Статьи

Выбираем гидроаккумулятор для скважины

Став счастливым обладателем новенькой артезианской скважины хозяйственно-питьевого назначения, после завершения буровых работ, хозяин участка предстаёт перед новой задачей — обустройством полноценной системы водоснабжения. Этот процесс связан с подбором и монтажом различных элементов инженерной сети, которые призваны обеспечить полную функциональность и удобство для пользователей. Одними из таких незаменимых элементов стали гидроаккумуляторы.

Для чего они нужны

Гидроаккумуляторы имеют несколько разновидностей, но все их объединяет выполнение ряда общих задач:

  • Поддержание комфортного давления во внутридомовом водопроводе, в заданных интервалах.
  • Создание определённого резерва воды.
  • Растягивание по времени периодичности работы насосного оборудования, что благоприятно сказывается на сроке службы дорогостоящих агрегатов.

Если представить замкнутую систему водоснабжения, из которой не осуществляется отбор воды, то она будет находиться под некоторым давлением, соответствующим пределам, установленного рабочего диапазона. При активации запорной арматуры (открытии крана смесителя, включении системы полива), за счёт излива, происходит постепенный сброс давления до значения Pmin. Затем, управляющая автоматика выдаёт сигнал на работу насоса, который нагнетает воду в систему до верхнего порога отключения Pmax.

При отсутствии во всей гидравлической цепочке демпфирующих или накопительных устройств, так как жидкость — мало сжимаемая среда, падение давления, до порога срабатывания автоматики, происходит практически мгновенно. В реальной ситуации это означает, что при каждом открытии/закрытии крана, насос будет включаться/выключаться. Временные периоды таких циклов могут составлять считаные секунды и следовать один за другим.

Известно, что для любого электрооборудования, а особенно это касается электродвигателей, помимо запредельных нагрузок, пусковые токи считаются самыми опасными. В моменты старта они превышают номинальные значения в 2-3 раза, что приводит к выделению избыточного тепла. Очевидно, что когда включение/отключение насоса происходит слишком часто, это вызывает перегревы, которые ускоряют выход электродвигателя из строя.

На помощь приходят гидроаккумуляторы. Они позволяют, накапливая и отдавая определённые объёмы воды, снижать скорость падение давления в системе до Pmin.

Разновидности и устройство гидроаккумуляторов

Соответствуя своему назначению, гидроаккумулятор поддерживает энергетический баланс системы водоснабжения за счёт упругих свойств газа, пружины или используя вес массивного груза. Ввиду малой инерционности и компактным размерам, при большой энергоёмкости, для автономных водопроводов получили распространение пневмогидравлические аккумуляторы (пневмогидробаки), а среди них выделились два основных типа – мембранные и баллонные.

Мембранные устройства представляют собой сосуд, разделённый упругой мембраной на две ёмкости. В одной накапливается жидкость, которая, по мере роста давления в системе до Pmax, выдавливает мембрану в другую пневматическую полость. Когда насос отключается, но продолжается разбор воды, сжатый воздух толкает мембрану обратно, вытесняя жидкость к потребителю. После достижения порога Pmin, водоподающий агрегат включается, а цикл повторяется.

Баллонные гидробаки работают по тем же техническим принципам, что и мембранные. Различия проявляются в решении конструктива баллонных накопителей. У них гидравлическая емкость образована отдельной цельной эластичной грушей(баллоном), которая растягивается или сжимается, при заполнении или опорожнении. Груша находится внутри стального сосуда со сжатым воздухом. Оба типа пневмогидравлических аккумуляторов, перед подачей на них системного давления, накачиваются газом до показателя Pвозд, в соответствующую полость. Значение Pвозд принимается на 0,2-0,3 атм меньше, чем нижний порог включения насоса Pmin.

Достоинства и недостатки

Главный недостаток любого мембранного гидроаккумулятора заключается в том, что его внутренняя стальная поверхность подвергается прямому контакту с водой. Поэтому, для длительного функционирования, мембранная модель должна поставляться с внутренним антикоррозийным покрытием либо нержавеющего исполнения. Ещё один момент, который необходимо учитывать – ремонтопригодность. Хотя разделительная мембрана имеет больший срок службы, чем баллон, она также постепенно изнашивается. Её простая замена осуществляется только у разборных моделей, которые дороже сварных.

С другой стороны, мембранные гидроаккумуляторы могут иметь совсем небольшие габариты, а также обладают высокой скоростью отклика на изменение давления внутри системы. Благодаря этим свойствам, их удобно использовать не как накопители, а как демпфирующие устройства от резких изменений давления для гидротехнических конструкций.

Баллонные модели получили самое широкое распространение, для использования в автономных системах водоснабжения. У них внутренняя стальная поверхность не имеет контакта с жидкостью, а значит, не корродирует. Обладая большими габаритами, они в то же время позволяют создавать определённые запасы воды (около половины от общего объёма), с заданным давлением в сети, что немаловажно при обустройстве многочисленных точек потребления или при частых перебоях с электроэнергией.

Слабым местом баллонного гидроаккумулятора, является эластичная груша. Она имеет относительно небольшой срок службы и высокую стоимость у крупных моделей. При этом замена, изношенного эластичного баллона – относительно простая операция и может выполняться своими силами. Методика профессионального расчета емкости гидроаккумулятора.

Используя точные технологические расчёты, которые учитывают множество факторов, специалисты нашей компании  помогут подобрать оптимальный по функциональности, типу и форм-фактору гидроаккумулятор для вашего автономного водоснабжения. Методики инженерных расчётов имеют несколько вариантов и применяются в зависимости от требования к конечному результату.

Наиболее полный способ описывается в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий», но из-за его сложности для бытовых систем удобней использовать международную систему UNI 9182 или подбирать по таблицам производителей насосного оборудования.

1.Расчёт по системе UNI 9182

Исходными данными для неё будут:

  • Q max – максимальная продуктивность насоса при задаваемом напоре, л/мин,          м³ /час.
  • А – максимальная паспортная частота запусков насоса.
  • Pmax – давление отключения насоса, атм, кг/с          м² .
  • Pmin – давление включения насоса, атм, кг/с          м² .
  • Pвозд – начальное давление в газовой полости, атм, кг/с          м² .

При расчётах учитывается значение атмосферного давления, путём увеличения показаний манометра на 1 кг/с          м² . Конечная формула, для вычисления объёма пневмогидроаккумулятора, будет иметь вид: V=[16,5*Q max * (Pmax+1)* (Pmin+1)]/[А* ((Pmax+1)- (Pmin+1))* (Pвозд+1)], л,          м³ . Например:

  • Q max =2          м³ /ч или 33л/мин — с учётом всех потерей напора.
  • А=20 пусков в час.
  • Pmax=3 кг/с          м² .
  • Pmin=1,5 кг/с          м² .
  • Pвозд=1,3 кг/с          м² .

V=[16,5*33* (3+1)* (1,5+1)]/[20* ( (3+1)- (1,5+1))* (1,3+1)]=79 л.

Полученный результат, сравнивается со стандартным рядом выпускаемых гидробаков. Для монтажа подойдёт ближайшая модель с большим объёмом – 80 л.

2.Табличный способ

Многие производители скважинных насосов дают рекомендательные таблицы, для подбора гидроаккумулятора в систему водоснабжения на основе своего оборудования. Например, у фирмы Grundfos основными исходными данными для расчётов служит максимальный расход воды потребителем при минимальном давлении в системе — Q max, а также наименьшее давление в самой высокой точке системы, с учётом потерь в ней – Pmin. Подставляя эти два значения в таблицу, можно выяснить объём требуемого пневмогидравлического накопителя, при соответствующих паспортных характеристиках насоса, потерях напора, а также давление в воздушной полости.

Упрощённый самостоятельный подбор гидроаккумулятора.

На сегодняшний день уже многие владельцы индивидуальных хозяйственно-питьевых источников (колодцев, скважин) пользуются удобными системами автоматической подачи воды. Однако, немало и тех, кто модернизирует существующие гидротехнические сооружения старого образца. Некоторые делают это своими силами, и у них возникает вопрос: «Каксамому подобрать гидроаккумулятор?

Чтобы не углубляться в тонкости инженерных расчётов, можно воспользоваться следующими практическими рекомендациями:

  • Определите задачи гидробака – поддержание давления или сохранение аварийного запаса воды. Для сглаживания пусковых нагрузок и компенсации гидроударов подойдут небольшие мембранные баки до 8 л. Объёма 24 л хватит уже не только для демпфирования скачков давления, но и для комфортного использования в небольшом дачном хозяйстве с 2-3 точками водоразбора. А 100 л ёмкость, при таком потреблении, будет неплохим резервным накопителем.
  • Избежать частых пусков насоса при значительных расходах воды, поможет гидробак свыше 50 л. Такие расходы могут возникать в частных домах с развитой сетью водоснабжения(более 4-х точек потребления), и в этих случаях лучше доверить расчёты профессионалам. По крайней мере, обратите внимание, насколько часто происходит запуск насосного оборудования. Если превышается паспортный лимит включений, то придётся устанавливать ещё один дублирующий гидроаккумулятор.
  • Ещё на выбор накопителя оказывает влияние его форма. Вертикальные гидробаки занимают меньше площади, а горизонтальные обычно имеют монтажную площадку для установки насоса. Поэтому они удобней при эксплуатации с поверхностными центробежными агрегатами.
  • Если влажность в помещении установки накопителя повышенная (сырой подвал, приямок скважины), то нержавеющие емкости окажутся предпочтительней. В таких помещениях, нередки случаи, когда коррозия успевает разрушить гидробак снаружи быстрее, чем изнутри.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

+ 63 = 70