударов, его необходимо предварительно зарядить до максимального давления в системе, чтобы в нем было мало или совсем не было масла.

Предварительная зарядка аккумулятора

Аккумулятор обычно предварительно заряжается сухим азотом. Азот не вступает в неблагоприятную реакцию с гидравлическим маслом под давлением, и, поскольку он составляет почти 78 процентов атмосферы Земли, это наименее дорогой газ, который можно безопасно использовать.Следующим по количеству инертным газом является аргон, который составляет менее 1 процента атмосферы Земли.

Ни при каких обстоятельствах нельзя предварительно заряжать аккумулятор кислородом или воздухом. Если сжатый кислород или воздух встречает даже небольшое количество любого углеводорода, он может бурно отреагировать, что приведет к взрыву, пожару, травмам персонала и материальному ущербу. На аккумуляторе должна быть наклейка с предупреждением о недопустимости предварительной зарядки любым газом, кроме азота. Новые аккумуляторы идут с такими наклейками, но они часто соцарапаны или закрашены.

Для предварительной зарядки аккумулятора следует использовать зарядную установку. Предварительная зарядка должна производиться без масла в гидроаккумуляторе. Сбросьте давление на входе в гидроаккумулятор. Большинство гидроаккумуляторов имеют сливной клапан, который можно открыть для слива масла в бак. Навинтите зарядную установку на клапан Шредера аккумулятора и поверните рукоятку газового патрона по часовой стрелке, чтобы нажать на штифт. Текущая предварительная зарядка может быть считана на зарядном устройстве.

Если предварительная зарядка слишком высока,
баллон в баллонном аккумуляторе
может ударить по тарельчатому клапану,
приводит к порезанию мочевого пузыря
или чрезмерный износ
тарельчатая пружина.

Если предварительная зарядка слишком высока, спускной клапан на зарядной установке может быть открыт для выпуска азота в атмосферу до тех пор, пока предварительная зарядка не упадет до рекомендованного уровня. Если предварительная зарядка слишком мала, зарядная установка поставляется со шлангом для подсоединения ее к баллону с азотом. Подключив баллон с азотом, откройте клапан на баллоне и медленно добавляйте азот, пока предварительная зарядка не достигнет желаемого уровня.

Правильная предварительная зарядка зависит от области применения и типа аккумулятора.Большинство гидроаккумуляторов бывают баллонного, поршневого или диафрагменного типа. Следуйте всем рекомендациям производителя оригинального оборудования (OEM), если они доступны. В противном случае можно оценить правильность предварительной зарядки.

Когда гидроаккумулятор используется для измерения объема, например, для торможения в случае сбоя питания, для увеличения производительности насоса или для поддержания постоянного давления в системе, большинство производителей рекомендуют предварительно заряжать баллонный аккумулятор до 80 процентов минимально допустимого давления и поршневой аккумулятор на 100 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм) ниже минимального давления.К сожалению, во многих случаях заводское давление предварительной зарядки недоступно, а минимально допустимое давление неизвестно. В этом случае предварительная зарядка до 50% максимального давления в системе обычно дает приемлемый результат.

Если баллонный аккумулятор теряет заряд,
мочевой пузырь можно протолкнуть к
верх оболочки и становится
разорван
Узел клапана Шредера.

Самая частая причина выхода из строя аккумулятора — слишком высокая предварительная зарядка.Если предварительный заряд выше, чем должен быть, баллон в баллонном аккумуляторе будет ударять по узлу тарелки клапана во время каждого цикла, вызывая либо разрезание баллона, либо чрезмерный износ пружины в тарелке. В поршневых гидроаккумуляторах слишком высокий уровень предварительного заряда может повредить поршень и помешать ему удариться о дно при каждом цикле. Слишком низкая предварительная зарядка (или увеличение давления в системе без компенсирующего увеличения предварительной зарядки) также может привести к рабочим проблемам, таким как снижение скорости и сваливание.Это может даже привести к повреждению аккумулятора.

В общем, лучше занижать, чем завышать. Однако баллонный аккумулятор, который потерял весь или большую часть своего заряда, может раздавить баллон в верхней части корпуса и быть разорванным клапаном Шредера в сборе.

Добавление тома

Объемные гидроаккумуляторы имеют сбросную линию для сброса давления при выключении системы. Предварительную зарядку можно проверить без зарядного устройства, наблюдая за падением манометра, когда система выключена и линия разгрузки открыта.Датчик будет медленно опускаться, потому что линия разгрузки обычно уменьшается, чтобы избежать турбулентности в резервуаре. Когда манометр достигнет текущего значения предварительного заряда аккумулятора, он сразу упадет до 0 фунтов на квадратный дюйм.

Это также хороший способ узнать, открылся ли автоматический клапан сброса должным образом. Когда система выключена, если манометр сразу упадет до 0 фунтов на квадратный дюйм без постепенного падения сначала, вероятно, что манометр изолирован от аккумулятора, и будет ли происходить разгрузка аккумулятора, будет неизвестно.

Масло проходит мимо
поршневые уплотнения
в поршневом аккумуляторе,
вытесняя азот.

Амортизация

Когда аккумулятор используется для амортизации, нежелательно, чтобы в аккумуляторе было много масла, если оно вообще было во время работы. Аккумулятор будет быстрее реагировать на скачки давления, если процесс сжатия уже начался. По этой причине обычно рекомендуется предварительно заряжать гидроаккумуляторы примерно на 100 фунтов на квадратный дюйм ниже максимального давления нагрузки привода, который он защищает.

Не рекомендуется использовать поршневой аккумулятор для амортизации ударов. Баллонные и диафрагменные гидроаккумуляторы более чувствительны, поскольку им не нужно преодолевать статическое трение поршневого уплотнения, а масса поршня не требует ускорения или замедления.

Горизонтальная установка поршневого гидроаккумулятора
вызывают более быстрый износ поршневых уплотнений.

Поршневой аккумулятор похож на гидроцилиндр без штанги.Он предварительно заправлен азотом, а внизу нет масла. Когда система находится под давлением, азот сжимается, так как нижняя часть аккумулятора заполняется маслом. Давление азота соответствует давлению в системе, поэтому при любом снижении давления в системе гидроаккумулятор будет сливать масло в систему. Таким образом, аккумулятор будет дополнять насос во время частей цикла, когда системе требуется больший поток, чем может обеспечить насос.

Со временем масло будет проходить через уплотнения поршня, вытесняя азот вверху.Первым признаком этого является повышение давления предварительной зарядки при отсутствии добавления азота. Из-за обтекаемого сверху масла ход поршня уменьшается. Давление в системе падает, могут наблюдаться срывы, а поршень может быть поврежден из-за многократных ударов по дну гидроаккумулятора.

Масло можно удалить из верхней части аккумулятора, прикрепив заправочную установку и открыв спускной клапан, когда система находится под давлением, удалив весь азот и масло. Когда масло перестает выходить, поршень оказывается вверху.Затем система может быть отключена, сливной клапан открыт для слива масла снизу, и предварительная зарядка восстановлена, восстанавливая уменьшенную емкость аккумулятора. Если масло не перестает выходить из спускного клапана, поршень сильно изношен и его необходимо заменить.

Если баллонный аккумулятор установлен горизонтально,
между мочевым пузырем и оболочкой может образоваться полость,
вызывая попадание жидкости в ловушку.

Установка аккумулятора

Как правило, аккумуляторы лучше всего устанавливать в вертикальном положении с помощью монтажного кронштейна примерно на две трети высоты корпуса.Установка поршневого гидроаккумулятора в горизонтальное положение приведет к более быстрому износу поршневых уплотнений. Баллонные аккумуляторы также могут быть повреждены, если они установлены горизонтально. Помимо неравномерного износа мочевого пузыря, жидкость может задерживаться на выходе из выпускного отверстия, если между мочевым пузырем и оболочкой образуется полость. Мембранные аккумуляторы обычно можно устанавливать в любом положении.

Проверка аккумуляторов

Гидравлические аккумуляторы следует тщательно проверять визуально не реже одного раза в год, чаще в средах, неблагоприятных для стали.Убедитесь, что на краске нет пятен ржавчины и трещин. Ищите незакрепленные точки крепления, изношенную резину и любые признаки движения во время работы. Проверить герметичность всей арматуры. По крайней мере, каждые пять лет аккумулятор следует выводить из эксплуатации и проводить гидроиспытания. Наконец, никогда не пытайтесь ремонтировать корпус аккумулятора. Если есть какие-либо нарушения, оболочку следует выбросить и заменить.

Рекомендации по обслуживанию гидроаккумуляторов

Газовые аккумуляторы широко используются в современных гидравлических системах.Они выполняют множество функций, включая накопление и резерв энергии, компенсацию утечек и тепловую компенсацию, амортизацию и рекуперацию энергии.

Хотя гидроаккумуляторы имеют ряд преимуществ при эксплуатации гидравлической системы и могут обеспечить долгие годы безотказной службы, они являются предметом технического обслуживания.

Например, для правильного функционирования и оптимального срока службы необходимо поддерживать правильное давление предварительной зарядки газа. Кроме того, по закону могут требоваться периодические проверки, испытания и сертификация — в конце концов, аккумуляторы — это сосуды под давлением.

Типы аккумуляторов
В гидравлических системах вы встретите три типа газовых аккумуляторов: баллон, поршень и диафрагма.

Самый популярный из них — мочевой пузырь. Баллонные гидроаккумуляторы отличаются быстрым откликом (менее 25 миллисекунд), максимальной степенью сжатия газа около 4: 1 и максимальной скоростью потока 15 литров (4 галлона) в секунду, хотя версии с «высоким расходом» — до 38 литров (10 литров) в секунду. галлонов) в секунду.Баллонные аккумуляторы также обладают хорошей устойчивостью к загрязнениям; они в основном не подвержены загрязнению частицами гидравлической жидкости.

С другой стороны, поршневые аккумуляторы могут работать с гораздо более высокими степенями сжатия газа (до 10: 1) и расходами до 215 литров (57 галлонов) в секунду. В отличие от баллонных аккумуляторов, предпочтительное положение установки которых — вертикальное, чтобы предотвратить возможность попадания жидкости между баллоном и корпусом, поршневые аккумуляторы могут быть установлены в любом положении.

Но поршневые гидроаккумуляторы также требуют более высокого уровня чистоты жидкости, чем баллонные блоки, имеют более медленное время отклика (более 25 миллисекунд) — особенно при более низком давлении — и демонстрируют гистерезис. Это объясняется статическим трением поршневого уплотнения, которое необходимо преодолеть, и необходимым ускорением и замедлением массы поршня.

Мембранные аккумуляторы обладают большинством преимуществ баллонных устройств, но могут выдерживать степень сжатия газа до 8: 1.Они ограничены меньшими объемами, и на их производительность иногда может влиять проницаемость газа через диафрагму.

Рекомендации по техническому обслуживанию
При зарядке газовой части баллона или диафрагменного аккумулятора газообразный азот всегда должен поступать очень медленно. Если азоту под высоким давлением дать возможность быстро расшириться, когда он входит в баллон, он может охладить полимерный материал баллона до точки, при которой происходит немедленное хрупкое разрушение. Быстрая предварительная зарядка также может привести к тому, что баллон окажется под тарелкой на масляном конце, что приведет к его разрезанию.Если давление предварительной зарядки слишком высокое или минимальное давление в системе снижается без соответствующего снижения давления предварительной зарядки, это может повлиять на работу гидроаккумулятора и также может привести к повреждению.

Чрезмерная предварительная зарядка баллона-аккумулятора может привести к попаданию баллона в тарельчатый узел во время разряда, что приведет к повреждению тарельчатого клапана и / или баллона. Это частая причина недостаточности мочевого пузыря.

Мембранный аккумулятор

Низкая предварительная зарядка или ее отсутствие также могут иметь серьезные последствия для мочевых аккумуляторов.Это может привести к тому, что баллон будет вдавлен в верхнюю часть корпуса давлением системы. Это может привести к выдавливанию баллона или его протыканию газовым клапаном. В этом сценарии требуется только один такой цикл, чтобы разрушить мочевой пузырь.

Точно так же чрезмерно высокий или низкий предварительный заряд поршневого аккумулятора может привести к тому, что поршень опустится до дна в конце своего хода, что приведет к повреждению поршня и его уплотнения. Хорошая новость заключается в том, что если это произойдет, появится звуковое предупреждение.Несмотря на то, что поршневые аккумуляторы могут быть повреждены из-за неправильной зарядки, они гораздо более терпимы к этому, чем баллонные аккумуляторы.

Соответствует стандартам
Аккумуляторы представляют собой сосуды под давлением и, как таковые, производятся, тестируются и сертифицируются в соответствии с законодательными стандартами. В Соединенных Штатах, например, соответствующим стандартом является Кодекс ASME по котлам и сосудам высокого давления VIII, раздел 1.

Считается, что все сосуды под давлением, изготовленные в соответствии с этими стандартами, имеют конечный срок службы, зависящий от количества циклов давления, испытанных во время нормальной эксплуатации.Типичный расчетный срок службы гидроаккумулятора составляет 12 лет.

Во многих юрисдикциях требуется периодическая проверка и повторная сертификация. Это особенно относится к гидроаккумуляторам, которые имеют относительно большие объемы и работают при высоких рабочих давлениях. Осмотр может потребоваться через заранее определенные интервалы (то есть каждые два, пять или 10 лет) или когда считается, что определенный процент полезного расчетного срока службы достигнут.

В зависимости от объема и номинального давления гидроаккумулятора повторная сертификация может включать одно или несколько из следующих действий: визуальный осмотр, ультразвуковое испытание толщины и / или испытание гидростатическим давлением.

Вы ответственны
Поэтому, если вы отвечаете за гидравлическое оборудование, которое включает аккумулятор, ознакомьтесь с соответствующими правилами, действующими в вашем регионе.

Как и все остальные компоненты ваших гидравлических машин, вы обязаны следить за тем, чтобы все гидроаккумуляторы содержались в надлежащем состоянии и были безопасны в использовании.

Подробнее о передовых методах гидравлической системы:

10 проверок надежности гидравлики, которые вы, вероятно, не делаете

Семь самых распространенных ошибок гидравлического оборудования

Как узнать, правильно ли вы используете гидравлическое масло?

Топ-5 гидравлических ошибок и лучшие решения

.