Что такое гидроаккумулятор для систем водоснабжения: Гидроаккумулятор для водоснабжения: особенности устройства, выбор объема, рабочее давление, способы монтажа | ВодаСовет — водоснабжение дома

что такое и зачем он нужен

Что такое гидроаккумулятор

Гидроаккумулятора, его еще называют гидробак, гидравлический бак, расширительный мембранный бак. В системе водоснабжения из колодца, он используется в качестве автономного накопителя для дачи или частного дома, подавая воду в раковину, душ и другие точки, а затем сливая её в канализацию так же, как в городских квартирах. Гидробаки работают совместно с насосом.

4 функции гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор выполняет сразу четыре функции в системе водопровода из колодца:

• Накапливание резервов воды, что важно для колодцев с малым дебетом, или источников с неинтенсивным приходом воды;
• Избавление системы автономного водоснабжения от возможных гидроударов*;
• Сокращение количества запусков насоса;
• Поддержка давления в водопроводе (совместно с реле давления и блоками автоматики).

*Гидроудар — повышенное давление воды вызванное изменением её скорости приводящее к трещинам в трубах, отводах и других частях системы водоснабжения. Благодаря гидробаку водопровод не пострадает, останется целым сохранив подачу жидкости.

Красный или синий?

Для водопровода только синий. Красные — это расширительные баки, используются для отопления и имеют иное строение.

Отличие гидроаккумулятора от расширительного бак

Визуально гидроаккумулятора похож расширительного бак, основные отличия скрыты от глаз и состоит в строении агрегатов. В резервуаре жидкость набирается во внутреннюю камеру, так называемую грушу, резиновой мембраной жидкость отделяется от воздуха. В расширительном баке, вода набирается в сам резервуар без дополнительных мембран.

Виды и размеры

Гидробак может быть горизонтальный или вертикальный, отличия только в способе установки, возможен монтаж на пол или с креплением на стену, иных технических отличий нет. Различны также и размером и, соответственно, емкостью. Популярные объемы:

• 24;
• 50;
• 80;
• 100;
• 150;
• 200 литров.

Объем рекомендуется обуславливаться мощностью насоса и мощностью колодца, чем приход интенсивнее, тем меньшего размера используют гидроаккумулятора.

Гидробаки могут быть проходные и замкнутые.

• Проходные, когда мембрана располагается между двух фланцев.
• Замкнутые — мембрана крепится основным фланцем на одной из сторон.

Какой размер подойдет вам?

При покупке гидроаккумулятора, не забывайте, общий объем аппарата и рабочий — разные понятия. То есть, маркировка 100 литров подразумевает объем мембраны и остальной полости заполненной сжатым воздухом.

Когда насос накачивает жидкость в бак, вода сжимает имеющийся воздух занимая пространство.

Какое же процент занимает вода от общего объема резервуара?

При рабочем в 2 атмосферы, в гидробаке будет порядка 50 % воды. Фактический объем 24 литрового резервуара равен 12, соответственно 100 литрового — 50.

При выборе гидроаккумулятора важно учесть два момента:

• Необходимый объем воды.
• Характеристика колодезного насоса. В паспорте аппарата обычно имеется рекомендуемое количество запусков в час.

Если у вас большая семья и вам необходимо приличное количество воды, потребуется мощный насос и соответственно гидробак большой емкостью.

Пример: семья из 3-4 человек в среднем потребляет 2-2.5 кубический литра воды в час. В данном случае будет достаточно бака емкостью в 100 литров исходя из этих потребностей подбирается мощность колодезного насоса.

Рекомендуется брать баки с мембраной из пищевой резины, так как:

• Эластичность позволяет в разы лучше гасить гидравлические удары,
• Стабилизировав рабочее давление в системе водоснабжения,
• Предотвратит появление в ней воздушных пробок,
• Уменьшит периодичность запуска насоса.

Ваш запас воды будет больше, насос не придётся запускать слишком часто, и это сохранит аппарат от преждевременного износа.

Из какого материала выбрать

У дешевых экземпляров из тонкого металла, верхняя часть покрывается слоем краски. Если хотите более основательное решение, чтобы гидробак прослужил не один десяток лет, обратите внимание на резервуары из нержавейки.

Как устроен и принцип работы

Между корпусом и внутренней мембраной закачен воздух, на одной из сторон имеется ниппель для подкачки или стравливания воздуха в пространство между мембраной и корпусом. Также, лучше выбирать оборудование с интегрированным манометром и имеющее дополнительный ниппель.

Работает гидроаккумулятор следующим образом:

1. После закачки воздуха, проверяем давление;
2. Включаем насос, закачиваем воду в мембрану;
3. Выключаем насос, далее открываем кран, воздух давит на мембрану и под его воздействием создается давление, жидкость поступает в кран.

Гидробаки работают без электричества, при отключении электроэнергии вода никуда не денется.

Профилактика

Рекомендуем делать диагностику на наличие стравленного воздуха и целостности мембраны гидробака ежегодно. Во втором случае, гидроаккумулятора перестает выполнять роль защиты от гидроудара. Мембраны продаются отдельно, а ее замена производится за пару минут.

Подведем итоги. Гидробак без проблем обеспечивает водой дачу или загородный дом, оберегая при этом систему водоснабжения от гидроударов, ведущих к поломкам, преждевременного износа оборудования. Это даст возможность пользоваться водой, не думая, что она может закончится, а с оборудованием что-то случится.

Возможно, наш материал будет полезен вашим знакомым. Поделитесь статьей

Оцените статью

Другие интересные статьи

Вернуться к списку статей

Перейти в раздел водоснабжения

гидроаккумулятор для систем водоснабжения: устройство и принцип работы

Монтаж автономной системы водоснабжения частного дома в обязательном порядке требует установки в систему водопровода гидроаккумулятора, устройства позволяющего обеспечить работу бытовой техники и значительно повысить эффективность использования воды и при этом существенно сэкономить на потреблении электроэнергии. Однако, как показывает практика, при самостоятельном монтаже водопровода не только правильно подключить сам гидроаккумулятор, важно чтобы он был максимально правильно подобран по своим параметрам и соответствовал требованиям эксплуатации и остального оборудования автономного водопровода.

Содержание

Что такое гидроаккумулятор
Для чего необходим гидроаккумулятор
Виды гидроаккумуляторов
Виды мембран и их свойства

 Что такое гидроаккумулятор

Свое название гидроаккумулятор берет из двух слов греческого происхождения «гидро» – в переводе означает вода, а вот «аккумулятор» – накопитель. Так что в прямом переводе гидроаккумулятор это не что иное, как накопитель воды. Гидроаккумулятор это общепринятое название, также довольно часто применяется и другое название этого вида оборудования – мембранный бак. Такое название раскрывает более детально устройство гидроаккумулятора.

Классический вид гидроаккумулятора, представляет собой пустотелый сосуд, внутри которого находится разделяющая мембрана или эластичная прокладка. Эта мембрана делит внутреннее пространство на две части. Одна из частей, имеет золотниковый клапан, через который закачивается в полость инертный газ или специально подготовленный воздух. Вторая половина, имеет входной фланец, к которому подключается система водопровода, и при открытии крана эта половина бака заполняется водой.

Следует знать, что встречается два вида оборудования – гидроаккумуляторы, имеющие мембрану и баки, имеющие вместо мембраны полноразмерный резиновый резервуар, практически равный по объему бака.

В системе автономного водопровода гидроаккумулятор устанавливается не отдельно, в обязательном порядке к нему монтируется и другое оборудование, которое позволяет обеспечивать надежную работу всей системы:

• Манометр;
• Блок управления насосным оборудованием;
• Трубопровод, соединяющийся с насосом и системой водопровода;
• Фильтр механической очистки воды.

Золотниковый ниппель, установленный со стороны куда закачивается газ обеспечивает необходимое давление газа внутри резервуара, и предназначен для закачивания в него инертного газа или подготовленного осушенного воздуха. Подключение баллона с газом осуществляется через специальный переходник, а для закачки воздуха применяется автомобильный компрессор или обычный насос.

Для чего необходим гидроаккумулятор

Система автономного водопровода как и традиционный централизованный водопровод постоянно находится под давлением, при открытии крана вода под давлением вырывается наружу, но при этом, в отличие от централизованного водопровода в автономной системе нет водонапорной башни, чтобы постоянно поддерживать необходимое давление. Роль водонапорной башни в системе замкнутого водопровода выполняет гидроаккумулятор. Наполняя часть бака водой, мембрана сдавливает воздушную часть гидроаккумулятора. После того как давление в водопроводе достигает максимума, подача воды прекращается и давление стабилизируется. Однако при открытии крана вода выходит наружу под давлением, это давление создается сжатой мембраной, которая под действием сжатого воздуха начинает выдавливать воду из системы. Небольшое количество воды, отобранное из системы, незначительно снизит давление внутри, и если давление не уменьшается до нижнего уровня, когда включится насос, гидроаккумулятор и дальше будет поддерживать давление в водопроводе при меньшем количестве воды.

Условно работу гидроаккумулятора можно представить следующим образом:

• Давление в системе водопровода ниже минимального уровня – автоматика включает насос, и вода начинает поступать в систему.
• При поступлении воды в систему наполняется бак гидроаккумулятора и постепенно сжимается мембрана, увеличивая давление в воздушной камере.
• После закрытия крана, насос продолжает подавать воду в систему, пока гидроаккумулятор не заполнится полностью и автоматика не отключит насос при достижении давления наибольшего показателя. Давление в воздушной камере и водяном резервуаре достигает максимального показателя.
• При открытии крана, вода из водяного резервуара гидроаккумулятора начинает поступать в систему под давлением воздушной камеры. При достижении минимального показателя, автоматика снова включает насос и начинается подача воды в систему.

Таким образом гидроаккумулятор позволяет обеспечивать постоянное давление воды в системе водопровода. Однако на этом его функции не заканчиваются. Наличие эластичной мембраны или резинового резервуара дает возможность быстро реагировать на  резкое повышение давления в системе, например при включении насосного оборудования, когда большой объем воды поступает в систему. Обычно при таком гидроударе в системе замкнутого автономного водопровода, без гидроаккумулятора ломались бы запорные клапана бытовой техники, краны смесителей, появлялись протечки в резьбовых соединениях.

Автономная система водопровода, без гидроаккумулятора, требовала бы включения насосного оборудования при каждом открытии крана, пусть даже на 2-3 секунды, что неизбежно привело к преждевременному износу как насоса, так и автоматики включения. При этом гидроудары были бы постоянным явлением.

 Виды гидроаккумуляторов

Обустройство индивидуальных домов зачастую требует специфического подбора оборудования для монтажа системы водопровода. Для наиболее полного и качественного выполнения этих задач разработаны несколько видов гидроаккумуляторных баков как по назначению, так и по другим характеристикам.

Одной из важных классификаций мембранных баков для автономного водопровода выступает объем резервуара:

• Малые баки от 10 до 35 литров;
• Средние баки от 35 до 70 литров;
• Большие баки свыше 70 литров объема резервуара для воды.

Для установки в помещении имеется две разновидности, различаемые в зависимости от способа установки:

• Горизонтальные баки:
• Вертикальные баки.

Также по способу установки баки могут быть:

• Баки устанавливаемые в составе насосных станций, со специальными креплениями для насосного оборудования на корпусе;
• Отдельно стоящие баки, устанавливаемые как отдельные элемент.

Классификация баков может быть и по цвету корпуса:

• Синий цвет – бак предназначен для установки и использования в системе с холодной водой;
• Красный бак – конструкция может использоваться для аккумулирования горячей воды.

Красный цвет бака используется в качестве гидроаккумулятора в системе горячего водоснабжения, резина резервуара такого бака более эластична и поэтому использовать ее для установки с холодной водой не рекомендуется.

Вертикальные и горизонтальные баки имеют ряд отличий, которые существенно влияют на работоспособность оборудования и специфику обслуживания. И для горизонтальных и для вертикальных баков при работе с холодной водой часто наблюдается ситуация, когда после 2-3 месяцев работы, в баке скапливается довольно большое количество воздуха. Поступая вместе с водой в бак, воздух постепенно заполняет объем водяного резервуара, препятствуя накоплению воды. Такая ситуация приводит к ухудшению работы гидроаккумулятора и неправильной работе автоматики и частому включению насоса. Иногда в объеме бака 35 литров поступает всего 25 литров воды, а все остальное пространство заполняется воздухом.

Удаление воздуха из резервуара зависит от его конструкции – для больших объемов вертикальных баков, в которых водяной резервуар находится сверху, воздух их камеры стравливается при помощи ниппеля установленного недалеко от входного патрубка. Для горизонтальных баков и баков небольшого объема рекомендуется дополнительно установить шаровый кран и сделать отвод для слива воды непосредственно из бака в канализацию. При отключении подачи электричества в систему управления насосом рекомендуется открыть один из кранов и спустить воду из гидроаккумулятора. После этого снова включить электричество и заполнить водой всю систему снова.

Виды мембран и их свойства

Основным рабочим элементом гидроаккумуляторов выступают эластичные мембраны, с помощью которых внутренне пространство делится на две части. Для баков разного объема и назначения сегодня выпускается два основных вида мембран – фигурные мембраны и плоские мембраны.

Плоские мембраны устанавливаются в основном в баки небольшого объема. Особенностью установки таких баков является  то, что они в обычных условиях не ремонтируются, это необходимо учитывать при выборе бака.

Фигурная резиновая мембрана может быть установлена в различных видах гидроаккумуляторов. Основное преимущество этой мембраны заключается в том, что ее можно просто заменить самому при ремонте бака.

В зависимости от объема и назначения бака фигурные мембраны могут быть:

• Для установки в баках для холодной воды;
• Для баков горячей воды;
• Мембраны для технической воды;
• Мембраны для питьевой воды.

Назначение и тип гидроаккумулятора требует подбора правильной мембраны для установки. Все мембраны рассчитываются на 100 000 рабочих циклов работы. Но это в классическом варианте, когда вода отвечает большинству стандартов, и не имеет дополнительных механических включений.

На практике, мембрана для питьевой воды при установке в качестве элемента в водопроводе, подающем техническую воду, выдерживает не более чем половину циклов полного наполнения–спуска.

Особенно тяжело мембраны горизонтальных баков и вертикальных баков с верхним расположением водяного резервуара переносят накопление песка и других нерастворимых осадков. Известь, песок и частицы глины, оседая на стенках резинового резервуара постепенно скапливаются и приводят к прорыву мембраны. Именно поэтому обязательно в систему подачи воды перед гидроаккумулятором необходимо устанавливать фильтр для очистки воды от вкраплений.

Узким местом гидроаккумуляторов является также место крепления впускного фланца и корпуса бака. Особенностью этого узла является специфика его установки, ведь впускной фланец не только присоединяется к корпусу, а и зажимает мембрану. Неправильная затяжка болтов, неравномерная затяжка и сдвиг мембраны приводит к потере герметичности и появлению протечек. При замене мембраны рекомендуется проводить поочередную затяжку всех болтов постепенно, контролируя при этом натяжку мембраны.

Гидроаккумулятор системы водоснабжения частного дома

Гидроаккумулятор (напорный бак) является одним из составляющих элементов системы водоснабжения дома. В системе он поддерживает стабильное давление воды, постоянную ее подачу, защищает оборудование от гидроударов, возникающих при резком запуске насоса или открывании запорных клапанов, а также является резервуаром для накопления необходимого запаса воды. Благодаря наличию гидроаккумулятора элементы системы защищаются от дополнительных нагрузок, что позволяет продлить срок их службы. Особенно ощутимо его наличие при возникновении гидроударов. Если не использовать гидроаккумулятор, сильный напор воды может повредить элементы системы подачи воды в кран, тогда как гидроаккумулятор принимает эти нагрузки на себя, а на вентили подается уже нормальный напор.

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Но стоит заметить, что использовать гидроаккумулятор рационально именно в закрытых системах водоснабжения, которые используются в частных домах. Открытые системы работают без него.

Устройство гидроаккумулятора довольно простое. Он состоит из металлического корпуса с резиновой мембраной внутри. Между мембраной и стенками корпуса закачан инертный газ. К системе гидроаккумулятор подключается фланцевым креплением, соединяющим его с трубопроводом.

Работает гидроаккумулятор следующим образом. По трубопроводу через фланцевое соединение в мембрану закачивается вода. Мембрана при этом начинает раздуваться, как воздушный шар, заполняя собой пространство в корпусе. Газ, который находится между стенками корпуса и мембраной, сжимается, увеличивая давление на последнюю. При достижении нужного давления воды водяной насос системы автоматически отключается с помощью специального реле. Равновесие между напором воды внутри мембраны и давлением газа снаружи обеспечивает оптимальный напор в системе водоснабжения. Когда в доме открывается кран, давление воды внутри гидроаккумулятора начинает снижаться под действием газа, и для его поддерживания на нужном уровне опять включается в работу водяной насос.

Благодаря наличию напорного бака насос не обязательно должен включаться при каждом открывании крана, что защищает его от преждевременного изнашивания и продлевает срок его службы. Как это работает? Часто кран включается буквально на пару секунд, чтобы сполоснуть руки, набрать воды в кружку и т.д., а делается это несколько раз в день. Если при этом каждый раз запускать насос, он очень быстро «устанет», и чтобы этого не случилось, нужно правильно подобрать емкость гидроаккумулятора.
Для расчета нужного объема напорного бака нужно определить максимальный объем воды, потребляемый за 1 минуту. Точно его определить довольно сложно, так что лучше взять среднее значение с небольшим запасом в большую сторону. Полученное значение делится на 4, в результате чего определяется минимальный объем бака. То есть, запас воды в напорном баке должен обеспечивать ее подачу на протяжении не менее 15 секунд без включения насоса.

Виды гидроаккумуляторов

Гидроаккумуляторы бывают двух видов: вертикальные и горизонтальные. Как понятно из названия, разница между ними только в способе установки, остальные параметры и принцип действия одинаковые. И все же, если есть возможность установки любого вида, лучше отдать предпочтение вертикальному баку.

В любой воде, откуда бы она не добывалась и как бы она не попадала в систему водоснабжения, присутствует воздух. Этот воздух со временем накапливается в разных элементах системы в целом и в мембране в частности. Накопившиеся пузырьки воздуха могут увеличиваться в размерах, создавая воздушные пробки, мешающие нормальной работе системы. Для их удаления (стравливания воздуха) бак оборудован ниппелем. Стравливать воздух желательно не реже одного раза в месяц.

Разница между вертикальным и горизонтальным гидроаккумулятором заключается именно в способе стравливания воздуха. Как нетрудно догадаться, в первом случае проблем не возникает – воздух накапливается сверху в мембране и через ниппель удаляется. Горизонтальный напорный бак должен оборудоваться не только ниппелем, но и дополнительными элементами: шаровым краном и сливом, соединенным с канализацией.

Стравливание воздуха с помощью ниппеля производится только в баках, объем которых превышает 100 литров. В противном случае воздух удаляется путем полного опорожнения гидроаккумулятора через включенный кран с отключенным водяным насосом.

Какого производителя гидроаккумулятор выбрать?

И еще один нюанс при выборе гидроаккумулятора. Многие при покупке задаются вопросом, какой лучше выбрать: отечественный или импортный. В принципе, можно найти качественные изделия и «родных» и зарубежных производителей, но все же желательно отдавать предпочтение первым. Отечественная система водоснабжения имеет ряд особенностей, нехарактерных для иностранных систем, и наши производители учитывают их при выпуске своей продукции. Импортные гидроаккумуляторы могут быстрее и чаще ломаться, потому что они рассчитаны на другие условия работы.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения — устройство и принцип работы

Давление в водопроводах при организации автономного водоснабжения обеспечивает насос, забирающий воду из источника.

Однако, установка только насоса – условие для стабильной безаварийной работы недостаточное.

В систему включают насосную станцию, одно из центральных мест в которой принадлежит гидроаккумулятору.

Какие функции он выполняет

Гидроаккумулятор (другие названия накопительный, расширительный или мембранный бак, экспанзомат) – устройство для стабилизации давления жидкости в напорной системе.

Поддержание параметра на заданном уровне (с допустимой величиной отклонений) достигается за счет отбора излишка жидкости и/или возврата в магистрали, при необходимости.

Назначение гидроаккумулятора определяет выполняемые им в системе функции (как рассчитать для отопления написано здесь).

Поддержание в водопроводной системе давления, необходимого для нормального функционирования.

Одновременное открывание нескольких кранов приводит к ситуациям, когда напор воды резко снижается.

Они представляют опасность для установленного оборудования, к примеру, водонагревательных приборов. Гидроаккумулятор устраняет эти проблемы.

Защита трубопроводов и сантехнического оборудования от гидроударов, связанных со скачкообразным изменением давления в момент включения насоса.

Снижение износа и увеличение срока службы насоса. При установке такого накопительного бака, насос включается при падении давления ниже заданного уровня.

Соответственно, частота срабатываний уменьшается, продлевая сроки эксплуатации оборудования.

А вы знаете, как делается желонка для скважины своими руками, чертежи и фотографии с подробным описанием работ которой размещены в полезной статье. Узнайте, что вам понадобится для обустройства автономного источника водоснабжения.

Безупречная установка циркуляционного насоса без байпаса описана на этой странице.

Создание запаса воды, который можно использовать при отключении электроэнергии.

Все это свидетельствует о том, что гидроаккумулятор для организации автономного водоснабжения необходим.

Интересный факт! Некоторые производители выпускают насосы, предназначенные для работы в системах водоснабжения без гидроаккумуляторов.

Схема становится проще, однако, такое оборудование стоит дороже, чем суммарная цена насоса и накопительного бака, а правильная настройка требует специальных знаний.

Устройство и принцип работы

Название «мембранный бак» отражает заложенный в это устройство принцип.

Конструкция представляет собой герметичную металлическую емкость, внутреннее пространство которой, разделено на 2 полости эластичной мембраной.

В одну из них (гидрокамеру) закачивается насосом вода, во второй (пневмокамере) находится воздух или газ (для наполнения применяют инертные или азот).

Для подачи воды служит патрубок с резьбовым соединением. Пневмокамеру снабжают клапаном. Для автоматического управления работой насоса к гидроаккумулятору подключают реле давления.

При включении насоса, вода наполняет гидрокамеру, объем ее увеличивается, сжимая воздух в пневмокамере.

Когда давление воздуха (газа) достигнет критического значения, сработает реле давления, подавая сигнал на автоматическое отключение насоса.

При отборе воды из гидроаккумулятора (при отключенном насосе), процесс развивается в обратном направлении:

• сжатый воздух в пневмокамере давит на мембрану, вытесняя жидкость в магистраль,
• объем воды в гидрокамере падает,
• снижается давление.

При достижении нижнего порога подается команда на включение насоса.

Замечание! Накопительный бак, самостоятельно, давления воды в системе не создает!

Его задача – поддерживать давление жидкости (созданное насосом) до момента включения насоса.

Виды оборудования

Предприятия-производители выпускают гидроаккумуляторы с объемом бака от 20 до 1000 л в конфигурациях для горизонтальной или вертикальной установки.

Принципиальных отличий в конструкции и принципе работы этих устройств нет.

А что вы знаете про устройство водопровода в частном доме? Прочитайте советы и рекомендации профессионалов в полезной статье.

Для чего нужен байпасный клапан в системе отопления написано здесь.

На странице: https://ru-canalizator.com/vodosnabzhenie/oborudovanie/zhelonka.html посмотрите видео про бурение скважины желонкой.

Важное замечание! В гидроаккумуляторах объемом более 50 л полный отбор воды – явление редкое, поэтому, со временем, в гидрокамере скапливается воздух, выделяющийся из воды (вне зависимости от источника, жидкость всегда содержит некоторое количество растворенного воздуха).

Для его стравливания вертикальные устройства комплектуются специальным клапаном в верхней части бака.

В горизонтальных гидроаккумуляторах и в вертикальных устройствах, емкости менее 50 л удаляют накопленный в гидрокамере воздух, полностью, сливая жидкость.

Практический совет! Стравливать воздух следует с периодичностью, указанной в технической документации на гидробак!

Конструктивно различаются баки, предназначенные для холодного и горячего водоснабжения. Прежде всего, это касается материала мембраны.

Мембраны для холодной воды изготавливают из пищевой бутиловой резины, соответствующей санитарным нормам.

Материал мембран для горячего водоснабжения устойчив к воздействию высоких температур, к примеру, EPDM (этилен-пропилен-диеновый) каучук.

Важно!

Несмотря на прочность мембран в баках для горячего водоснабжения, и их соответствие санитарным нормам, использовать такие гидроаккумуляторы для холодной воды не рекомендуется.

Другое отличие таких устройств – повышенное значение допустимого рабочего давления, и, следовательно, жесткие требования к материалам корпуса.

Практическое замечание! Внешне, различить гидроаккумуляторы для холодного и горячего водоснабжения просто – производители окрашивают баки для холодной воды в синий цвет, а для горячей – в красный.

Совет! Для устройства водоснабжения рекомендуется приобретать качественные гидробаки отечественного производства.

Продукция зарубежных производителей не всегда соответствует российским санитарным нормам и действующим требованиям к системам водоснабжения. Последний недостаток уменьшает срок безаварийной работы устройств.

Вопросы выбора и особенности эксплуатации

При проектировании водоснабжения и выборе гидроаккумуляторов, обращают внимание на важные нюансы в работе этих устройств.

Необходимый объем

Ключевой параметр для выбора гидробака – общий объем.

Какой гидроаккумулятор выбрать, зависит от максимального потребления воды (Amax, л/мин), характеристик насоса (мощности), настроек автоматики (давления включения Pвкл, бар и выключения Pвыкл, бар) и давления воздуха в пневмокамере (Pвозд, бар).

V = K * Amax * ((Pвкл+1) * (Pвыкл+1)) / (Pвыкл- Pвкл) * (Pвозд_.+ 1)

В этом соотношении мощность насоса учитывается поправочным коэффициентом. Который составляет:

• 0,25 в диапазоне мощностей 0,55-1,5кВт;
• 0,375 для насосов мощностью 2,2-3 кВт;
• 0,625 при мощности насоса от 4 до 5.5 кВт;
• 0,875 для мощности агрегатов 7,5-9 кВт.

Расчет для насоса мощностью 1 кВт, давления воздуха в гидробаке 1,56 бар, настройках на включение насоса при давлении 1,8 бар и отключении – при 3 бар, и максимальном потреблении воды 35 л/мин дает объем бака 31,41 л.

Следует выбирать ближайшее большее значение, приобретать бак объемом 35 л.

В общем случае, выбирать объем гидроаккумулятора следует тем больше, чем выше мощность насоса. Увеличение объема бака рекомендуется и при перебоях в электроснабжении.

Давление воздуха и настройка перепада включения/выключения насоса

Эти параметры влияют на долговечность работы гидроаккумулятора, точнее на срок службы мембраны.

Выбирают давление воздуха в пневмокамере таким, чтобы оно было на 10% меньше давления включения насоса.

Важно! Измеряют давление воздуха в пневомокамере на отключенном гидроаккумуляторе при отсутствии давления воды!

Его контроль – регулярная процедура, при необходимости, давление доводят до необходимого значения через клапан в пневмокамере.

Для длительной безаварийной работы гидробака, оптимальная разница между давлением включения и выключения насоса, составляет 1-1.5 атм.

При больших перепадах, мембрана подвергается периодическим деформирующим нагрузкам, близких к допустимым, что приводит к ее износу.

Кроме того, такие перепады напора воды в кранах и сантехнических приборах не комфортны при пользовании водопроводной системой.

Запас воды

Гидроаккумулятор — резерв воды при ремонте насоса или отсутствии электроэнергии.

Объем жидкости, который может быть использован в этих случаях меньше, чем общая емкость бака и практически составляет около 1/3 этой величины.

Точнее, запасы воды отражаются таблицах заполняемости, которые приводят в технической документации на устройство и справочной литературе.

Зависит объем воды в баке от его общего объема, давления воздуха, включения и выключения.

Так, для гидробака в 100 л при давлении воздуха 1.5 атм, включении и выключении насоса 1.5 и 3 атм, соответственно, запас воды составит 34.5 л.

Выбор места установки

Для предотвращения аварийных ситуаций связанных с гидроударами на трубопроводах системы накопительный бак рекомендуют устанавливать в непосредственной близости к насосу, например, в кессоне скважины.

Однако, при этом следует предусмотреть защиту от сезонных перепадов температур и влажности, которая приводит к коррозии фланца гидроаккумулятора.

Других требований к установке нет, поскольку нагрузки на устройство минимальны, и в дополнительных креплениях оно не нуждается (схема водоснабжения частного дома с гидроаккумулятором опубликована на этой странице).

Неисправности и ремонт

Конструкция устройства предполагает, минимум, серьезных неисправностей – снижение давления воздуха в пневмокамере и разрыв мембраны.

Их признак – поступление воды порциями.

При этом стрелка манометра быстро достигает предельных показаний и также быстро возвращается к нулевой отметке.

Диагностируют неисправность, спуская воздух через золотник пневмоклапана. Если при полном стравливании воздуха наблюдают течь – мембрана порвана.

В противном случае, она цела, и причина неисправности – утечка воздуха вследствие нарушения герметичности бака.

Замена мембраны – процесс не сложный.

• Бак отключают от магистрали (про разводку водопровода в частном доме прочитайте тут), сливают воду;
• Отвинчивают соединительные болты и извлекают порванную мембрану;
• Сливают остатки жидкости их бака;
• Вставляют новую мембрану;
• Собирают гидроаккумулятор.

Практический совет! Для нормальной работы гидробака, важно, не допускать перекоса мембраны и ее соскальзывания внутрь.

Для этого, болты затягивают, равномерно (если затянуть до упора один болт, а затем переходить к другим, перекос, практически, гарантирован).

Избегают и использования герметиков, поскольку они уменьшают трение между материалами мембраны и корпуса, что также может привести к соскальзыванию.

Мастер-сантехник рассказывает просты и доступным языком, как устроен гидроаккумулятор.

Понравилась статья? Подписывайтесь на обновления сайта по RSS, или следите за обновлениями В Контакте, Одноклассниках, Facebook, Google Plus или Twitter.

Подписывайтесь на обновления по E-Mail:

Расскажите друзьям!

Гидроаккумулятор для водопровода: принцип и устройство | Своими руками

В частных системах водоснабжения загородных домов и коттеджей одним из основных элементов является аккумулятор . Он обеспечивает плавный и постоянный поток воды в точках анализа, поддерживая давление в системе на одном уровне.

Аккумулятор накапливает воду, поступающую из колодца или колодца с помощью насоса. Кроме того, это предотвращает гидроудары в системе и позволяет реже включать насос.Фактически, этот агрегат действует как водонапорная башня в масштабе частного дома.

Давление в системе обеспечивается энергией сжатого воздуха внутри резервуара и отделяется от воды специальной эластичной мембраной баллонного типа.

Воздушная камера расположена по периметру всего резервуара и окружает мембрану. При откачке воды из колодца мембрана увеличивается в объеме, соответственно уменьшается объем воздуха между ней и стенками емкости.

---

Ссылка по теме: Напорный водопровод на даче своими руками: устройство и схема

---

Когда давление достигнет определенного уровня, датчик сработает и насос отключится.

Более того, воздух будет постоянно давить на мембрану, поэтому при открытии любой водопроводной воды через нее начнет течь. Давление на мембрану упадет, и через некоторое время при открытом кране оно может достичь уровня, при котором реле давления включает насос.При небольшом расходе воды такое значение давления может быть достигнуто только после нескольких открываний и закрываний крана. Раз в полгода полезно проверять давление воздуха в баллоне, потому что со временем оно может снизиться. Если он ниже требуемого, воздух может быть перекачан обычным автомобильным насосом через ниппель.

Как правило, в водных гидроаккумуляторах соотношение воды и воздуха 1: 1, это следует учитывать при выборе объема бака. Итак, в 100-литровом баке воды будет не более 50 л.Для правильного расчета объема гидроаккумулятора необходимо решить, сколько раз в час разрешено включаться при максимальной интенсивности потребления. Норма не более 15 раз. При более частом использовании мембрана испытывает сильные растягивающие-сжимающие напряжения, и количество этих циклов не бесконечно. При недостаточном объеме бака насос будет включаться слишком часто, что также приведет к его быстрому износу.

Гидроаккумуляторы бывают вертикальные и горизонтальные.Особой разницы между ними нет, поэтому выбирайте тот, который лучше подходит к месту установки. Чем ближе к насосу, тем лучше. А по возможности желательно поставить бак повыше, тогда это создаст дополнительное давление, которое поможет системе. Считается, что каждые 10 м высоты повышают давление на 1 бар.

При установке необходимо учитывать вес резервуара, наполненного водой, а также продумать, куда при необходимости вода будет сливаться из него.Это может быть необходимо для регулировки давления или замены мембраны. Бытовые гидроаккумуляторы окрашены в синий или белый цвет. В них используется специальная нетоксичная резина, разрешенная к использованию при контакте с чистой питьевой водой.

Емкость аккумулятора — расчет

При выборе устройства учитывайте количество точек водозабора. Если в доме есть только кран для воды и душа, в таком случае будет достаточно гидроаккумулятора на 24 литра. При 3-5 точках разбора, включая душ, как правило, требуется бак объемом 70-100 л.Для коттеджей с несколькими санузлами, септиком, стиральной и посудомоечной машинами лучше пользоваться точной формулой расчета:

V = 16,5 x Q _Макс / a x (P _мин x P _Макс / P _мин -P _Макс ) * 1 / P _o ,

где V — общий объем гидроаккумулятора, л; Q _Max — максимальное значение требуемого расхода воды, л / мин .; а — количество запусков системы в час; P _min — нижний порог давления при включении насоса, бар; R _Max — верхний порог давления при выключенном насосе, бар; R _о — начальное давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

Нижний порог P _min для двухэтажных домов обычно равен 1,5 бар, а верхний порог P _Max -Z bar.

Так, если Q _Max = 40 л / мин и = 15, P _min = 1,86ap, P _Max = 3,0 6ap, P _о = 1,5 бар, требуется гидро- аккумулятор объемом 150 л.

Цены на гидроаккумуляторы вполне доступные — от одной до десяти тысяч рублей в зависимости от объема бака, используемой резины и производителя.

---

Ссылка по теме: Как выбрать насос для дома и дачи — насосное оборудование

---

Рекомендуемая разница между нижним и верхним порогами срабатывания составляет 1,0–1,5 бар.Для начала нужно определить минимальное значение давления. Допустим, резервуар установлен в подвале.

Необходимо рассчитать высоту в метрах от резервуара до верхней точки водозабора, например душ на втором этаже.

Затем к этому числу прибавьте 6 и разделите на 10. Если расстояние до ливня 7 м, то получается (7 + 6) / 10 = 1,3 атм.

При меньшем давлении в гидроаккумуляторе вода с него на второй этаж подниматься не будет.Обратите внимание: это значение не стоит переоценивать, иначе в емкости не будет воды. Начальное давление воздуха, устанавливаемое производителем, обычно составляет 1,5 бар. Чтобы определить его максимальное значение, добавьте к нему 1,5 бара.

И после этого будет излишне сравнивать полученное значение с напорными характеристиками насоса. Он должен быть на 30% ниже максимального напора используемого насоса.

Наиболее частые неисправности гидроаккумуляторов

Проблема	Причина	Решение
Насос включается слишком часто	Давление сжатого воздуха ниже требуемого	Прокачка воздуха автомобильным насосом
	Повреждена эластичная мембрана	Заменить мембрану самостоятельно или по вызову специалистов
	Поврежденный корпус бака	Ремонт корпуса
	Перепад давления, при котором насос включается и выключается, слишком мал	Отрегулируйте значения давления включения и выключения насоса с помощью реле.
	Утечка из воздушного клапана	Мембрана повреждена.Заменить
	Давление воздуха упало ниже расчетного значения	Очистите соску, восстановив давление внутри
Напор воды упал ниже	В аккумуляторе нет сжатого воздуха	Впрыск воздуха
норма (без давления)	Насос не обеспечивает необходимое давление	Насос может не соответствовать техническим характеристикам или неисправен.

М Материал эластичной мембраны резервуара

Для изготовления мембраны используется один из пяти видов резины:

1.Натуральный ( Natural) натуральный каучук для питьевой воды. Самый эластичный из всех, но со временем вода может начать проникать сквозь его стенки. Подходит для воды от -10 до 50 ° С.

2. Бутил ( Бутил) — синтетический бутилкаучук. По всем санитарным нормам подходит для питьевой воды. Менее эластичный, чем Natural, но более прочный. Применяется для воды от -10 до 99 ° С.

3. EPDM синтетический этилен-пропиленовый каучук для питьевой воды.По всем параметрам он соответствует бутилкаучуку, помимо повышенного уровня воды, проходящей через стены через некоторое время.

4. SBR — чаще всего такая резина используется в расширительных баках систем отопления.

5. Нитрил — улучшенная версия каучука EPDM, используемого в основном для масел и топлива.

Объем бака рассчитан правильно, если насос включен при максимальной интенсивности расхода воды не более 10-15 раз

© Текст Т.Каракулова (замечательный специалист)

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРОВ И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВЫЕ. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме «Как сделать своими руками — домохозяину!»

Так же с помощью подручных средств можно отмерить необходимое количество удобрения Памятка для садовода — масса …

Цветочная тара своими руками из дерева — чертеж Как сделать деревянную тару для…

Растворы для обработки и опрыскивания рассады своими руками Как приготовить растворы для рассады …

Скамейка для бани своими руками — фото Магазин для бани — как …

Как заработать на вредителях оформление сада и огорода своими руками — народные средства Настои и отвары от вредителей …

Современные источники света вместо лампочек Чем освещать дом вместо лампочек …

Укладка доски пола — таблица расчета Как рассчитать толщину досок и…

---

Подписывайтесь на обновления в наших группах и делитесь.

Давай дружить!

.

Гидравлические аккумуляторы: как они работают?

Гидравлические аккумуляторы — это накопители энергии. Как и аккумуляторные батареи в электрических системах, они накапливают и разряжают энергию в виде жидкости под давлением и часто используются для повышения эффективности гидравлической системы.

Баллонные аккумуляторы от Accumulators Inc.

Аккумулятор представляет собой сосуд высокого давления, в котором находится гидравлическая жидкость и сжимаемый газ, обычно азот. Корпус или оболочка изготовлены из таких материалов, как сталь, нержавеющая сталь, алюминий, титан и армированные волокном композиты.Внутри движущийся или гибкий барьер — обычно поршень или резиновый баллон — отделяет масло от газа.

В этих гидропневматических агрегатах гидравлические жидкости лишь слегка сжимаются под давлением. Напротив, газы можно сжимать в меньшие объемы под высоким давлением, и инженеры используют это свойство при проектировании и применении аккумуляторов. По сути, потенциальная энергия сохраняется в сжатом газе и высвобождается по требованию, чтобы заставить масло из аккумулятора в контур.

Для использования устройства сначала предварительно заполняется объем газа — обычно до 80–90% минимального рабочего давления системы. Это увеличивает объем газа, чтобы заполнить большую часть аккумулятора, и внутри остается лишь небольшое количество масла. Во время работы гидравлический насос повышает давление в системе и заставляет жидкость поступать в аккумулятор. (Клапаны регулируют поступление и выпуск масла.) Поршень или баллон перемещаются и сжимают объем газа, поскольку давление жидкости превышает давление предварительной зарядки. Это источник накопленной энергии.

Движение прекращается, когда давление в системе и давление газа уравновешены. Когда действие ниже по потоку, такое как движение привода, вызывает потребность системы, давление в гидравлической системе падает, и аккумулятор выпускает накопленную жидкость под давлением в контур. Когда движение прекращается, цикл зарядки начинается снова.

Три распространенных типа — баллонные, поршневые и диафрагменные гидроаккумуляторы. Баллонные аккумуляторы обычно имеют большие порты, которые обеспечивают быстрый выпуск жидкости и помогают гарантировать, что устройство относительно нечувствительно к грязи и загрязнениям.Общее правило — баллонные аккумуляторы монтируют вертикально, хотя их также можно устанавливать на бок в малоцикловых приложениях. Накопители баллонного типа обычно проектируются с соотношением давлений 4: 1 (максимальное давление к давлению заряженного газа) для защиты баллона от чрезмерной деформации и деформации материала.

Эксперты склонны рассматривать баллонные аккумуляторы как лучшие универсальные устройства. Они выпускаются в широком диапазоне стандартных размеров, а хорошие характеристики отклика делают их хорошо подходящими для ударных нагрузок.В зависимости от конструкции баллон можно легко заменить в случае выхода из строя или повреждения.

Поршневые аккумуляторы от Kocsis Technologies

Поршневой гидроаккумулятор очень похож на гидроцилиндр без штока. Как и другие аккумуляторы, типичный поршневой аккумулятор состоит из секции жидкости и газа, причем подвижный поршень разделяет их. Менее распространены поршневые аккумуляторы, в которых газ высокого давления заменяется пружиной или тяжелым грузом для приложения силы к поршню.

Поршневые гидроаккумуляторы

обычно рекомендуются для хранения больших объемов — до 100 галлонов и более — и могут иметь высокий расход. Степень давления ограничена только конструкцией, но они обычно не рекомендуются для ударных нагрузок. Они часто создаются для тяжелых условий эксплуатации. Однако они более чувствительны к загрязнениям, которые могут повредить уплотнения, хотя большинство поршневых гидроаккумуляторов можно легко отремонтировать, заменив поршневые уплотнения.

Мембранные аккумуляторы работают так же, как баллонные аккумуляторы.Разница в том, что вместо резинового баллона в этой версии используется эластичная диафрагма для разделения объемов нефти и газа. Мембранные аккумуляторы — это экономичные, компактные и легкие устройства, обеспечивающие относительно небольшой расход и объем — обычно около одного галлона.

Мембранный аккумулятор может выдерживать более высокие степени сжатия от 8 до 10: 1, поскольку резиновый барьер не деформируется в той же степени, что и баллон. Они также обладают большей гибкостью при установке, нечувствительны к загрязнениям и быстро реагируют на изменения давления, что делает их пригодными для применения в ударных нагрузках.

Аккумуляторы накапливают энергию, которую можно использовать для пополнения потока насоса, улучшения реакции системы или в качестве резерва при отключении электроэнергии. Они также могут компенсировать утечку или тепловое расширение, а также уменьшить вибрацию, пульсации и удары.

.

Преимущества и то, как они улучшают гидравлические системы.

Гидравлические аккумуляторы — это сосуды под давлением, в которых накапливается и отводится энергия в виде жидкости под давлением. По сути, потенциальная энергия хранится в сжатом газе и высвобождается по требованию для вытеснения масла 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 переменных режимах аккумулятор разряжается в периоды высокой нагрузки и перезаряжается в периоды низкой нагрузки. Один из примеров — машины для литья пластмасс под давлением, где высокое давление и зажимное усилие 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.Благодаря аккумулятору 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 ответственных 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. Результат — более тихие машины и более довольные операторы.

Компенсация утечки. Некоторые гидравлические системы должны поддерживать давление и силу, когда нет движения или потока, например, удерживание нагруженного цилиндра в выдвинутом положении или удержание 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 перезаряжает 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 к быстродействующим сервоприводам и пропорциональным клапанам 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.

.

Что такое аккумулятор?

Я попытаюсь сделать невозможное: я объясню основы гидропневматических аккумуляторов, не прибегая к математике. Я буду использовать некоторые числа там, где это необходимо, но, к сожалению, реальность такова, что правильное применение аккумуляторов требует манипулирования уравнениями. Аккумуляторы — универсальный и ценный инструмент, но из-за отсутствия понимания их использования — и того факта, что немногие люди умеют их правильно применять — они используются недостаточно.К концу этой статьи я надеюсь заложить прочную основу теории работы аккумуляторов.

Гидравлические аккумуляторы

могут выполнять несколько функций: аккумулирование энергии, компенсация утечек, а также уменьшение вибрации и ударов. Эти функции могут использоваться для различных приложений и целей, хотя накопление энергии является наиболее распространенным. Есть несколько гидравлических систем, настолько совершенных, что аккумулятор не улучшил бы их, за исключением, пожалуй, крайних значений по требованию, стоимости или легкости.

Гидравлическая жидкость, будь то масло, вода или синтетическая композиция, не очень сжимаема. Нас учат, что он не сжимается, но все, даже алмаз и вольфрам. Просто некоторые вещества более сжимаются, чем другие, и на самом деле гидравлическое масло сжимается менее чем на 0,5% на 1000 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, при поразительном давлении 10 000 фунтов на квадратный дюйм масло будет сжато на жалкие 4%. В реальных гидравлических системах компрессия может быть выше из-за увлеченного воздуха в масле.

Как видите, любые попытки сохранить энергию путем сжатия масла бесплодны. Хотя декомпрессия большого объема жидкости под высоким давлением представляет собой определенную проблему, поскольку может быть высвобождено много энергии, это высвобождение энергии обычно происходит за доли секунды. Для больших систем с высоким давлением, таких как листогибочные прессы или массивные ножницы, требуются подсхемы для управления этой декомпрессией. Даже когда декомпрессия может происходить медленно, ее никогда не бывает достаточно, чтобы произвести полезную работу высвобождаемой энергии.

Газы обладают высокой сжимаемостью, и когда газ сжимается в замкнутом пространстве, где давление вне контейнера ниже, газ будет делать все, что в его силах, чтобы расшириться и уравняться с давлением окружающей среды. Энергия давления, запасенная в сжатом газе, обратно пропорциональна размеру нового пространства, которое занимает газ. Например, если взять десять кубических футов окружающего воздуха и поместить их в контейнер объемом один кубический фут, давление увеличится в десять раз (всегда помните, что в этом расчете необходимо использовать атмосферное абсолютное давление).

Пневматические системы используют разницу давлений между сжатым воздухом и атмосферой. Воздушные компрессоры «всасывают» окружающий воздух, а затем сжимают его до от 1/7 до 1/11 от первоначального объема, чтобы достичь значения от 90 до 150 фунтов на квадратный дюйм. Этот сжатый воздух хранится и / или распределяется, где он использует разницу давлений для создания механической силы в пневматических цилиндрах и двигателях. Чем выше степень сжатия, тем больше у него потенциала для работы, хотя в пневматических системах наступает момент, когда сжатие до более 150 фунтов на квадратный дюйм начинает выделять больше тепла, чем что-либо еще.Помните, что когда вы сжимаете объем воздуха, вы, по сути, забираете все молекулы воздуха и тепловую энергию и конденсируете ее. Сжатие воздуха до одной десятой его первоначального объема также увеличивает температуру в десять раз (закон Чарльза).

Однако типичное давление в пневматической системе мало влияет на мотивацию гидравлических систем. Даже при 150 фунтах на квадратный дюйм, что является высоким показателем для пневматической системы, вы не сможете даже повернуть орбитальный двигатель большого рабочего объема без нагрузки. Итак, если пневматические системы не могут эффективно достигать 200 фунтов на квадратный дюйм, как мы можем использовать газы для хранения энергии в системах с давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм или более?

Гидропневматические аккумуляторы используют сжатый газообразный азот, поскольку он относительно инертен и является наиболее распространенным газом в нашей атмосфере.Азот не обладает магическими свойствами, позволяющими сжимать его без нагрева, но системы сжатия азота обычно большие, эффективные и дорогие. Они, как правило, работают медленно, в несколько этапов. Это позволяет умеренной степени сжатия каждой ступени и обеспечивает охлаждение между ступенями. После сжатия азот можно хранить в больших сборных резервуарах или прямо в баллонах с азотом для распределения конечным пользователям. Обычно резервуары заряжены до 5000 фунтов на квадратный дюйм, чего достаточно для заполнения большинства аккумуляторов.

После установки аккумулятор готов к зарядке. Для подсоединения баллона с азотом к газовой арматуре аккумулятора используются специальный шланг и заправочная головка, которые обычно входят в комплект. На зарядной головке будет установлен манометр для измерения давления внутри гидроаккумулятора (обычно манометр есть и на цилиндре). Когда клапан открывается, чтобы азот попал в аккумулятор, можно услышать прилив газа, поскольку он сначала наполняется быстро. Перепад давления уменьшается по мере заполнения, и клапан закрывается, когда достигается заданное давление.

Предварительно установленное давление гидроаккумулятора обычно составляет 90% от минимального рабочего давления. Это необходимо для максимального сжатия газа для сохранения энергии. Если заданное давление слишком низкое, гидроаккумулятор будет действовать медленно, и газ будет легко сжиматься и накапливать мало энергии. Если заданное давление слишком высокое, газ даже не начнет накапливать энергию, пока давление в системе не станет выше заданного давления.

Аккумулятор накапливает энергию каждый раз, когда давление в системе превышает давление предварительной зарядки.Хотя это может произойти во время рабочего цикла машины, схема предназначена для заполнения аккумулятора во время отсутствия запроса, когда поток насоса не распределяется между исполнительными механизмами. Давайте возьмем пример машины и скажем, что главный предохранительный клапан установлен на 3000 фунтов на квадратный дюйм, для работы машины требуется 2000 фунтов на квадратный дюйм, а гидроаккумулятор установлен на 1800 фунтов на квадратный дюйм.

Когда система включена, когда все регулирующие клапаны закрыты, насос (который способен выдерживать давление 3000 фунтов на квадратный дюйм) начинает работать, и при 1800 фунтах на квадратный дюйм на аккумуляторе это путь тока наименьшего сопротивления.Гидроаккумулятор будет принимать полный поток насоса до тех пор, пока давление не достигнет 3000 фунтов на квадратный дюйм, где он будет проходить через предохранительный клапан. Обычно между насосом и аккумулятором имеется обратный клапан, чтобы гарантировать, что энергия остается в аккумуляторе и не пытается оттолкнуться через насос или предохранительный клапан.

Часто предохранительный клапан оснащен функцией разгрузки, которая считывает давление на стороне гидроаккумулятора обратного клапана, что приводит к полному открытию предохранительного клапана для сброса потока насоса обратно в резервуар при низком давлении.Функция разгрузки также может быть электрической, когда реле давления открывает соленоидный клапан разгрузки, или реле давления может быть запрограммировано на полное отключение двигателя насоса.

На этом этапе аккумулятор готов добавить свою накопленную энергию в систему, которая часто комбинируется с потоком насоса для увеличения пиковой мощности, при этом размер насоса остается меньше. При работающем насосе и открытом направляющем клапане поток из гидроаккумулятора присоединяется к потоку насоса, обеспечивая высокий поток к исполнительному механизму (-ам), но только до тех пор, пока давление в гидроаккумуляторе 3000 фунтов на квадратный дюйм не достигнет давления в системе, в этот момент оно почти истощенный и больше не пополняющий поток, в данном случае 2000 фунтов на квадратный дюйм.Аккумулятор будет пополнять поток так быстро, как только сможет, на основании расчетов падения давления и расхода; аккумуляторы иногда дозируются, чтобы предотвратить слишком быстрое попадание избыточного потока в систему.

Краткое объяснение работы гидроаккумулятора: Подушка безопасности заполнена газом, гидравлическая жидкость выдавливается в пространство, занимаемое газом, газ пытается вытолкнуть гидравлическую жидкость, а открытие клапана ниже по потоку позволяет газу вытолкнуться. гидравлическая жидкость. Как я упоминал ранее, это делается для хранения энергии, компенсации утечки или уменьшения ударов или вибрации.

Энергия — это название игры, и в наши дни все, что нужно сделать для ее сохранения, считается первостепенным. На протяжении десятилетий в гидравлических системах использовались аккумуляторы для хранения энергии, хотя изначально это было сделано для того, чтобы «получить больше от меньшего». Поскольку небольшой насос можно использовать с аккумулятором для обеспечения высокого расхода в системах с более низким рабочим циклом, размер и стоимость насоса и первичного двигателя уменьшаются. При высоких затратах на энергию этот метод хранения энергии является экономичным и эффективным, особенно в системах, которые полностью отключают насос при низкой потребности.

Накопитель энергии не обязательно должен использоваться в непрерывном цикле, и иногда аккумуляторы используются для аварийной энергии во время отказа насоса или потери электроэнергии. Жидкость под давлением в гидроаккумуляторе может быть использована для открытия формы или перемещения машины в безопасное положение, где она может оставаться до восстановления подачи электроэнергии или устранения неисправности.

Для использования в качестве компенсации утечки аккумулятор может работать в течение длительного периода времени. Например, функция зажима машины не требует, чтобы гидравлическая система работала и не тратила энергию, пока она закрывает зажим.Аккумулятор может обеспечивать постоянное давление зажима, даже если поток медленно теряется из-за утечки через уплотнения поршня или зазоры регулирующих клапанов. Когда давление в гидроаккумуляторе упадет до критической точки, реле давления даст команду насосу включиться только на время, необходимое для наполнения аккумулятора.

Из-за физических свойств гидравлической жидкости, она легко передает удары и вибрацию через трубы, трубки и шланги системы. Некоторые насосы, например, создают импульсы давления, когда поршни или шестерни достигают своего выпускного отверстия.Добавив небольшой аккумулятор на выходе из насоса, сжатый газ может поглощать эти импульсы, так же как стойки подвески вашего автомобиля могут поглощать неровности на дороге, обеспечивая более плавную работу.

Иногда скачки давления бывают довольно большими, например, при декомпрессии большого баллона под высоким давлением, как обсуждалось ранее. Добавив гидроаккумулятор в возвратную линию этих машин, можно поглотить декомпрессионный удар и предотвратить повреждение компонентов, расположенных ниже по потоку, которые в возвратной линии часто не рассчитаны на высокое давление.

Хотя каждый пример использования аккумулятора требует своего собственного уникального уравнения для решения критических параметров, таких как объем аккумулятора и давление предварительной зарядки, вам не нужны эти формулы, чтобы понять, как и где использовать аккумулятор. Но если вы не разбираетесь в математике, вам придется прибегнуть к услугам того, кто ее понимает. Аккумуляторы просты в применении, но, как говорится, дьявол кроется в деталях.

.