Что делать при износе мембраны для гидроаккумулятора: какую лучше выбрать и принцип работы: Советы – Обзор

Рабочий принцип

При помощи мембранной ткани происходит зонирование на две камеры — воздушную и водяную.

Называют их еще по другому влажной и сухой. Вода с применением насоса проникает в мембранную ткань. В пространстве между ее стенками и оболочкой гидравлического аккумулятора создается область большого давления. За счёт этого и происходит создание нужного показателя давления в системе водоподачи.

У мембранных тканей удлиненная или вытянутая форма, зависит от емкости бачка. В большинстве случаев делается из каучука или специального резинного состава. И в том и другом случае материал отвечает гигиеническим и санитарным требованиям, справится с воздействием микроорганизмов. Специальная резина выдержит более большое давление, и применяется при более большом температурном диапазоне.

Мембранная ткань бывает плоской и балонной.

Это не зависит от материала и вида, мембранная ткань исполняет одинаковые функции.

Эластическая емкость располагается в корпусе бачка, таким образом образовывает два независящих один от одного пространства.

В балонной мембранной ткани в середине находится вода, а в пространстве между ее стенками и стенками гидравлического аккумулятора нагнетается воздух.

Плоская крепится на стенках емкости, также образовывая два отдела. Насосы дают водоподачу. Это происходит до достижения самых больших значений давления в середине конструкций. Эти значения ставятся наладчиками на реле. Когда отметка достигнута, насос перестает работать. При этом давление на саму емкость с водой сберегается, благодаря конструктиву. Благодаря этому нет изменения водного напора в процессе применению. Когда давление может достигать небольшой метки, насос вновь включается.

Какие функции выполняет расширительный бак в водоснабжении

Мембранный бак для водоснабжения – многофункциональный прибор, ни одна автономная система, за исключением использующих дорогостоящие погружные электронасосы с частотным управлением, не может обойтись без его использования. Чтобы ответить на вопрос, для чего нужен бак в системе, следует рассмотреть его конструктивное устройство и принцип работы.

Все мембранные баки состоят из двух основных частей, включающих в себя металлический бачок и внутреннюю эластичную мембрану с запрессованным в крышку корпуса входным штуцером. При работе электронасоса на закрытые краны вода поступает во внутреннюю эластичную оболочку и происходит ее растяжение (расширение), в определенный момент водоподача прекращается и гидробак остается в наполненном состоянии.

Когда краны открывают, вода из гидроаккумулятора поступает в систему с определенным давлением за счет сжатия эластичной мембраны до момента повторного запуска насоса, который снова качает воду для наполнения бака. Процессом включения-отключения электронасоса управляет реле давления, для его настройки на пороги срабатывания используют встроенный в систему манометр.

Рис. 2 Конструктивное устройство горизонтального бака

Расширительный бак для водоснабжения в качестве гидроаккумулятора

Из принципа работы гидробака понятно, что он накапливает (аккумулирует) некоторый объем воды в своем внутреннем эластичном баллоне или части корпуса. Благодаря этому в системе определенное время поддерживается нужное давление, а также создается некоторый запас воды, полезный в аварийных ситуациях при кратковременном отключении электричества, повреждениях водопровода, отказе электронасоса.

Некоторые домовладельцы устанавливают гидробаки большого объема внутри дома – это позволяет делать значительные запасы водных ресурсов.

Гидробак для стабилизации напора в системе

Так как наполненная водой емкость гидробака отдает водные ресурсы в течение длительного времени, зависящем от его объема и потребления, ровное давление в водопроводе поддерживается длительной период времени. При отсутствии накопительной емкости трубопровод освобождался бы от водных ресурсов быстрее – это вызывало бы быстрое падение давления в системе и частое включение электронасоса.

Рис. 3 Принцип работы гидроаккумулятора

Расширительный бак для защиты от гидроударов

Защита от гидроударов – один из ответов на вопрос, зачем нужен гидробак. Принцип компенсации им гидроударов в системе заключается в следующем: при отключении – включении электронасоса происходит резкая остановка или движение водных потоков. При этом в силу инерционности вода оказывает физическое воздействие на оболочку трубопровода, запорную и регулирующую арматуру, передавая им свою кинетическую энергию. Узлы и детали водопроводной системы начинают смещаться, в результате чего происходит ослабление резьбовых и компрессионных соединений, крепежа трубопровода, появляется сбои в работе автоматики.

Эластичная накопительная емкость для системы водоснабжения в виде оболочки внутри гидробака при движении и остановке водного потока растягивается или сжимается в первую очередь – это позволяет предотвратить физическое воздействие на другие узлы водопровода.

Гидроаккумулятор для увеличения срока службы насосного оборудования

Принцип работы автоматики включения и отключения электронасоса состоит в реакции реле на заполнение емкости гидробака водой – как только внутренняя резиновая оболочка начинает растягиваться и оказывать сопротивление давлению водных масс, в определенный момент срабатывает реле давления и отключает электронасос. Понятно, что чем дольше заполняется водой внутренняя оболочка гидробака, тем большее время насос находится во включенном состоянии.

Аналогично при водозаборе вода из бака уходит медленнее и соответственно реле на включение электронасоса срабатывает через значительный промежуток времени.

Рис. 4 Гидробаки для отопительных систем – популярные бренды

Устройство агрегата

Как правило, устройство гидробака имеет следующие важные компоненты:

• металлический корпус;
• фланец с клапаном;
• резиновая мембрана.

Здесь стоит отметить тот факт, что мембрана в устройстве гидроаккумулятора играет ключевую роль, поэтому ее состоянию всегда отводится важная роль.

На современном рынке насосного оборудования, как правило, предлагается два вида мембран для гидробаков:

• диафрагменная плоская;
• баллонный тип.

Остановимся более подробно на описании каждого типа мембран.

Плоская

Диафрагменная плоская мембрана закрепляется герметично внутри корпуса гидробака, при этом разделяет его на две части:Принцип действия в этом случае заключается в следующих моментах:

• при включении насоса вода закачивается вовнутрь агрегата, при этом мембрана начинает сжиматься и создавать избыточное давление в воздушном отсеке;
• при определенном уровне давления в гидроаккумуляторе реле отключает насос, а мембрана, накопившуюся жидкость непосредственно выталкивает в трубопровод;
• при достижении минимального уровня реле давления воды снова включает насос, и весь процесс снова повторяется циклично.

Таким образом, как видим, происходит, как экономия электричества, так и энергоресурса самого насоса.

Баллонная

Балонный тип мембраны представляет собой резиновую емкость, которая в небольших баках объемом от 5 литров, напоминает по форме обычную банку или медицинскую грелку, а вот в моделях объемом от 24 литра она имеет более грушевидную форму.Принцип функционирования баллонной мембраны заключается в следующих важных моментах:

• при помощи насоса вода закачивается вовнутрь резинового баллона;
• появляется избыточное давление между стенками резиновой емкости и корпусом гидробака, которое при отключении насоса выталкивает воду в магистральный трубопровод.

Таким образом, баллонная мембрана в значительной степени снижает действие гидроударов на систему водоснабжения.

Познавательную статью о гидроаккумуляторах Джилекс читайте здесь.

Ремонт своими руками

Замена гидроаккумулятора

1. Расширительный бак имеет вид металлического бочонка с запайным корпусом. Внутри груши расположен резиновый мешок, в который при повышении давления в системе поступает вода.
2. Если диагностика выявила поломку именно в гидроаккумуляторе, его нужно снять, открутив контргайку на шланге, ведущем в насос.
3. Заменяемая деталь в баке — это ниппель для накачки воздуха и резиновый мешок для воды.
4. Замена происходит путем откручивания тыльной крышки груши.

Регулировка реле давления

К сожалению, эта деталь не поддаётся ремонту, ее можно только заменить или отрегулировать. На корпусе датчика есть два штурвала. Большой служит для поднятия давления в системе. Маленький регулирует интервал включения насоса. Подкручивая их, выбираете диапазон работы устройства.

Реставрация или замена крыльчатки

1. Для замены рабочего колеса необходимо разделить двигатель и камеру подачи воды, открутив несколько болтов на фланце.
2. Крыльчатка крепится на штоке и прижимается гайкой.
3. Откручиваем ее и снимаем диск.
4. Сборку производим в обратном порядке.

Замена сальника

1. Следуя пункту 3, разбираем насос.
2. Сняв крыльчатку, доберемся до сальника.
3. Снять его можно, нагрев или расплавив газовой горелкой или строительным феном.
4. Остатки грязи или ржавчины счищаем и запрессовываем новый сальник.

Замена подшипника

1. Следуя инструкции, указанной выше, совершаем поэтапный полный разбор устройства.
2. Вытаскиваем якорь двигателя через заднюю крышку.
3. На валу расположены два подшипника, по обоим концам стержня.
4. Чтобы вынуть их, вал придется нагреть горелкой.

Новые кольца надеваем на старое место, предварительно почистив стержень от ржавчины.

Выбор мембранного бака со знанием дела

Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.

Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.

Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец

Особое внимание при выборе устройства стоит сосредоточить на фланце, который, как правило, изготавливают из оцинкованного металла. Толщина этого металла очень важна. При его толщине всего в 1 мм срок эксплуатации изделия составит не больше 1,5 года, так как в металле фланца непременно образуется прореха, которая выведет из строя всё устройство

При его толщине всего в 1 мм срок эксплуатации изделия составит не больше 1,5 года, так как в металле фланца непременно образуется прореха, которая выведет из строя всё устройство.

При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.

Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.

Виды и критерии выбора

Чтобы компенсировать объём теплоносителя в системе во время изменения температуры, используют расширительные баки двух видов: открытые и закрытые (герметичные).

Открытые расширительные баки широко распространены, но имеют следующие недостатки:

• большие затраты на установку, так как монтируют такие баки в верхней точке системы для создания необходимого уровня увеличенного давления;
• необходимо постоянно контролировать уровень жидкости;
• есть риск возникновения ржавчины в системе из-за длительного контакта нагревающегося теплоносителя с воздухом.

Герметичные расширительные баки не имеют таких недостатков. Для отопительных систем выпускаются баки, которые отличаются в использовании мембраны. Мембраны делятся на баллонные и диафрагменные виды. Баллонная мембрана – это установленная внутри бака ёмкость, сделанная из резины высокого качества, способной выдержать значимые температурные колебания. Фланцевое крепление такой мембраны позволит заменить её быстро и просто.

Мембраны баллонного типа имеют такие преимущества, как:

• широкий диапазон рабочих давлений, дающих возможность применить герметичный расширительный бак;
• возможность смены мембраны, что помогает сделать ремонт данного устройства дешевле и быстрее;
• простое задание минимального давления для любых систем.

Диафрагменная мембрана – это несъёмная перегородка, которая, чаще всего, выполнена из эластичного полимера или тонкого металла. Эта мембрана отличается малой собственной ёмкостью и способностью компенсировать небольшие перепады давления в системе. При выходе из строя такого бака потребуется его полная замена. Одной из привилегий данного устройства является низкая цена. Кроме того, бак, имеющий диафрагменную мембрану, просто сконструирован и надёжен в эксплуатации.

Правильно выбрать расширительный бак – это значит обеспечить безопасность эксплуатации отопительной системы, поэтому выбирая расширительный бак, стоит обратить внимание на такие основные характеристики:

• материал мембраны, её устойчивость к высоким абсолютным значениям температур, давлений и перепадам этих показателей;
• материал и покрытие корпуса, устойчивость к возникновению ржавчины;
• соответствие санитарно-гигиеническим нормам;
• исполнение (способ монтажа).

Расширительные баки с резиновой грушей

Замену груши в гидроаккумуляторе на 20, 24, 50, 80 и 100 литров делают одинаково.

Гидроаккумуляторы являются накопителями энергии. Подобно аккумуляторным батареям в электрических системах, они накапливают и разряжают энергию в виде жидкости под давлением.

Сам аккумулятор — сосуд высокого давления, который содержит гидравлическую жидкость и сжимаемый газ, обычно азот. Корпус или оболочку делают из стали и алюминия, титана и композитных материалов с армированными волокнами. Подвижный резиновый пузырь внутри корпуса отделяет воду от газа.

В этих гидропневматических установках жидкости слегка сжимают под давлением. Но газы сжимают в меньшие объемы под высоким давлением, и инженеры используют это свойство в конструкции расширительных баков для водопровода. Потенциальная энергия накапливается в сжатом газе и высвобождается по требованию, чтобы вытеснить жидкость из аккумулятора и направить её в систему водоснабжения дома.

Гидравлический насос повышает давление в системе, и заставляет жидкость поступать в аккумулятор. Груша для расширительного бака надувается и сжимает объём газа, а аккумулятор накапливает энергию.

Закачка воды прекращается, когда давление в системе и газ уравновешены. Когда вода вытекает из крана или душа, давление в гидравлической системе падает, и аккумулятор выпускает накопленную жидкость под давлением в контур. И цикл зарядки начинается снова.

Бурильщики рекомендуют аккумуляторы с резиновой мембраной как лучшие расширительные баки. Их делают стандартных размеров (24, 50, 80, 100 литров). В зависимости от конструкции, заменить грушу в гидроаккумуляторе в случае отказа или повреждения бака можно самостоятельно.

Вначале теория

Автономная система водоснабжения с гидроаккумулятором

Если в водонапорной башне давление воды создается за счет силы тяжести — и чем выше расположена емкость, тем оно больше, то в гидроаккумуляторе для этого используется внешнее давление на жидкость. Поэтому для этих устройств не важна высота, да и место тоже.

Классификация гидроаккумуляторов

Они делятся на две группы:

1. Механические, в которых давление создается усилием сжатой пружины, упругой мембраны или грузом.
2. Пневматические — в них на воду давит газ, который тоже находится под давлением. Для разделения воды и газа используются гибкие мембраны из резины или подобных материалов.

В небольших системах автономного водоснабжения используется именно последняя разновидность, так как она проще по конструкции и дешевле в обслуживании. В дальнейшем и пойдет разговор именно о них.

Гидроаккумуляторы это компактная замена водонапорных башен

Водоснабжение с гидроаккумулятором вполне может обеспечивать небольшой поселок, в котором проживают до 1-2 тысяч жителей. Автор этих строк, работая в коммунальной сфере, переделал более 10 сельских водопроводов подобным образом.

Причем, стоимость покупки и монтажа гидроаккумулятора на порядок меньше, чем замена полностью изношенной (в основном из-за коррозии) башни Рожновского на новую.

Устройство гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор в разрезе

Как мы уже говорили, речь будет идти о пневматических гидроаккумуляторах (еще одно название — гидропневмоаккумулятор). Конструкция их крайне простая, фактически он состоит из нескольких деталей.

1. Корпус, как правило, металлический. В него закачивается воздух (в промышленных аккумуляторах для специальных жидкостей это может быть и азот, но для сравнительно небольших объемов воды это просто воздух).
2. В корпусе закреплена мембрана, она представляет собой резиновый мешок (грушу). Он соединен патрубком с водопроводом, и в него закачивается вода под давлением насоса из водопровода. Как известно, она, в отличие от воздуха, несжимаема, поэтому сжимается последний. При разборе воды, воздух, расширяясь, вытесняет ее.
3. Для того чтобы закачивать воздух, в объем между корпусом и грушей устанавливается патрубок с золотником. В большинстве случаев он полностью аналогичен тем, которые применяются на автомобильных шинах.
4. Дополнительно на гидроаккумулятор могут быть установлены манометры для контроля давления и датчики реле.

Для чего предназначены гидроаккумуляторы

Олин из вариантов установки гидроаккумуляторов в системах водоснабжения

• Систему автономного водоснабжения можно построить и без них. Для этого нужно: либо чтобы насос работал постоянно, либо он включался при разборе (падении давления в водопроводе). Но такой подход невыгоден, так как снижает его ресурс и увеличивает потребление электроэнергии. Поэтому ставят гидроакуумуляторы, которые позволяют насосам включаться только периодически.
• Эти агрегаты, регулируя давление в водопроводе, компенсируют гидроудары приводящие к разрушению труб и других деталей системы.

Гидроудар и его последствия

• Регулировка давления обеспечивает еще и стабильную работу смесителей. Если в системе напор резко скачет, то тяжело выставить нужную температуру на точках разбора.
• Для исключения «сухого хода» насоса. При запуске без воды в корпусе крыльчатка резко раскрутившись, так как нет сопротивления, может сорваться с вала. Для того чтобы вода не уходила, до насоса ставят обратный клапан, гидроаккумулятор же обеспечивает наличие жидкости после насоса.

Последствия «сухого хода» насоса

Для создания запаса воды в случае перебоев с электроэнергией. Однако нужно отметить, что в небольших автономных системах емкость гидроакуумуляторов редко превышает 10-20 литров (по этому параметру они уступают напорным емкостям). Так что принять душ или помыть посуду при отсутствии электроэнергии не получится. Но никто не мешает поставить аккумулятор большей емкости.

Гидроаккумуляторы большой емкости могут долго подавать воду при отключенном насосе

О работе гидроаккумулятора в системах водопровода можете также посмотреть видео в этой статье:

Функции, назначение, виды

Место установки — в приямке или в доме

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары, мы выяснили. Но есть и другие:

• Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включится только тогда, когда ее останется совсем немного.
• Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
• Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Виды

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

• для холодной воды;
• для горячей воды;
• для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

Два вида гидроаккумуляторов

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Принцип работы гироаккумулятора с мембраной в виде груши

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху, и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Строение гидроаккумулятора большого размера

Изнашивание мембраны

Мембрана в гидроаккумуляторе является расходной деталью. Она со временем изнашивается и требует замены. Износ связан с неровным давлением в системе, с постоянными процессами сжатия и растяжения, трении о другие детали. Регулярные и резкие скачки температуры, превышения значений давления в системе тоже не продлевают срок службы.

Компании-производители в среднем заявляют о 5 годах эксплуатации, но влияние негативных аспектов сложно избежать.

Например, расход воды утром и, особенно, вечером в будние дни вырастает. Поэтому замена мембраны в гидроаккумуляторе требуется чаще.

 Когда необходимо купить мембрану в гидроакуумулятор, лучше выбирать такого же производителя, как и у самого гидроаккумулятора. Тогда совпадут необходимые размеры и характеристики.

Проверка мембраны.

Перед тем как купить мембрану гидроаккумулятора в спб надо убедиться, что причина поломки заключается именно в этом элементе.

Если по манометру видно, что давление или растет, или падает, а при этом вода подается то тонкой струйкой, то с нормальным напором — это яркий признак нарушения целостности мембраны. Чтобы окончательно в этом убедиться, надо выключить насос и перекрыть подачу воды в бак.

Потом остатки жидкости из бака стравливают

При этом, обращают внимание на то, как она выходит. Если вместе с воздухом – необходима замена мембраны в гидроаккумуляторе.

Замена мембраны в гидроаккумуляторе своими руками

Ремонт мембраны гидроаккумулятора можно произвести самостоятельно. Происходит это поэтапно.

1. Гидроаккумулятор демонтируется от остальной системы. На этом этапе лучше расположиться там, где будет комфортно производить дальнейшие манипуляции и не страшно будет залить водой окружающее пространство.
2. Убрать давление воздуха. Для этого есть специальный ниппель. Он бывает горизонтальный и вертикальный, чаще всего располагается на верхней части бака.
3. Откручивается шланг и крышка. Скорее всего, на этом этапе из гидроаккумулятора польются остатки жидкости. Можно заранее приготовить таз. Воду надо слить полностью.
4. После этого снимается крышка с манометром.
5. Внизу корпуса находится специальное технологическое отверстие. Через него достается мембрана.
6. Бак осматривается на нарушение целостности, грязь и ржавчину. Правильно, если нет осадка и трещин. Потом промывается и осушивается.
7. Мембрана для гидроаккумулятора 50 литров монтируется в бак. Если емкость рассчитана на другой объем, мембрана должна быть подобрана соответственно.
8. Конструкция собирается в обратном порядке.
9. Через специальный золотник закачивается воздух. Здесь можно применить обычный насос.

Для облегчения замены мембраны в гидроаккумуляторе можно посмотреть видео, где все наглядно показывают и рассказывают.