Расчет давления в гидроаккумуляторе: оптимальные показатели, расчет и регулировка

Автор: alexxlab -

Содержание

Контроль и регулировка давления воздуха в гидроаккумуляторе

Интернет-магазин «Водомастер.ру» ценит доверие своих клиентов и заботится о сохранении их личных (персональных) данных в тайне от мошенников и третьих лиц. Политика конфиденциальности разработана для того, чтобы личная информация, предоставленная пользователями, были защищены от доступа третьих лиц.

Основная цель сбора личных (персональных) данных – обеспечение надлежащей защиты информации о Пользователе, в т.ч. его персональных данных от несанкционированного доступа и разглашения третьим лицам, улучшение качества обслуживания и эффективности взаимодействия с клиентом.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Сайт – интернет магазин «Водомастер.ру», расположенный в сети Интернет по адресу: vodomaster.ru

Пользователь – физическое или юридическое лицо, разместившее свою персональную информацию посредством любой Формы обратной связи на сайте с последующей целью передачи данных Администрации Сайта.

Форма обратной связи – специальная форма, где Пользователь размещает свою персональную информацию с целью передачи данных Администрации Сайта.

Аккаунт пользователя (Аккаунт) – учетная запись Пользователя позволяющая идентифицировать (авторизовать) Пользователя посредством уникального логина и пароля. Логин и пароль для доступа к Аккаунту определяются Пользователем самостоятельно при регистрации.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Настоящая Политика в отношении обработки персональных данных (далее – «Политика») подготовлена в соответствии с п. 2 ч .1 ст. 18.1 Федерального закона Российской Федерации «О персональных данных» №152-ФЗ от 27 июля 2006 года (далее – «Закон») и описывает методы использования и хранения интернет-магазином «Водомастер.ру» конфиденциальной информации пользователей, посещающих сайт vodomaster.ru.

2.2. Предоставляя интернет-магазину «Водомастер.ру» информацию частного характера через Сайт, Пользователь свободно, своей волей дает согласие на передачу, использование и раскрытие его персональных данных согласно условиям настоящей Политики конфиденциальности.

2.3. Настоящая Политика конфиденциальности применяется только в отношении информации частного характера, полученной через Сайт. Информация частного характера – это информация, позволяющая при ее использовании отдельно или в комбинации с другой доступной интернет-магазину информацией идентифицировать персональные данные клиента.

2.4. На сайте vodomaster.ru могут иметься ссылки, позволяющие перейти на другие сайты. Интернет-магазин не несет ответственности за сведения, публикуемые на этих сайтах, и предоставляет ссылки на них только в целях обеспечения удобства пользователей. При этом действие настоящей Политики не распространяется на иные сайты. Пользователям, переходящим по ссылкам на другие сайты, рекомендуется ознакомиться с политикой конфиденциальности, размещенной на таких сайтах.

3. УСЛОВИЯ, ЦЕЛИ СБОРА И ОБРАБОТКИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ

3.1. Персональные данные Пользователя такие как: имя, фамилия, отчество, e-mail, телефон, адрес доставки, skype и др. , передаются Пользователем Администрации Сайта с согласия Пользователя.

3.2. Передача персональных данных Пользователем через любую размещенную на сайте Форму обратной связи, в том числе через корзину заказов, означает согласие Пользователя на передачу его персональных данных.

3.3. Предоставляя свои персональные данные, Пользователь соглашается на их обработку (вплоть до отзыва Пользователем своего согласия на обработку его персональных данных), в целях исполнения интернет-магазином своих обязательств перед клиентом, продажи товаров и предоставления услуг, предоставления справочной информации, а также в целях продвижения товаров, работ и услуг, а также соглашается на получение сообщений рекламно-информационного характера и сервисных сообщений.

3.4. Основными целями сбора информации о Пользователе являются принятие, обработка и доставка заказа, осуществление обратной связи с клиентом, предоставление технической поддержки продаж, оповещение об изменениях в работе Сайта, предоставление, с согласия клиента, предложений и информации об акциях, поступлениях новинок, рекламных рассылок; регистрация Пользователя на Сайте (создание Аккаунта).

3.5. Регистрация Пользователя на сайте vodomaster.ru не является обязательной и осуществляется Пользователем на добровольной основе.

3.6. Интернет-магазин не несет ответственности за сведения, предоставленные Клиентом на Сайте в общедоступной форме.

4. ОБРАБОТКА, ХРАНЕНИЕ И ЗАЩИТА ПЕРСОНАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ САЙТА

4.1. Администрация Сайта осуществляет обработку информации о Пользователе, в т.ч. его персональных данных, таких как: имя, фамилия, отчество, e-mail, телефон, skype и др., а также дополнительной информации о Пользователе, предоставляемой им по своему желанию: организация, город, должность, и др.

4.2. Интернет-магазин вправе использовать технологию «cookies». «Cookies» не содержат конфиденциальную информацию и не передаются третьим лицам.

4.3. Интернет-магазин получает информацию об ip-адресе Пользователя сайта vodomaster.ru и сведения о том, по ссылке с какого интернет-сайта он пришел. Данная информация не используется для установления личности Пользователя.

4.4. При обработке персональных данных пользователей интернет-магазин придерживается следующих принципов:

  • Обработка информации осуществляется на законной и справедливой основе;
  • Информация не раскрываются третьим лицам и не распространяются без согласия субъекта Данных, за исключением случаев, требующих раскрытия информации по запросу уполномоченных государственных органов, судопроизводства;
  • Определение конкретных законных целей до начала обработки (в т.ч. сбора) информации;
  • Ведется сбор только той информации, которая является необходимой и достаточной для заявленной цели обработки;
  • Обработка информации ограничивается достижением конкретных, заранее определенных и законных целей;

4.5. Персональная информация о Пользователе хранятся на электронном носителе сайта бессрочно.

4.6. Персональная информация о Пользователе уничтожается при желании самого Пользователя на основании его официального обращения, либо по инициативе администратора Сайта без объяснения причин, путём удаления информации, размещённой Пользователем.

4.7. Обращение об удалении личной информации, направляемое Пользователем, должно содержать следующую информацию:

для физического лица:

  • номер основного документа, удостоверяющего личность Пользователя или его представителя;
  • сведения о дате выдачи указанного документа и выдавшем его органе;
  • дату регистрации через Форму обратной связи;
  • текст обращения в свободной форме;
  • подпись Пользователя или его представителя.

для юридического лица:

  • запрос в свободной форме на фирменном бланке;
  • дата регистрации через Форму обратной связи;
  • запрос должен быть подписан уполномоченным лицом с приложением документов, подтверждающих полномочия лица.

4.8. Интернет-магазин обязуется рассмотреть и направить ответ на поступившее обращение Пользователя в течение 30 дней с момента поступления обращения.

4.9. Интернет-магазин реализует мероприятия по защите личных (персональных) данных Пользователей в следующих направлениях:

  • предотвращение утечки информации, содержащей личные (персональные) данные, по техническим каналам связи и иными способами;
  • предотвращение несанкционированного доступа к информации, содержащей личные (персональные) данные, специальных воздействий на такую информацию (носителей информации) в целях ее добывания, уничтожения, искажения и блокирования доступа к ней;
  • защита от вредоносных программ;
  • обнаружение вторжений и компьютерных атак.

5. ПЕРЕДАЧА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ

5.1. Интернет-магазин «Водомастер.ру» не сообщает третьим лицам личную (персональную) информацию о Пользователях Сайта, кроме случаев, предписанных Федеральным законом от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных», или когда клиент добровольно соглашается на передачу информации.

5.2. Условия, при которых интернет-магазин «Водомастер.ру» может предоставить информацию частного характера из своих баз данных сторонним третьим лицам:

  • в целях удовлетворения требований, запросов или распоряжения суда;
  • в целях сотрудничества с правоохранительными, следственными или другими государственными органами. При этом интернет-магазин оставляет за собой право сообщать в государственные органы о любой противоправной деятельности без уведомления Пользователя об этом;
  • в целях предотвращения или расследования предполагаемого правонарушения, например, мошенничества или кражи идентификационных данных;

5.3. Интернет-магазин имеет право использовать другие компании и частных лиц для выполнения определенных видов работ, например: доставка посылок, почты и сообщений по электронной почте, удаление дублированной информации из списков клиентов, анализ данных, предоставление маркетинговых услуг, обработка платежей по кредитным картам. Эти юридические/физические лица имеют доступ к личной информации пользователей, только когда это необходимо для выполнения их функций. Данная информация не может быть использована ими в других целях.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ БАНКОВСКИХ КАРТ

6.1 При оплате заказов в интернет-магазине «Водомастер.ру» с помощью кредитных карт все операции с ними проходят на стороне банков в специальных защищенных режимах. Никакая конфиденциальная информация о банковских картах, кроме уведомления о произведенном платеже, в интернет-магазин не передается и передана быть не может.

7. ВНЕСЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ И ДОПОЛНЕНИЙ

7.1. Все изменения положений или условий политики использования личной информации будут отражены в этом документе. Интернет-магазин «Водомастер.ру» оставляет за собой право вносить изменения в те или иные разделы данного документа в любое время без предварительного уведомления, разместив обновленную версию настоящей Политики конфиденциальности на Сайте.

Гидроаккумулятор для водоснабжения: принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение

Гидроаккумулятор является специальной металлической герметичной емкостью, содержащей внутри эластичную мембрану и определенный объем воды под определенным давлением.

Зачем нужен гидроаккумулятор?


Гидроаккумулятор (другими словами – мембранный бак, гидробак) используется для поддержки стабильного давления в водопроводе, предохраняет водяной насос от преждевременного износа из-за частого включения, предохраняет систему водоснабжения от возможных гидроударов. При отключении напряжения, благодаря гидроаккумулятору, вы всегда будете с небольшим запасом воды.

Вот основные функции, которые выполняет гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

  •  Предохранение насоса от преждевременного износа. Благодаря запасу воды в мембранном баке, при открытии водопроводного крана насос будет включаться только в том случае, если запас воды в баке иссякнет. Любой насос имеет определенную норму включений в час, поэтому, благодаря гидроаккумулятору, у насоса появиться запас неиспользованных включений, что повысит срок его эксплуатации.
  • Поддержка постоянного давления в водопроводной системе, предохранение от перепадов напора воды.
    Из-за перепадов напора при одновременном включении нескольких кранов происходят резкие колебания температуры воды, например в душе и на кухне. Гидроаккумулятор успешно справляется с такими неприятными ситуациями.
  • Предохранение от гидроударов, которые могут возникать при включении насоса, и способны порядком подпортить трубопровод.
  • Поддержание запаса воды в системе, что позволяет пользоваться водой даже во время отключения электричества, что в наше время происходит довольно часто. Особенно ценна эта функция в загородных домах.

Устройство гидроаккумулятора


Герметичный корпус этого устройства разделяется специальной мембраной на две камеры, одна из которых предназначена для воды, а другая – для воздуха.

Вода не соприкасается с металлическими поверхностями корпуса, так как она находится в водяной камере-мембране, изготовленной из крепкого резинового материала бутила, устойчивого к воздействию бактерий соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам, предъявляемым к питьевой воде.

В воздушной камере находится пневмоклапан, предназначением которого является регулирование давления. Вода попадает в гидроаккумулятор через специальный присоединительный патрубок на резьбе.

Устройство гидроаккумулятора должно быть смонтировано таким образом, чтобы его можно было беспрепятственно разобрать в случае ремонта или профилактики, не сливая при этом всю воду из системы.

Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.

В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 л находится особый клапан для стравливания воздуха, выделяющегося из воды. Для малолитражных гидроаккумуляторов, в которых нет такого клапана, в системе водопровода должно быть предусмотрено устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, который перекрывает основную магистраль системы водоснабжения.

В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно составлять 1.5-2 атм.

Принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор работает так. Насос подает воду под давлением в мембрану гидроаккумулятора. Когда достигается порог давления, реле отключает насос и вода прекращает подаваться. После того, как при заборе воды давление начинает падать, насос опять автоматически включается и подает воду в мембрану гидроаккумулятора. Чем больший объем гидробака, тем эффективнее результат его работы. Срабатывание реле давления можно регулировать.

Во время работы гидроаккумулятора, растворенный в воде воздух постепенно скапливается в мембране, что приводит к снижению эффективности работы устройства. Поэтому, необходимо производить профилактику гидроаккумулятора, стравливая накопившийся воздух. Частота проведения профилактик зависит от объема гидробака и частоты его эксплуатации, что составляет приблизительно один раз в 1-3 месяца.

Виды гидроаккумуляторов

Эти устройства могут быть вертикальной и горизонтальной конфигурации.

Принцип работы устройств не имеет различий, за исключением того, что вертикальные гидроаккумуляторы объемом больше 50 л в верхней части имеют специальный клапан для стравливания воздуха, который постепенно накапливается в системе водоснабжения во время эксплуатации. Воздух скапливается в верхней части устройства, потому расположение клапана для стравливания выбрано именно в верхней части.

В горизонтальных устройствах для стравливания воздуха монтируется специальный кран или слив, который устанавливается за гидроаккумулятором.

Из устройств маленьких размеров, не зависимо от того, вертикальные они или горизонтальные, воздух стравливается с помощью полного слива воды.

Выбирая форму гидробака, исходят из размеров технического помещения, где они будут установлены. Все зависит от габаритов устройства: какое лучше впишется в отведенное для него место, такое и будет установлено, независимо от того горизонтальное оно или вертикальное.

Схема подключения гидроаккумулятора

В зависимости от возложенных функций, схема подключения гидроаккумулятора к водопроводной системе может быть разной. Самые популярные схемы подключения гидроаккумуляторов приведены ниже.

Схема обвязки повысительной насосной станции


Такие насосные станции устанавливаются там, где присутствует большое водопотребление. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно.

На повысительной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления во время включения дополнительных насосов и для возмещения небольших водоразборов.

Еще такая схема широко применяется, когда в системе водоснабжения происходит частое прерывание подачи электроэнергии на повысительные насосы, а присутствие воды жизненно необходимо. Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.

Чем больше и мощнее насосная станция, и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидрроаккумулятора, исполняющего роль демпфера.


Буферная емкость гидробака тоже зависит от объема необходимого запаса воды, и от разницы в давлении при включении и отключении насоса.

Схема для погружного насоса


Для длительной и бесперебойной работы погружной насос должен совершать от 5 до 20 включений в час, что указывается в его технических характеристиках.

При падении давления в водопроводной системе до минимального значения автоматически включается реле давления, а при максимальном значении – отключается. Даже самый минимальный расход воды, особенно в малых системах водоснабжения, может понизить давление до минимума, что моментально даст команду для включения насоса, ведь утечка воды компенсируется насосом моментально, а через несколько секунд, при пополнении запаса воды, реле отключит насос. Таким образом, при минимальном водопотреблении, насос будет работать почти вхолостую. Такой режим работы неблагоприятно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Положение может исправить гидроаккумулятор, который всегда имеет нужный запас воды и успешно компенсирует незначительный ее расход, а также защитит насос от частого включения.

Кроме этого, гидроаккумулятор, подключенный к схеме, сглаживает резкое повышение давления в системе при включении погружного насоса.

Объем гидробака выбирается в зависимости от частоты включений и мощности насоса, расхода воды в час и высоты его установки.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю


Для накопительного водонагревателя в схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Нагреваясь, вода расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, а так как она не имеет свойства сжиматься, то самый минимальный рост объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов водонагревателя. Здесь тоже придет на помощь гидробак. Его объем напрямую будет зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагреваемой воды и роста максимально допустимого давления в системе водопровода.

Подключение гидроаккумулятора к насосной станции


Гидроаккумулятор подключается перед повысительным насосом по ходу воды. Он нужен для предохранения от резкого снижения давления в сети водоснабжения в момент включения насоса.

Вместимость гидроаккумулятора для насосной станции будет тем больше, чем больше используется воды в системе водоснабжения и чем меньше разница между верхней и нижней шкалой давления в водопроводе перед насосом.

Как установить гидроаккумулятор?

Из всего вышесказанного можно понять, что устройство гидроаккумулятора абсолютно не похоже на обыкновенный бак для воды. Это устройство постоянно в работе, мембрана все время в динамике. Поэтому монтаж гидроаккумулятора не так прост. Бак нужно укреплять при установке надежно, с запасом прочности, шума и вибрации. Поэтому бак закрепляется к полу через резиновые прокладки, а к трубопроводу через резиновые гибкие переходники. Нужно знать, что на входе гидросистемы сечение подводки не должно сужаться. И еще одна важная деталь: первый раз бак заполнять нужно очень осторожно и медленно, используя слабый напор воды, на тот случай если резиновая груша слиплась от долгого бездействия, и при резком напоре воды она может повредиться. Лучше всего перед вводом в эксплуатацию удалить из груши весь воздух.

Монтаж гидроаккумулятора должен осуществляться так, чтобы во время работы к нему можно было свободно подойти. Лучше поручить эту задачу опытным специалистам, так как очень часто бак выходит из строя из-за какой-нибудь неучтенной, но важной мелочи, например из-за несоответствия диаметра труб, неотрегулированного давления и т.д. Здесь нельзя проводить эксперименты, ведь на кону стоит нормальная работа водопроводной системы.

Настройка гидроаккумулятора

Вот вы принесли в дом купленный гидробак. Что с ним дальше делать? Сразу необходимо узнать уровень давления внутри бака. Обычно производитель накачивает его на 1.5 атм, но бывают такие случаи, когда из-за утечки, ко времени продажи показатели снижаются. Чтобы удостовериться в правильности показателя, необходимо открутить декоративный колпачок на обыкновенном автомобильном золотнике и проверит давление.
Чем же его проверить? Обычно для этого используют манометр. Он может быть электронным, механическим автомобильным (с металлическим корпусом) и пластиковым, который поставляется в комплекте с некоторыми моделями насосов. Важно, чтобы манометр имел большую точность, так как даже 0.5 атм меняет качество работы гидробака, поэтому пластиковые манометры лучше не использовать, так как они дают очень большую погрешность в показателях. Это обычно китайские модели в слабеньком пластиковом корпусе. На показатели электронных манометров влияет заряд батареи и температура, к тому же, они очень дорогие. Поэтому оптимальным вариантом является обыкновенный автомобильный манометр, прошедший проверку. Шкала должна быть на небольшое количество делений, для возможности более точного измерения давления. Если шкала рассчитана на 20 атм, а нужно измерять всего 1-2 атм, то высокой точности ожидать не приходится.
Если в баке меньше воздуха, значит там больший запас воды, но разница в давлении между пустым и почти заполненном баком будет очень существенной. Все дело в предпочтениях. Если нужно, чтобы в водопроводе постоянно был высокий напор воды, то в баке должно быть давление не менее 1.5 атм. А для бытовых нужд вполне может быть достаточно и 1 атм.

При давлении 1.5 атм гидробак имеет меньший запас воды, из-за чего будет чаще включаться подкачивающийся насос, а при отсутствии света запаса воды в баке может просто не хватить. Во втором случае придется жертвовать давлением, ведь принять душ с массажем можно при заполненном баке, а по мере его опустошения – только ванну.

Когда вы решите, что для вас важнее, можно устанавливать нужный режим работы, то есть, либо подкачать воздух в бак, либо стравить лишний.

Нежелательно снижать давление меньше отметки 1 атм, так же, как и чрезмерно превышать. Наполненная водой груша при недостаточном давлении будет касаться стенок бака, и может быстро прийти в негодность. А избыточное давление не позволит закачать достаточный объем воды, так как большая часть бака будет занята воздухом.

Настройка реле давления

Также нужно выполнить настройку реле давления. Открыв крышку, вы увидите две гайки и две пружины: большую (Р) и малую (дельта Р). С их помощью можно настроить максимальный и минимальный уровни давления, при которых включается и выключается насос. За включение насоса и давление отвечает большая пружина. По конструкции можно увидеть, что она как бы способствует воде замкнуть контакты.


С помощью малой пружины выставляется разница давлений, о чем оговаривается во всех инструкциях. Но в инструкциях не указывается точка отсчета. Оказывается, что точкой отсчета является гайка пружины Р, то есть нижний предел. Нижняя пружина, отвечающая за разницу давлений, сопротивляясь давлению воды, отодвигает подвижную пластину от контактов.

Закачка воды в гидроаккумулятор

Когда уже выставлено правильное давление воздуха, можно подключать гидроаккумулятор к системе. Подключив его, нужно внимательно наблюдать за манометром. На всех гидроаккумуляторах указаны значения нормального и предельного давлений, превышение которых недопустимо. Ручное отключение насоса от сети происходит при достижении нормального давления гидроаккумулятора, при достижении граничного значения напора насоса. Это происходит, когда повышение давления прекращается.

Мощности насоса обычно не хватает, чтобы накачать бак до предела, но, в этом даже нет особой необходимости, ведь при накачке снижается срок эксплуатации и насоса и груши. Чаще всего предел давления для отключения устанавливается на 1-2 атм выше, чем включения.

Например, при показании манометра 3 атм, что достаточно для нужд владельца насосной станции, нужно отключить насос и медленно вращать гайку малой пружины (дельта Р) на уменьшение, до срабатывания механизма. После этого нужно открыть кран и слить воду из системы. Наблюдая за манометром, нужно отметить то значение, при котором включится реле – это нижний предел давления, когда включается насос. Этот показатель должен быть чуть больше показателя давления в пустом гидроаккумуляторе (на 0.1-0.3 атм). Это даст возможность прослужить груше больший период времени.

При вращении гайки большой пружины Р, выставляется нижний предел. Для этого нужно включить насос в сеть и подождать, пока давление достигнет нужного уровня. После этого необходимо подстроить гайку малой пружины «дельта Р» и закончить настройку гидроаккумулятора.

Давление в гидроаккумуляторе

В воздушной камере гидроаккумулятора давление должно быть на 10 % ниже, чем давление при включении насоса.

Точный показатель давления воздуха можно измерить, лишь при отключенном от системы водопровода баке, при отсутствии давления воды. Давление воздуха необходимо постоянно держать под контролем, по необходимости регулировать, что прибавит мембране срок жизни. Также для продолжения нормального функционирования мембраны нельзя допускать большой перепад давления, когда включается и выключается насос. Нормальным является перепад в 1.0-1.5 атм. Более сильные перепады давления уменьшают срок службы мембраны, сильно растягивая ее, к тому же, такие перепады давления не дают возможности комфортного пользования водой.

Гидроаккумуляторы можно устанавливать в местах с невысокой влажностью, неподверженных затоплению, чтобы фланец устройства успешно служил много лет.

Выбирая марку гидроаккумулятора, необходимо обратить особое внимание на качество материала, из которого выполнена мембрана, проверить сертификаты и санитарно-гигиенические заключения, удостоверившись, что гидробак предназначен для систем с питьевой водой. Также нужно убедиться в наличии запасных фланцев и мембран, которые должны быть в комплекте, чтобы в случае возникшей проблемы не пришлось покупать новый гидробак.

Предельное давление гидроаккумулятора, на которое он рассчитан, должно быть не меньшим, чем максимальное давление в системе водопровода. Поэтому большинство устройств выдерживают давление 10 атм.

Расчет гидроаккумулятора

Чтобы определить, какой запас воды можно использовать из гидроаккумулятора при выключении электричества, когда насос прекратит качать воду из системы водоснабжения, можно использовать таблицу заполняемости мембранного бака. Запас воды будет зависеть от настройки реле давления. Чем выше разница давлений при включении и выключении насоса, тем больший запас воды будет в гидроаккумуляторе. Но эта разница лимитируется по изложенным выше причинам. Рассмотрим таблицу.

Здесь мы видим, что в мембранный бак объемом 200 л при настройках реле давления, когда показатель включение насоса составляет 1.5 бар, выключение насоса – 3.0 бар, давление воздуха составляет 1.3 бар, запас воды будет всего 69 л, что равно примерно трети общего объема бака.

Расчет необходимого объема гидроаккумулятора

Чтобы выполнить расчет гидроаккумулятора, используют следующую формулу:

Vt = K * A max * ((Pmax+1) * (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) * (Pвозд. + 1),

где

  •  Amax – максимальный расход литров воды в минуту;
  •  К – коэффициент, который зависит от мощности двигателя насоса;
  •  Pmax – давление при выключении насоса, бар;
  •  Pmin – давление при включении насоса, бар;
  •  Pвозд. – давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

В качестве примера подберем необходимый минимальный объем гидроаккумулятора для водопроводной системы, взяв, например, насос Водолей БЦПЭ 0,5-40 У с такими параметрами:
  Pmax (бар)      Pmin (бар)     Pвозд (бар)      A max (куб.м/час)      K (коэффициент)
  3.0 1.8     1.6       2.1       0.25

Используя формулу, вычисляем минимальный объем ГА, который равен 31. 41 литра.

Поэтому выбираем следующий ближайший размер ГА, который равен 35 л.

Объем бака в диапазоне 25-50 литров идеально согласуется со всеми методиками расчета объема ГА для бытовых водопроводных систем, а также с эмпирическими назначениями разных производителей насосного оборудования.

При частом выключении электроэнергии целесообразно выбирать бак большего объема, но в это же время следует помнить, что вода сможет заполнить бак лишь на 1/3 общего объема. Чем мощнее установлен насос в системе, тем больший должен быть объем гидроаккумулятора. Это соответствие размеров сократит количество коротких включений насоса и продлит срок эксплуатации его электродвигателя.

Если вы купили гидроаккумулятор большого объема, нужно знать, что если водой не пользоваться регулярно, она застаивается в баке ГА и ее качество ухудшается. Поэтому, выбирая в магазине гидробак, нужно учитывать, максимальный объем используемой воды в системе водопровода дома. Ведь при небольшом расходе воды использовать бак объемом 25-50 л намного целесообразнее, чем 100-200 л., вода в котором будет пропадать зря.

Ремонт и профилактика гидроаккумулятора

Даже самые простые гидробаки требуют к себе внимания и ухода, как любое работающее и приносящее пользу устройство.

Поводы для ремонта гидроаккумулятора бывают разные. Это коррозия, вмятины корпуса, нарушение целостности мембраны или нарушение герметичности бака. Также существует множество других причин, которые обязывают владельца ремонтировать гидробак. Чтобы не допустить серьезных поломок, необходимо регулярно осматривать поверхность гидроаккумулятора, следить за его работой, чтобы предотвратить возможные проблемы. Недостаточно осматривать ГА два раза в год, как оговаривается в инструкции. Ведь можно устранить одну неисправность сегодня, а завтра не обратить внимание на другую возникшую проблему, которая на протяжении полугода превратиться в непоправимую и может привести к выходу гидробака из строя. Поэтому гидроаккумулятор нужно осматривать при каждой возможности, чтобы не пропустить малейших неисправностей, и вовремя проводить их ремонт.

Причины поломок и их устранение

Причиной поломки расширительного бака может быть слишком частое включение-выключение насоса, выход воды через клапан, слабый напор воды, слабое давление воздуха (ниже расчетного), слабый напор воды после насоса.

Как устранить неисправность гидроаккумулятора своими руками? Поводом для ремонта гидроаккумулятора может стать слабое давление воздуха или его отсутствие в мембранном баке, повреждение мембраны, повреждение корпуса, большая разница в давлении при включении и выключении насоса, неправильно выбранный объем гидробака.

Устранить неисправности можно следующим образом:

  •  чтобы увеличить давление воздуха нужно произвести его нагнетание через ниппель бака гаражным насосом или компрессором;
  •  поврежденную мембрану можно восстановить в сервисном центре;
  •  поврежденный корпус и его герметичность устраняется тоже в сервисном центре;
  •  исправить разницу в давлениях можно, выставив слишком большой дифференциал в соответствие с частотой включений насоса;
  •  достаточность объема бака нужно определить до его установки в систему.

Расчёт объёма бака-гидроаккумулятора при подаче воды в сеть водоснабжения | Архив С.О.К. | 2020

Баки-гидроаккумуляторы (гидропневматические баки, гидробаки, мембранные баки и т. п.) широко используются в небольших системах водоснабжения, как на первом, так и на втором подъёмах. На первом подъёме бак-гидроаккумулятор выполняет обычно функцию сглаживания гидравлических ударов при пуске и остановке насоса (как правило, это погружной насос водозаборной скважины). Особенности работы гидроаккумулятора для такого случая рассматривались в [1].

На втором подъёме гидроаккумулятор является по сути напорно-регулирующей ёмкостью, позволяющей создать некоторый объём воды под давлением. За счёт этого объёма обеспечиваются небольшие расходы воды, что особенно важно при значительной неравномерности водопотребления. Также обеспечивается компенсация утечек воды, возникающих вследствие неплотностей в трубопроводах и водопроводном оборудовании, без включения подающего насоса возможно более продолжительное время. Баки могут устанавливаться и на «прямоточных» схемах водоснабжения, когда погружной насос скважины подаёт воду непосредственно водопотребителям — с системой очистки воды или без неё.

Подбор бака-гидроаккумулятора сводится к расчёту его объёма. Сложность этой задачи заключается в учёте сочетания одновременного изменения объёма и давления газа (воздуха) и воды в герметично закрытом от атмосферы корпусе бака. Если даже говорится, что расчё- том определяется частота включения насоса, в любом случае речь идёт именно об определении того резервного, буферного рабочего объёма, который может использоваться, как уже было сказано, для компенсации небольших расходов воды (разумеется, сугубо ограниченное время) и утечек из системы водоснабжения.

Далее приведены несколько формул для расчёта объёма гидробака (они же были приведены и в [1]):

W = qhr sp.i/(4n), (1)

где qhr sp.i — часовой расход воды, подаваемой насосом; n — допустимое число включений насосной установки в час, для установок с гидропневматическим баком n = 6–10;

 

где Qmax — максимальный расход воды, л/мин. ; pmax — максимальное давление, при котором насос отключается; pmin — минимальное давление, при котором насос включается; p0 — давление газа в гидроаккумуляторе; К — коэффициент, зависящий от мощности насоса; а — количество пусков системы в час.

Нетрудно заметить, что формула (1) избыточно упрощена — в ней даже не учитывается давление воды и воздуха. В формулы (2) и (3) входят значения верхнего pmax и нижнего pmin уровней давления воды в системе, давления воздуха внутри гидробака. При этом сложно оценить, на каких положениях основаны указанные формулы. Неясно, например, что означают коэффициенты 16,5 и К.

В частности, согласно пояснениям к уравнению (3), значение К тем больше, чем больше мощность подающего насоса: от К = 0,25 при мощности насоса 0,75–1,50 кВт до К = 0,875 при мощности 6,71–9,0 кВт. Можно признать логичным, что с ростом мощности насоса увеличивается и требуемый объём гидробака, но опять же неясно, на чем основана данная зависимость. По сути, формулы (2) и (3) в большей степени эмпирические.

Выражения (2) и (3) объединяет также то, что значения давления воды в них представлены в степени «1″, что предполагает протекание в воздушной подушке гидробака изотермического процесса, при котором теплообмен с окружающей средой при изменении объёма и давления происходит достаточно быстро, а температура остаётся практически постоянной.

Однако бак-гидроаккумулятор в силу своей конструкции является достаточно замкнутой системой, где получение теплоты извне и её отдача во внешнюю среду весьма затруднены, что позволяет считать его работу более близкой к другому газовому процессу — адиабатическому, при котором система практически не обменивается теплотой с окружающим пространством. Уравнение адиабатического процесса записывается как:

pWk = const,

(4) где k — показатель адиабаты, для сухого воздуха k = 1,4.

В сети Интернет можно встретить [2] следующее уравнение для расчёта объёма гидробака W на основе адиабатического процесса:

 

где p0 — давление газа; p1 — нижний уровень давления воды; p2 — верхний уровень давления воды; ΔW — объём аккумулируемой воды.

По мнению автора, выражение (5) достаточно адекватно описывает работу бака-гидроаккумулятора, но нуждается в некоторых поправках и разъяснениях. Например, что значит «объём аккумулируемой воды»? Или что понимать под объёмом гидробака W — полный объём бака, включая объём, заполненный воздухом, либо только объём, занятый водой? Возможно, именно вследствие не вполне понятных величин ΔW и W уравнение (5) и не нашло широкого распространения. Следовательно, прежде всего необходимо составить расчётную схему бака-гидроаккумулятора (рис. 1).

Как правило, давление газа (воздуха) в баке доводится до уровня 1,5–2 атм (чем больше объём бака, тем больше и устанавливаемое давление воздуха). Обозначим его pг0 — исходное давление газа (воздуха). Соответственно, и воздух при созданном изначально давлении pг0 займёт объём Wг0. Изначальные давление и объём воды обозначим как pв0 и Wв0. Поскольку давление отделённых друг от друга эластичной мембраной воздуха и воды в баке в любом случае одинаково, то pг0 = pв0 (далее будем именовать его как p0). В свою очередь, общий объём гидробака составит W = Wг0 + Wв0.

Здесь необходимо отметить, что соотношение Wг0 и Wв0 зависит от конструкции бака, которая задаётся производителем. По имеющимся у автора данным (со слов одного из производителей баков) оно составляет 1:1, то есть по 50% воды и воздуха, хотя, разумеется, оно может быть и другим у иных торговых марок. Отношение объёма воздуха (газа) в баке Wг0 при давлении p0 к общему объёму W обозначим как kб = Wг0/W. В рассматриваемом случае kб = 0,5.

Итак, при давлении воды в системе около 1,5 атм (или несколько ином случае, если в гидроаккумулятор накачано не равное 1,5 атм давление воздуха) вода будет занимать 50% объёма (либо несколько другое, что зависит от производителя данной модели бака).

Если верхний уровень давления p2 в системе, при котором, как правило, автоматика отключает подающий насос, задан выше давления pг0 = pв0 = p0 (в нашем случае 1,5 атм), то, согласно (4), соотношение объёмов Wг0 и Wг2 будет:

p0Wг01,4 = p2Wг21,4. (6)

Верхнее давление p2 относится, разумеется, и к воде, и к воздуху. Объём газа в баке составит Wг2 = W — Wв2, тогда:

 

где Wв2 — объём воды в баке при верхнем уровне давления p2.

Как правило, объём Wв2 больше, чем Wв0. Разница объёмов Wв2 и Wв0 составит ΔW2 = Wв2 — Wв0. Условно назовём объём ΔW2 «верхним». Тогда из (7) получаем:

 

Нижний уровень давления p1 в системе, при котором, как правило, автоматика включает подающий насос, соотносится с давлением p0 как

p0Wг01,4 = p1Wг11,4. (9)

Точно так же, как верхний уровень, нижний уровень давления p1 относится и к воде, и к воздуху. Объём газа в баке составит Wг1 = W — Wв1, тогда:

 

где Wв1 — объём воды в баке при нижнем уровне давления p1.

Предположим, что объём Wв1 меньше, чем Wв0 (хотя вполне возможна обратная ситуация). Разница объёмов Wв0 и Wв1 составит ΔW1 = Wв0 — Wв1. Условно назовём объём ΔW1 «нижним».

Тогда из (10) получаем:

 

Разумеется, в зависимости от условий давление p1 может быть больше или меньше p0 — тогда и объём Wв1 будет соответственно больше или меньше Wв0. Аналогично можно сказать и о соотношении p2 и p0.

Объём ΔW, который можно назвать рабочим объёмом гидробака, складывается из «верхнего» и «нижнего» объёмов:

ΔW = ΔW2 + ΔW1, тогда:

 

Отсюда

 

Таким образом, рабочий объём гидробака ΔW для данной модели и типоразмера прямо зависит от предварительно накаченного в бак давления p0, верхнего и нижнего уровней давления воды p2 и p1.

Как известно, подавляющее большинство насосов имеет ограниченное допустимое количество пусков в час. При расчётном расходе в системе водоснабжения Q (о котором речь пойдёт ниже) и допустимом количестве пусков насоса n требуемый запасной объём воды должен быть не менее nQ.

Приравняв nQ к ΔW, получим:

 

Уравнения (14) и (14а) связывают, таким образом, все основные показатели работы системы водоснабжения с бакомгидроаккумулятором:

  •  конструктивную особенность бака, которая выражается коэффициентом kб, учитывающим отношение объёма газа (воздуха) к полному объёму бака при равенстве изначально накаченного давления воздуха в баке p0 и давления воды в системе pг0;
  • давление воздуха p0, изначально созданное в баке;
  • верхний p2 и нижний p1 уровни давления воды в системе;
  • рабочий объём бака ΔW; ? общий объём бака W;
  • допустимое количество пусков насоса в час n;
  • расчётный расход Q.

Выражения (14) и (14а) не учитывают сопротивление самой резиновой мембраны, которая обычно изготавливается из различных видов резины или EPDM.

Учёт данного параметра весьма затруднён вследствие значительного изменения модуля упругости резины или каучука при деформации. Оценить влияние мембраны возможно, по-видимому, с помощью поправочного коэффициента, определяемого путём натурных наблюдений за работой бака-гидроаккумулятора. При этом более или менее адекватно должен быть описан основной процесс работы гидроаккумулятора, который, по мнению автора, наиболее близок к адиабатическому газовому процессу.

Если провести оценку объёма бакагидроаккумулятора, исходя из выражений (2), (3), (14) и (14а), то возникает вопрос: в какой размерности следует подставлять значение расхода воды (вопроса относительно размерности давления не возникает, так как во всех указанных выражениях величины р делятся друг на друга)? Можно принять размерность для расхода воды в л/мин., как рекомендуется в пояснениях к формулам (2) и (3), рассмотрев получающиеся значения W на примере. Исходные данные для примерного расчёта приведены в табл. 1.

Примем изначально накаченное в бак давление воздуха равным р0 = 1,5 атм. Расчётный расход Qmax примем равным 5 м³/ч, что соответствует 1,4 л/с или 83,3 л/ мин., что является, в общем, небольшим расходом воды.

Значения давления рmax (p2) и pmin (p1) рассмотрим по трём вариантам:

1. рmax (p2) > p0, рmin (p1) < p0;

2. рmax (p2) > p0, рmin (p1) > p0;

3. рmax (p2) < p0, рmin (p1) < p0.

Результаты расчётов объёма бака-гидроаккумулятора, согласно (2), (3) и (14а) приведены в табл. 2.

Столь большой разброс полученных значений объёма бака-гидроаккумулятора указывает, очевидно, на несовершенство расчётной модели. Это несовершенство, как можно предположить, связано с тем, какие расходы воды следует подставлять в расчётные формулы, а также с тем, какие технологические задачи вообще решаются с помощью бака-гидроаккумулятора. На первый взгляд ответ очевиден: бак-гидроаккумулятор предназначен для снижения количества пусков подающего насоса.

Однако при каких ситуациях необходимость снижения количества пусков насоса наиболее актуальна? Маловероятно, чтобы такая необходимость наблюдалась в период наибольшего водопотребления, когда подающие насосы работают почти постоянно и с максимальной частотой вращения двигателей, если речь идёт об агрегатах с частотными преобразователями. Наоборот, если водопотребление незначительное, бак-гидроаккумулятор становится весьма полезным, ведь самые малые объёмы воды, забранной из водопровода потребителем, могут резко снизить давление в трубопроводной системе, чем вызвать автоматическое включение подающего насоса. То же самое можно сказать и об утечках из труб, которые аналогичным образом снижают давление в системе и вызывают автоматическое включение насосных агрегатов. Следовательно, перед выбором типоразмера бака-гидроаккумулятора нужно определить, какой расчётный расход будет данный бак компенсировать, и каков располагаемый рабочий объём бака ΔW будет при заданных значениях p0, р2 и р1.

При этом типовой ряд баков-гидроаккумуляторов не так уж велик. Например, у известной торговой марки Zilmet представлены баки объёмом 24, 35, 50, 60, 80, 100, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000 и 5000 л.

В нормативных документах [3–5] показаны расчёты максимального секундного, максимального, среднего, минимального часового расходов. Примечательно, что в более новом СП 30.13330 в отличие от СНиП 2.04.01–85* отсутствует расчёт максимального секундного расхода в зависимости от вероятности действия сантехнических приборов, что, разумеется, говорит не в пользу нормативных документов, принятых в постсоветское время.

Покажем возможный порядок расчё- та системы водоснабжения с баком-гидроаккумулятором на примере. Например, в посёлке проживает 300 человек, норма водопотребления при централизованном горячем водоснабжении составляет 250 л/ сут. на человека. Среднесуточный расход, следовательно, составляет 75 м³/сут. Коэффициент максимальной суточной неравномерности Кmax. сут, согласно [5], примем 1,2; максимальный суточный расход будет Qmax.сут = 90 м³/сут. Коэффициент минимальной часовой неравномерности Кч.min определяется как произведение коэффициента αmin, учитывающего степень благоустройства зданий (αmin = 1,3), и коэффициента βmin, учитывающего число жителей в населённом пункте (βmin = 0,03). Тогда средний часовой расход составит Qср.ч = 3,75 м³/сут., минимальный часовой расход — 0,146 м³/ч = 0,041 л/с.

Предположим, что для системы водоснабжения указанного посёлка предусмотрены верхний уровень давления р2 = 2,7 атм., нижний уровень давления р1 = 2,2 атм. Тогда, согласно выражению (14), при давлении р0 = 1,5 атм рабочий объём ΔW для бака объёмом 100 л составит 5,2 л, для бака 300 л — 15,5 л, для бака 500 л — 25,9 л и т. д. Следовательно, время сработки объёма ΔW при минимальном расходе 0,041 л/с (при переводе из 0,146 м³/ч) составит 127 с (2,1 мин.), 378 с (6,3 мин.) и 632 с (10,5 мин.).

Разумеется, представленный расчёт времени сработки рабочего объёма ΔW носит приблизительный характер, потому что, во-первых, в расчёте не учтено влияние сопротивления мембраны; во-вторых, расчётный расход (в данном случае минимальный часовой, выраженный в л/с) не может быть неизменным продолжительное время. Кроме того, следует признать, что у автора не было возможности проверить, насколько точно работает выражение (14) в реальных условиях. Возможно, проверка данной формулы будет темой какой-либо исследовательской работы. Постановка опыта представляется несложной: необходимо зафиксировать изменение (снижение) давления на манометре гидробака и отслеживать по показаниям водомера объём воды, выталкиваемой из бака-гидроаккумулятора в трубопроводную систему.

Нужно сказать, что такое устройство, как бак-гидроаккумулятор, необходимо при довольно простой автоматизации без частотного преобразователя для электродвигателя насоса с использованием реле давления, которое просто включает насос при падении давления до нижнего уровня (давление р1) и отключает при росте давления до верхнего уровня (давление р2). Понятно, что без гидроаккумулятора падение давления от р2 до р1 произойдёт намного быстрее, чем без бака.

При использовании частотного преобразователя явная необходимость применения бака-гидроаккумулятора неочевидна, так как есть возможность вовсе не выключать подающий насос. Для этого в шкафу управления с частотным преобразователем следует установить так называемый «спящий» режим, когда требуемое максимальное давление при отсутствии водопотребления поддерживается минимально возможной для данного типа насоса частотой тока электродвигателя, например, 17–20 Гц. Однако такое решение, несомненно, связано с повышенным расходом электроэнергии.

Возможен и другой вариант, позволяющий снизить количество пусков насоса при одновременном использовании частотного преобразователя и бакагидроаккумулятора: с помощью шкафа управления можно увеличить время задержки выключения подающего насоса при достижении требуемого максимального давления и частоты тока 50 Гц. В результате за данный промежуток времени давление поднимается несколько выше установленного верхнего уровня р2, что создаёт определённый запас давления и объёма воды, который будет срабатываться при последующем водопотреблении или за счёт утечек.

На практике встречаются примеры, когда несколько баков-гидроаккумуляторов присоединяют к одному трубопроводу, образуя своеобразную «батарею» из баков, ради увеличения общего регулирующего объёма.

По аналогии с баком-гидроаккумулятором применение таких вроде бы морально устаревших сооружений, как водонапорные башни, вполне может быть оправдано даже при использовании частотного преобразователя для погружного скважного насоса. Вполне возможно, что при использовании водонапорных башен экономия электроэнергии будет значительней, чем при использовании баков-гидроаккумуляторов. Но подтвердить данное предположение могут только практические исследования.

Выводы

1. Общей формулой для расчёта объёма баков-гидроаккумуляторов для небольших насосных станций второго подъёма и прямоточных схем водоснабжения может, по мнению автора, служить следующее выражение:

 

основанное на уравнении адиабатического газового процесса. Правомерность данного уравнения необходимо проверить практическими исследованиями.

2. Для адекватного подбора бака-гидроаккумулятора необходимо определиться с расчётным расходом, который будет компенсироваться рабочим объёмом бака ΔW. Рабочий объём бака ΔW определяется общим объёмом бака W, его конструктивными особенностями, давлением воздуха р0, изначально накаченным в бак, верхним р2 и нижним р1 уровнями давления воды в системе.

3. Баки-гидроаккумуляторы для насосных станций второго подъёма и прямоточных схем, как правило, требуются в небольших системах водоснабжения с подающими насосами без частотного регулирования.

Гидроаккумулятор: назначение, настройка, выбор объема.

Гидроаккумулятор (расширительный мембранный бак) служит для поддержания давления в напорной системе водоснабжения, и при использовании совместно с реле давления позволяет создать автоматическую станцию на базе погружного или поверхностного насоса. Основное назначение гидроаккумулятора в системе — поддержание и плавное изменение давления жидкости в системе.

Дополнительные функции, которые выполняет гидроаккумулятор, следующие:

  • Защита от гидроудара (изменения давления в жидкости, вызванного мгновенным изменением её скорости)
  • Обеспечение минимального запаса воды
  • Ограничение повторно-кратковременных включений насоса

Таким образом, именно гидроаккумулятор позволяет сделать возможным использование реле давления и автоматизировать процесс подачи воды. 10 1/ Па. Т.е. увеличение давления воды (напора, создаваемого насосом) практически не вызывает изменения её объема (это сотые доли процента). Поэтому давление менялось бы в системе с большой скоростью, что вызывало бы постоянное срабатывание реле.

Надо четко уяснить, что гидроаккумулятор никакого давления не создает и потребителю воду сам не качает — все это делает насос. Он только поддерживает то давление жидкости, которое в нем создано насосом и подает воду в тот момент времени, пока открыт кран потребителя и насос не включился. Например вопрос «Какой объем гидроаккумулятора мне нужен если у меня два душа?» не совсем корректен. Потому что при пользовании душем (одним или двумя), гидроаккумулятор подает воду только до момента включения насоса, а затем все оставшееся время пользования воду подает только насос. И остановится он только после того, как все краны перекроются и давление в баке поднимется до давления выключения.

Иногда бывает так, что насос выключается даже в то время, когда потребители пользуются водой. Однако такой режим работы нежелателен (поскольку через короткое время насосу опять придется включиться) и говорит о том, что подбор насоса и/или настройки всей системы выполнены неправильно (в большинстве таких случаев надо изменить настройки реле давления).

Любой гидроаккумулятор разделен мембраной на две полости: воздушную и водяную. За счет подачи воды под давлением в водяную полость бака, мембрана расширяется и сжимает воздух в воздушной полости. Тем самым мембрана уравновешена давлением с двух сторон (P1V1 = P2V2). Давление будет расти до тех пор, пока насос не отключится по уставке реле давления (давление отключения насоса). В момент начала расхода воды, воздух давит на мембрану, тем самым, выталкивая воду из гидроаккумулятора. Давление воды медленно падает и при достижении давления включения насоса, реле замкнет контакты и насос запустится. Такова принципиальная схема автоматической работы насоса совместно с гидроаккумулятором и реле давления.

Каким должно быть давление воздуха в воздушной полости гидроаккумулятора?

Давление в воздушной полости гидроаккумулятора должно быть на 10% меньше давления включения насоса.

Причем давление воздуха нужно измерять только на отключенном от системы баке (без давления воды). Давление воздуха нужно регулярно контролировать и по необходимости приводить в норму, это заметно продлит жизнь мембране. С этой же целью не рекомендуется делать перепад давления между включением и выключением насоса слишком большим. Оптимальным является перепад в 1,0-1,5 атм. Бóльшие перепады сильнее растягивают (нагружают) мембрану, тем самым уменьшая её срок службы, и более того, большие перепады давления не комфортны при пользовании водой.

Гидроаккумуляторы рекомендуется устанавливать в местах не подверженных затоплению и с невысокой влажностью. В этом случае фланец гидроаккумулятора прослужит намного дольше. Поскольку никаких нагрузок баком не воспринимается, нет необходимости в дополнительном креплении. Гидроаккумулятор можно просто устанавливать на пол на штатные опоры.

При выборе конкретной марки гидроаккумулятора следует обратить внимание на материал мембраны, наличие сертификатов и санитарно-гигиенических заключений, удостоверяющих, что гидроаккумулятор предназначен для использования в системах с питьевой водой. Также не лишним будет убедиться в наличии запасных мембран и фланцев, чтобы в случае проблем не пришлось покупать полностью новый бак.

Максимальное давление, на которое рассчитан гидроаккумулятор, не должно быть меньше максимально возможного давления в системе (например, при поломке реле давления). Именно поэтому большинство баков рассчитаны на давление в 10 бар.

Часто возникает вопрос о том, сколько воды находится в гидроаккумуляторе?

Например, если отключат электричество, сколько литров воды можно будет использовать?

Это значение зависит от установок реле давления. Как нетрудно догадаться, чем выше разница по давлению, между включением и выключением насоса, тем больше воды войдет в гидроаккумулятор, однако эту разницу необходимо лимитировать по причинам изложенным выше.

В качестве примера мы приводим таблицу заполняемости гидроаккумуляторов.

P воздуха, бар 0,8 0,8 1,8 1,3 1,3 1,8 1,8 2,3 2,3 2,8 2,8 4,0
P вкл. нас., бар 1,0 1,0 2,0 1,5 1,5 2,0 2,0 2,5 2,5 3,0 4,0 5,0
P выкл.нас., бар 2,0 2,5 3,0 2,5 3,0 2,5 4,0 4,0 5,0 5,0 8,0 10,0
Общий объем бака, л Запас воды, л
19 5,70 7,33 4,43 4,99 6,56 2,53 7,09 5,37 7,46 6,02 8,11 8,35
24 7,20 9,26 5,60 6,31 8,28 3,20 8,96 6,79 9,43 7,60 10,24 10,55
50 15,00 19,29 11,67 13,14 17,25 6,67 18,67 14,14 19,64 15,83 21,33 21,97
60 18,00 23,14 14,00 15,77 20,70 8,00 22,40 16,97 23,57 19,00 25,60 23,36
80 24,00 30,86 18,67 21,03 27,60 10,67 29,87 22,63 31,43 25,33 34,13 35,15
100 30,00 38,57 23,33 26,29 34,50 13,33 37,33 28,29 39,29 31,67 42,67 43,94
200 60,00 77,14 46,67 52,57 69,00 26,67 74,67 56,57 78,57 63,33 85,33 87,88
300 90,00 115,71 70,00 78,86 103,50 40,00 112,00 84,86 117,86 95,00 128,00 131,82
500 150,00 192,86 116,67 131,43 172,50 66,67 186,67 141,43 196,43 158,33 213,33 219,70
750 225,00 289,29 175,00 197,14 258,75 100,00 280,00 212,14 294,64 237,50 320,00 329,55
1000 300,00 385,71 233,33 262,86 345,00 133,33 373,00 282,86 392,86 316,67 426,67 439,39

Согласно этой таблице, в 200 литровом гидроаккумуляторе при следующих установках реле давления:
Включение насоса — 1,5 бар
Выключение насоса — 3,0 бар
Давление воздуха — 1,3 бар

Запас воды составит 69 литров, что составляет примерно треть от всего объема.

В заключение несколько слов о необходимом объеме гидроаккумулятора.

Минимальный рекомендуемый объем вычисляется по следующей формуле:

Vt = K x Amax x ((Pmax+1) x (Pmin +1)) / (Pmax — Pmin) x (Pвозд. + 1)

Amax — расчетный максимальный расход воды (литр/мин)
К — коэффициент, зависящий от мощности электродвигателя насоса (см. таблицу ниже)
Pmax —давление выключения насоса, бар
Pmin — давление включения насоса, бар
Pвозд. — давление в воздушной полости гидроаккумулятора, бар

Мощность насоса, кВт 0,55-1,5 2,2-3,0 4,0-5,5 7,5-9,0
Коэффициент К 0,25 0,375 0,625 0,875

Выберем минимально необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения на базе насоса Водолей БЦПЭ 0,5-50 У со следующими установками:

Pmax = 3,0 бар
Pmin = 1,8 бар
Pвозд. = 1,6 бар
Аmax = 2,1 м³/ч (35 л/мин)
K = 0,25 (так как мощность насоса находится в диапазоне 0,55–1,5 кВт)

Vt = 31,41 литр

Выбираем следующий ближайший объем гидроаккумулятора — 35 л.

Отметим, что объем бака на уровне 24-50 литров прекрасно согласуется с другими методиками расчета гидроаккумуляторов для бытовых систем водоснабжения и эмпирическими рекомендациями различных производителей насосного оборудования.

Бóльший объем следует выбирать в том случае, если имеют место быть частые выключения электроэнергии, однако надо помнить, что в любом случае вода заполняет примерно треть общего объема (см. выше таблицу заполняемости). И конечно, чем более мощный насос установлен в систему (актуально для насосов мощностью 1,1 кВт и выше), тем больший размер гидроаккумулятора необходимо предпочесть, это сократит число повторно-кратковременных включений и продлит срок службы электродвигателя насоса.

Покупая гидроаккумуляторы больших объемов, надо отдавать себе отчет в том, что водой надо регулярно пользоваться, поскольку при длительном простое, её качество начинает ухудшаться. Ведь использовать всю воду из гидроаккумулятора объемом 24 или 50 литров гораздо проще и быстрее, чем из 100 или 200 литрового.

С моделями и ценами на гидроаккумуляторы можно ознакомиться в разделе «Принадлежности к насосам».

Расчёт объёма гидроаккумулятора | Торговый дом «СантехУрал»

Расчёт объёма гидроаккумулятора

Гидроаккумуляторы применяются в различных системах водоснабжения.

Мы рассмотрим методы подбора гидроаккумулятора для индивидуальной системы водоснабжения. Кроме традиционных душа и крана на кухне, современные дома могут быть оснащены ванной, биде, канализацией, стиральной машиной и другим оборудованием, для работы которого необходима вода. Помимо оборудования, различным может быть количество людей, находящихся в доме. Это объективные факторы, но при выборе размеров гидроаккумулятора приходится учитывать и субъективные.

Например: сколько раз в час можно включать насос и заполнять гидроаккумулятор? Что случится, если сразу несколько человек будут пользоваться водой? Что будет, если в это время работает стиральная машина?

Для правильного расчёта параметров мы предлагаем методику подбора объёма гидроаккумулятора, в основу которой положен международный метод расчёта UNI 9182, разработанный итальянскими инженерами.

Начнем с того, что если в вашем доме только кран для воды, душ и кран для полива, то ничего считать не надо. Вам нужна стандартная установка водоснабжения с 24-литровым гидроаккумулятором. Смело покупайте её. Она оптимальна в тех случаях, когда рассматривается оборудование для небольшого дома (дачи) и при непостоянном использовании. Даже если в перспективе потребуется увеличить число точек разбора воды, то можно будет просто купить отдельно и установить в любую точку системы водоснабжения еще один гидроаккумулятор объёмом 24 л. Если дом без канализации, но с количеством точек разбора воды более трех, то в любых случаях вам достаточно гидроаккумулятора объёмом 50 л.

Методика расчёта предназначена для индивидуальных домов, оснащенных канализацией (септиком), с ванными и другим оборудованием, потребляющим значительное количество воды, и состоит из нескольких пунктов:

1. Следует определите суммарный коэффициент потребления воды Су. Для этого составьте перечень точек водоразразбора в вашем доме и укажите количество каждого вида оборудования.  

Пользователи

Су

Раковина

1

Биде

1

Ванна

2

Душ

2

Унитаз

3

Смыв

6

Кухонная раковина

2

Стиральная машина

2

Посудомоечная машина

2

⅜ кран

1

½ кран

2

¾ кран

3

1 кран

6

Пользователи

Су

Раковина

2

Биде

2

Ванна

4

Душ

4

Унитаз

5

Смыв

10

Кухонная раковина

4

Раковина для ног

2

Питьевой фонтан

0,75

⅜ кран

2

½ кран

4

¾ кран

6

1 кран

10

2. Заполните табл. 3. В её второй колонке представлены коэффициенты частоты использования каждого вида оборудования (Сх). В третьей колонке укажите количество устройств каждого вида оборудования в вашем доме (ni). В правой колонке таблицы умножьте значение Сх на ni. Сложив значения этой колонки, получите суммарный коэффициент потребления воды в вашем доме.

Суммарный коэффициент:

Су = __________________

Вид оборудования

Коэффициент использования Сх

Количество каждого вида ni

Произведение

С

х х ni

Туалет

3

  

Душ

2

  

Ванная

2

  

Кран в раковине

6

  

Биде

1

  

Кран в кухне

2

  

Стиральная машина

2

  

Машина для мытья посуды

2

  

Кран для полива

2

  

3. В зависимости от полученного значения суммарного коэффициента Су определите значение максимального расхода воды Qмакс, необходимого для вашего дома. Эти значения представлены в табл. 4.

Например, если у вас в доме туалет, душ, кран в раковине, кран на кухне (каждого устройства по одному), то коэффициент потребления:

Су =3 + 2 + 6 + 2 = 13.

Ближайшее значение Су в табл. 4 равно 12. Этому значению соответствует максимальный расход воды для вашего дома: Qмакс = 36 л/мин.

Су

Qл/мин

С

у

Qл/мин

С

у

Q, л/мин

6

18

100

189

1250

930

8

24

120

219

1500

1050

10

30

140

234

1750

1128

12

36

160

255

2000

1230

14

40,8

180

276

2250

1320

16

46,8

200

297

2500

1410

18

51

225

321

2750

1470

20

55,8

250

345

3000

1560

25

67,8

275

366

3500

1680

30

78

300

387

4000

1830

35

87,6

400

468

4500

1950

40

97,2

500

540

5000

2070

50

114

600

600

6000

2280

60

132

700

660

7000

2460

70

144

800

714

8000

2640

80

159

900

774

9000

2820

90

174

1000

828

10 000

3000

4. Для определения объёма гидроаккумулятора надо решить, сколько раз в час допускается включение гидроаккумулятора при максимальной интенсивности потребления. Нормальным считается 10-15 раз.

Обращаем внимание на то, что большое значение этого параметра (некоторые компании рекомендуют назначать этот параметр при максимальной интенсивности до 45 включений в час) приводит к частому нагружению мембраны гидроаккумулятора на растяжение-сжатие, а общее количество таких нагружений ограничено прочностью мембраны.

Кроме того, если 45 включений в час, это значит, что насос работает до отключения всего около минуты. Обычно производительность бытовых насосов систем индивидуального водоснабжения небольшая, и за минуту просто невозможно заполнить правильно подобранный гидроаккумулятор. Наша рекомендация в назначении этого параметра – 10.

При проверке возможности использования уже существующего гидроаккумулятора в тех случаях, когда в доме добавляется новый источник потребления воды, этот параметр можно принять равным 15.

Требуется также назначить пороги срабатывания реле давления станции водоснабжения (Pмин и Pмакс). Нижний порог Pмин для двухэтажных домов обычно равен 1,5 бар, а верхний порог Рмакс – 3 бар. Тогда, для определения объёма гидроаккумулятора надо воспользоваться следующей формулой:

[изображение]

где V-полный объём гидроаккумулятора, л; 

Qмакс – максимальное значение потребного расхода воды, л/мин; а – количество пусков системы в час;

Pмин – нижний порог давления при включении насоса, бар;

Pмин – верхний порог давления при выключении насоса, бар;

P0 – начальное давление газа в гидроаккумуляторе, бар.

Например, если Qмакс = 36 л/мин, а = 15, Pмин =1,8 бар, Pмакс = 3,0 бар, Р0 = 1,5 бар, то полный объём гидроаккумулятора:

 [изображение]

Ближайшим по габаритам является 150-литровый гидроаккумулятор.

Разница порогов срабатывания Рмакс – Рмин определяет величину объёма воды, выдаваемого гидроаккумулятором системы водоснабжения. Чем больше эта разница, тем эффективнее работа гидроаккумулятора, но мембрана в каждом цикле работы нагружается сильнее.

Значение Рмин (давление включения насоса) определяется исходя из значения гидростатического давления (высоты воды) в системе водоснабжения вашего дома. Например, если высота между самой нижней и самой верхней точек разбора в системе равна 10 м, то давление водяного столба – 10 м (1 бар).

Каким должно быть минимальное значение давления Рмин?

Давление воздуха в камере противодавления гидроаккумулятора должно быть больше или равно гидростатическому, то есть в нашем случае – 1 бар. Нижний порог срабатывания Рмин тогда должен быть несколько больше (на 0,2 бар) начального давления воздуха в гидроаккумуляторе.

Однако нам надо, чтобы система работала устойчиво. Самой критичной, с точки зрения стабильности работы, является наиболее высокая точка разбора (например, кран или душ на верхнем этаже). Кран работает нормально, если перепад давления в нем не менее 0,5 бар. Следовательно, давление должно быть 0,5 бар плюс значение гидростатического давления этой точки.

Таким образом, минимальное значение давления газа в гидроаккумуляторе Р0 равно 0,5 бар плюс значение приведенного гидростатического давления в точке расположения гидроаккумулятора (расстояние по высоте между верхней точкой разбора и точкой расположения гидроаккумулятора).

В нашем случае, если гидроаккумулятор расположен в низшей точке системы водоснабжения, минимальное значение газа в нем Р0 = 1 бар + 0,5 бар = 1,5 бар, а порог срабатывания (включения) насоса Рмин = 1,5 + 0,2=1,7 бар. Если гидроаккумулятор расположен в верхней точке системы, а датчик давления – в нижней, то давление газа в гидроаккумуляторе должно равняться 0,5 бар, а порог включения насоса -1,7 бар.

При назначении верхнего порога срабатывания системы автоматического водоснабжения Рмакс необходимо учитывать несколько моментов, в первую очередь – напорную характеристику насоса. Значение напора, создаваемого насосом и выраженное в метрах водяного столба, разделенное на 10, покажет максимальное значение давления.

Однако при этом следует учитывать, что:

— в характеристиках насоса указаны максимальные параметры без учета гидравлических сопротивлений трубопроводов;
— напряжение электрической сети часто не соответствует номинальному значению 220 В, и реальные значения могут быть ниже;
— производители бытовых насосов часто указывают завышенные характеристики;
— при максимальных значениях напора расход насоса минимален и система будет заполняться очень долго;
— при длительной эксплуатации характеристики насоса уменьшаются.

Учитывая вышесказанное, мы рекомендуем назначать величину верхнего порога срабатывания на 30% ниже, чем максимальное значение напора вашего насоса.

Однако первоначальным при определении верхнего порога срабатывания является высота вашего дома, вернее, высота системы водоснабжения дома. Величина верхнего порога срабатывания равна высоте системы водоснабжения (выраженной в метрах) плюс 20 м, и разделенная на 10. Вы получите давление, выраженное в барах.

В бытовых системах водоснабжения рекомендуемая разница между нижним и верхним порогами срабатывания – 1,0 – 1,5 бар. Эти значения наиболее приемлемы.

а) определить нижний порог давления включения насоса;
б) к полученному значению прибавить 1,5 бар;
в) полученное значение сравнить с напорными характеристиками насоса.

Оно должно быть на 30% ниже максимального значения напора вашего насоса. Таким образом, можно проверить правильность подбора насоса и гидроаккумулятора или возможность использования существующего при установке дополнительного оборудования, потребляющего воду.

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе?

Если просмотреть переписку на тему автономного водоснабжения на различных строительных порталах и форумах, то один из часто встречающихся вопросов – почему в бак вместо обозначенной в его паспорте емкости (к примеру) 50 л заливается всего 30 – 35? Как результат – устройство работает не совсем корректно. Основная причина – неправильно выставленное давление в гидроаккумуляторе. А каким оно должно быть в гидроаккумуляторе – это и интересует многих пользователей.

О назначении и устройстве ГА подробно рассказывается здесь. Чтобы не повторяться, достаточно лишь отметить, что в баке изначально есть воздух. Он закачивается в него еще на производстве, и давление составляет (для подавляющего большинства моделей) 1,5 атмосферы. Если изделие от известной компании-изготовителя, то небольшую утечку (за предпродажный период) в расчет можно не брать – качественные гидроаккумуляторы не «травят».

Не все пользователи учитывают, что ГА функционирует в системе водоснабжения только совместно с реле давления, иначе теряется сам смысл установки бака. Именно эти два элемента автоматики и обеспечивают стабильность давления в контуре и регулируют интервал между пуском в работу и остановкой насоса.

Но есть и еще ряд нюансов, которые правильно оценить может лишь профильный специалист. Например, как рассматривать следующую рекомендацию, размещенную на одном из форумов – взять разницу высот (в м) между ГА и верхней точкой водоразбора (H) и разделить эту цифру (число) на 10. Частное – это и есть рекомендуемое давление в баке (в атм). У человека, хоть немного понимающего, как организуется схема водоснабжения, неминуемо возникнут хотя бы такие элементарные вопросы.

  • В любом доме есть много бытовой техники, присоединяемой к водопроводу. Для каждого изделия – свой нижний порог давления, при котором оно может нормально функционировать. Как это учесть?
  • Трубы в жилых строениях прокладываются по-разному. На это влияют этажность здания, внутренняя планировка и так далее. Каждый поворот «нитки», отвод от нее, фитинги – это некоторая потеря давления. Есть ли поправочные коэффициенты для всех подобных случаев?
Существует главное правило настройки гидроаккумулятора – давление в нем должно быть на 10% ниже минимального (для включения перекачивающего устройства), установленного при регулировке срабатывания реле. Но это типовая рекомендация, которой следует придерживаться. В принципе, можно взять разницу и в 12, а то и 15%. Но точно определить ее способен лишь специалист, с учетом всех нюансов системы.

Наиболее вероятные последствия неправильной настройки гидроаккумулятора

  • Некорректная работа бытовой техники, присоединенной к контуру водоснабжения. Например, периодические сбои в функционировании котельного оборудования, а то и аварийная остановка агрегата.
  • Снижение ресурса насоса по причине повышенного износа.
  • Проблемы с напором из кранов на последних этажах дома.

Производители прилагают к каждому гидроаккумулятору инструкцию, в которой расписан порядок его настройки. В чем сложность? Сортамент реле давлений значительный, и у каждой модели – свои характеристики.

Одна из основных – так называемая «дельта», то есть разница между Pmin (для пуска насоса) и Pmax (для его отключения). Применительно к большинству этих приборов она равна 1 (иногда 1,5). Но ни одно руководство не в состоянии учесть всех особенностей конкретной системы, самого строения, его «наполнения» техническими устройствами, способов их подключения и так далее.

Вывод

Он напрашивается сам собой. Несмотря на кажущуюся простоту настройки давления в гидроаккумуляторе, данную технологическую операцию целесообразнее доверить профессионалу. Логика достаточно проста – лучше оплатить его услуги «здесь и сейчас», чем не в такой уж далекой перспективе тратить деньги за визиты различных мастеров (по ремонту котла, посудомоечной машинки, того же насоса и так далее). Однозначно – в совокупности обойдется значительно дороже. А если учесть еще и неудобства, нервы, время, то решение более чем рациональное.

Компания «АЛЬФАТЕП» всегда окажет проживающим в Подмосковье практическую помощь в выборе оптимальной модели гидроаккумулятора и его настройке. Достаточно лишь позвонить на номер ее контактного телефона 8 (495) 109-00-95, и сотрудники подробно проконсультируют по любому вопросу, касающемуся организации водоснабжения, подберут требуемый для системы ГА, сами его установят и настроят по давлению его и реле. По желанию клиента, возьмут все оборудование на сервисное обслуживание.

Принцип работы гидроаккумулятора

Принцип работы гидроаккумулятора

Специальная емкость, которой является гидроаккумулятор для систем водоснабжения, предназначается для бытового и промышленного использования. Назначение этого изделия заключается в принятии на себя некоторого объема жидкости и избыточного давления, имеющегося в системе.

Современный автономно функционирующий водопровод обязательно укомплектовывают резервуаром, в котором хранится определенный объем воды. Самым простым вариантом данного устройства является металлический или пластиковый бак, располагаемый на чердаке.

Правда, сейчас гидроаккумуляторы уверенно вытесняют стандартные накопители. Дело в том, что они намного удобнее и оказывают лучшее влияние на состояние всей системы водоснабжения объекта недвижимости.

Принцип работы гидроаккумуляторов

Эти устройства также называют аккумуляторными или напорными баками и гидробаками для систем водоснабжения. Внешне гидроаккумулятор выглядит как металлическая емкость, разделенная внутри на две части при помощи специальной резиновой прокладки – мембраны. Этот элемент прочно закрепляют у горловины бака, где имеется отверстие для поступления жидкости.

На противоположной стороне аккумулятора располагается еще одно отверстие, предназначенное для воздуха. В этом месте устанавливают обычный ниппель, что сделано с определенной целью. Устройство гидробака имеет следующие особенности: поскольку мембрана делит его на два отделения, в одном из них находится вода, а в другом – воздух с определенной величиной давления.

Чтобы узнать этот параметр в резервуаре, пользуются манометром. Некоторые из моделей дополнительно снабжают фильтром с целью недопущения попадания загрязнений внутрь. Мембрану изготавливают из особой резины, отличающейся эластичностью и безопасностью для здоровья человека.

Принцип работы гидроаккумулятора после его подсоединения к водопроводной системе заключается в следующем: жидкость поступает из него под постоянным напором, а это позволяет повысить качество воды из водопровода и обеспечить требуемые условия для функционирования бытовых устройств.

Например, чтобы бесперебойно работала стиральная машина, ванна с гидромассажем и другая аналогичная техника, необходимо поддерживать определенную величину давления в системе водоснабжения. Почти всегда напорные баки укомплектовывают регулирующим устройством, которым является реле давления.

Можно таким образом настроить работу гидроаккумулятора в системе водоснабжения, что он будет включать /отключать подачу воды в прибор в зависимости от величины давления воздуха.

Функционирует он так:

  1. По мере забора жидкости из бака в его воздушной камере понижается давление.
  2. Реле после достижения минимальной отметки давления автоматически подключает насос, чтобы восполнялся объем воды.
  3. В итоге давление в емкости вновь повышается.
  4. Когда максимально возможное значение давления достигнуто, реле отключает водоподачу в бак.

В результате вышеописанный процесс, как работает гидроаккумулятор, позволяет значительно сократить число включений/отключений насоса, что способствует продлению ресурса функционирования техники. Если подключить насосное оборудование напрямую к автономному водопроводу, количество циклов существенно увеличивается.

Наличие напорного бака в водоснабжающей сети обеспечивает ее стабильную работу, а кроме этого, является защитой от возможности возникновения гидроударов. Помимо этого, внутри резервуара все время находится определенный запас воды, который не будет лишним в случае, например, поломки насоса.

Виды гидробаков для систем водоснабжения

Гидроаккумуляторы в зависимости от типа установки делятся на вертикальные и горизонтальные изделия. В первом случае устройства отличаются тем, что для их монтажа легче отыскать подходящее месторасположение. И вертикальные, и горизонтальные баки снабжают ниппелями.

Одновременно с водой в устройство поступает и незначительное количество воздуха. Он со временем накапливается внутри и частично занимает объем емкости. Чтобы бак функционировал исправно, необходимо периодически стравливать собравшийся воздух посредством ниппеля.

То, как устроен гидроаккумулятор вертикального типа, позволяет применять ниппель именно для этой цели. В свою очередь с горизонтальными емкостями все сложнее. Кроме ниппеля, предназначенного для стравливания воздуха, на напорный бак нужно устанавливать запорный кран и отвод в канализационную систему. Все вышесказанное имеет отношение к моделям, которые могут накапливать жидкость объемом свыше 50 литров.

Если бак меньше, тогда устройство вне зависимости от типа не имеет никаких особых приспособлений для удаления воздуха из мембраны. Но его все равно необходимо из гидробака удалять, поэтому из него периодически сливают воду, после чего вновь заполняют жидкостью.

Данную процедуру выполняют в следующей последовательности:

  1. В первую очередь отключают питание насосного оборудования и реле давления.
  2. Затем открывают ближайший смеситель.
  3. Воду сливают, пока бак не опустеет.
  4. Дальше кран закрывают, подают питание на реле и насос, после чего вода заполняет бак в автоматическом режиме.

Для автономно обустраиваемых инженерных систем используют два вида гидроаккумуляторов для водоснабжения – они бывают синего и красного цвета. Такая их особенность позволяет отличать резервуары по назначению. Синий бак применяют при обустройстве систем холодного водоснабжения, а красный аккумулятор – для функционирования отопительного контура.

Кроме цвета типы гидроаккумуляторов для водоснабжения отличаются в зависимости от характеристик материалов, применяемых для производства мембран. В любом случае используется высококачественная резина, которая предназначается для контакта с продуктами. Но в красных баках устанавливают мембраны, рассчитанные на соприкосновение с горячей водой, а в синих – с холодной.

 

Устройство гидробака

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла.

Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука.

Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

 Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

  1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
  2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
  3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
  4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

 Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

  1. Главная задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.
  2. Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию. Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы.
  3. Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении.

Типы конструкций и их устройство

В зависимости от используемого насоса и расположения насосной станции, в быту применяются гидроаккумуляторы горизонтальной и вертикальной установки.

Такие типы формовки позволяют вписать их в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на его удобное обслуживание. Нужно предусмотреть доступ для ремонта и, при необходимости, слива воды.

Наиболее рационально подключение горизонтальных гидробаков к наружным насосам, а вертикальных – к погружным, но в любом случае окончательное решение надо принимать на месте в зависимости от параметров всей системы.

В работе агрегатов принципиальных отличий нет. Разница в способе стравливания лишнего воздуха, который скапливается во время эксплуатации в водопроводной системе. При больших объемах воды, проходящей через накопитель, из нее выделяется растворенный воздух. Он может создавать воздушные пробки и затруднять работу системы.

В конструкциях с вертикальным расположенным цилиндром отверстие с клапаном находится в верхней части агрегата, т.к. воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках обычно такого устройства нет. Требуется дополнительный монтаж трубопровода из шарового крана, сливной трубки и ниппеля.

В накопителях объемом до 100 л устройств для выпуска воздуха нет. Лишний газ удаляется после полного слива воды.

Для чего необходим такой накопитель?

При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды.

Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран.

Наличие накопительного бака в системе позволяет:

  • значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
  • предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
  • поддерживать в системе определенное давление;
  • предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.

Принцип работы гидроаккумулятора

Основной задачей гидроаккумулятора является накопление энергии жидкости, значит он должен вмещать некоторый объем жидкости и содержать какой-либо механизм накопления энергии. Рассмотрим несколько возможных вариантов накопления энергии: груз поднятый на высоту обладает потенциальной энергией, так же как сжатая пружина или сжатый газ. Эти механизмы используются для накопления энергии.

Жидкость, поступая в полость аккумулятора, передает энергию устройству накопления — поднимает груз, сжимает пружину или газ. При необходимости накопленная энергия используется для подачи жидкости под давлением из аккумулятора в систему.

Виды гидроаккумуляторов

  • грузовые
  • пружинные
  • гидропневматические

Устройство грузового гидроаккуммулятора

В грузовых гидроаккумуляторах, на жидкость действует нагрузка вызванная силой тяжести. При зарядке такого аккумулятора жидкость поступает под поршень 1 на котором установлен груз 2, при поступлении жидкости поршень вместе с грузом поднимается. При разрядке груз давит на поршень, которые передает энергию жидкости 3 под давлением, истекающей из гидроаккумулятора.

Расчет давления в грузовом гидроаккуммуляторе

В грузовом гидроаккумуляторе давление жидкости прямо пропорционально массе давящего груза и обратно пропорционально площади поршня.

Давление будет постоянным независимо от объема оставшейся жидкости, так как оно определяется только массой груза и площадью поршня.

Устройство пружинного гидроаккуммулятора

При зарядке пружинного гидроаккумялятора вместо поднятия груза поршень 1 сжимает пружину 2. При разрядке пружина, разжимаясь, передает накопленную энергию воздействуя на поршень, который в свою очередь давит на жидкость 3.

Расчет давления в пружинном гидроаккуммуляторе

В пружинном гидроаккумуляторе давление жидкости зависит от жесткости и величины перемещения пружины.

Давление в аккумуляторе будет уменьшаться по мере уменьшения объема жидкости в аккумуляторе, так как усилие пружины зависит от величины сжатия.

Гидропневматические аккумуляторы

Наибольшее распространение в технике получили гидропневматические аккумуляторы, которых механическая пружина заменена запертым объемом с газа.

Различают гидропневматические аккумуляторы с разделителем и без него.

Гидропневиоаккумуляторы без разделителя используются редко, т.к. при больших величинах давления аккумулирующим газом будет насыщаться рабочая жидкость, что в гидравлике нежелательно. В качестве разделительных элементов используются, поршни, баллоны и мембраны. Ознакомимся с конструкцией самых распространенных пневмогидравлических аккумуляторов.

Баллонный пневмогидроаккумулятор

В аккумуляторах этого типа, газ, находится в баллоне 1, который расположен в корпусе 2. Для заправки гидропневмоаккумулятора газом предназначен зарядный вентиль 3. Клапан 4 ограничивает расширение баллона при отсутствии в полости жидкости под давлением. Подвод рабочей жидкости осуществляется через канал 5.

Баллоные аккумуляторы рекомендуется устанавливать вертикально, хотя в некоторых случая допустимо и горизонтальное расположение.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Pagina niet gevonden —


De Premium Hydrauliekslang van Eaton Aroquip en Winner, krijgen een nieuwe krachtige uitstraling.De nieuwe Layline op deze Hydrauliekslangen geven in én oogopslag всей релевантной информации по сленгу. temperatuur, buigradius en toepasselijke серия фитингов. EPG официально объявлен на 1972 год […]


Beste relatie, In deze ongekende en zeer onzekere tijden waarin мы аллемаал онце weg moeten vinden, staan ​​wij van EPG voor u klaar.Как только вы столкнулись с коронавирусом COVID-19, мы встретили elkaar kunnen omgaan. Samen staan ​​we sterk Onze eerste zorg gaat […]


Vanaf 1 maart dit jaar ook nachtleveringen mogelijk bij EPG. Vandaag besteld, morgen vóór 07:00 uur geleverd.


Bij EPG zijn wij al jaren gek op geborgde kwaliteit.Wij zijn dan ook trots dat deze kwaliteit sinds kort wordt bevestigd door de nieuwste ISO norm, de NEN-EN-ISO 9001-2015. Убедитесь, что ваш электронный телегид. Zowel de kwaliteit van onze producten, maar ook van onzecesses. Een optimaal process draagt ​​bij aan besparing. En wij […]


Eaton представила Walterscheid M-R7, инновационную машину для окончательной сборки с управлением врезным кольцом, которая предоставляет клиентам улучшенную технологию сборки и безопасность при установке систем трубных обжимных фитингов трилогии Walterscheid ™ с сборными концами труб.Решение предназначено для контролируемой окончательной сборки систем врезных колец Walterscheid Eaton WALPRO ™ и WALRING, а также […]


Handbuiger type HB6x22 wordt Complete geleverd встретил 9 рабочих мест для рабочих диаметров 6, 8, 10, 12, 15, 16, 18, 20 и 22 мм в собственном металлическом корпусе. Toepassing: dit handbuigapparaat является особым онтворпеном als een licht en draagbare pijpenbuiger, bedoeld om bijvoorbeeld op een bouwterrein of aan boord van schepen op eenvoudige wijze een […]


Nieuw в широком ассортименте meettechniek.Цифровые манометры, класс 0,5 / 0,2 / 0,1 и 0,05 Naast digitaal zijn de manometer ook in analoog, glycerine gevuld, te verkrijgen. В разнообразных kastmaten en druk bereiken. Встретил aansluitingen aan de onderkant en achterkant. Geschikt voor paneelinbouw of opbouw. De schaalverdeling — это zowel в [bar], [psi] als ook met dubbele schaal […]


Multi Coupling System van Pister.Стандартный geschikt для 2 из 3 aansluitingen. DN10-DN25 для 330 при давлении 450 бар. Geschikt voor расходует от 0 до 650 л / мин.


Бережливое снабжение гидравлическими компонентами. Этот EPG относится к 1972 году для Нидерландов в Бельгии. Op een unieke wijze. Zonder misgrijpen. Zonder administratieve возня.Zonder inferieure kwaliteit. Zonder onnodige kosten. Wij noemen het Гидравлика. Het is handelen met voorkennis.


Советы по определению размеров аккумуляторов — Womack Machine Supply Company

Пространство не позволяет полностью обсудить аккумуляторы, и этот вопрос будет ограничен практическим методом определения минимальной емкости аккумулятора, когда он используется для пополнения потока масла из насос, как в схеме, показанной ниже.

В базовой схеме используется 4-ходовой клапан с закрытым центром. Целью гидроаккумулятора является хранение масла под высоким давлением из насоса в периоды, когда 4-ходовой клапан находится в центре. Когда сохраняемое давление достигает заданного максимума (обычно 3000 фунтов на квадратный дюйм), насос автоматически разгружается и ему разрешается работать на холостом ходу до конца цикла. Используется либо специальный разгрузочный клапан с пилотным управлением, либо реле давления и соленоидный сбросной клапан. Когда 4-ходовой клапан переключается для запуска цилиндра, накопленное масло добавляется к потоку насоса, чтобы дать цилиндру скорость выше, чем от одного только масла насоса.

Большим преимуществом аккумуляторов в системе этого типа является то, что меньший (и менее дорогой) насос, электродвигатель и регулирующий клапан будут выполнять ту же работу, что и более крупные и дорогие компоненты. См. Практическое правило процентного рабочего цикла.

Дополнительная информация, а также многие схемы аккумуляторов приведены в публикациях Womack Machine Supply Co. , включая « Industrial Fluid Power — Volume 1 » и « Fluid Power in Plant and Field ».

Система PSI. Оптимальное давление в системе для большинства гидроаккумуляторов составляет 3000 фунтов на квадратный дюйм. Они обладают максимальным запасом энергии при наименьшей стоимости и наименьшем размере при работе с максимальным номинальным давлением. Хотя модели на 5000 фунтов на квадратный дюйм доступны для некоторых брендов, их значительно возросшая стоимость компенсирует их преимущество по давлению, поэтому они менее желательны для большинства систем.

Сжимаемость. Аккумулятор увеличивает сжимаемость масляного потока между насосом и 4-ходовым клапаном, и если это нежелательно, аккумулятор не следует использовать.Однако в системах, использующих регулирующий клапан с компенсацией давления или 4-ходовой клапан сервопривода, сжимаемость в линии перед 4-ходовым клапаном обычно не вызывает возражений.

Базовая схема гидроаккумулятора, в которой насос малого объема накапливает масло под высоким давлением в гидроаккумуляторе
, в то время как 4-ходовой клапан находится в центре. Масло насоса плюс нагнетание гидроаккумулятора обеспечивает быстрый ход цилиндра.

Минимум
Допустимо
Системный фунт / кв. Дюйм

Максимальный PSI системы с полностью заряженным аккумулятором
3 000 2,750 2,500 2250 2 000
2,700 12 — — — — — — — — — — — — — — — —
2,600 17 — — — — — — — — — — — — — — — —
2,500 22 11 — — — — — — — — — — — —
2400 27 16 — — — — — — — — — — — —
2300 33 21 10 — — — — — — — —
2200 40 27 15 — — — — — — — —
2100 46 34 21 8 — — — —
2 000 55 41 27 14 — — — —
1 900 63 49 35 20 6
1,800 73 58 43 27 12
1,700 84 67 51 35 19
1,600 96 79 61 44 27
1,500 109 91 73 55 36
1,400 — — — — 105 86 66 47
1,300 — — — — — — — — 101 80 59
1,200 Кубических дюймов масла слито
из аккумулятора на 1 галлон.		 96 73
1,100 — — — — 89

Цифры в основной части диаграммы представляют собой количество кубических дюймов масла, которое может быть слито из гидроаккумулятора емкостью 1 галлон, начиная с полностью заряженного давления, указанного в верхней части диаграммы, и сливается до тех пор, пока давление в системе не упадет до значения показаны в левом столбце. Для аккумуляторов большего размера умножьте цифры в таблице на емкость аккумулятора в галлонах.Например, при работе с аккумулятором на 10 галлонов умножьте цифры диаграммы на 10 и т. Д.

Цифры в диаграмме примерно на 5% меньше, чем при расчетах по закону Бойля для теоретического расхода. Это должно компенсировать потерю емкости во время разряда, вызванную падением температуры газа, когда аккумулятор быстро разряжается.

Для условий эксплуатации, выходящих за пределы диапазона, указанного в таблице, можно использовать формулу в поле ниже. Как объясняется в тексте, аккумуляторные системы чаще всего рассчитаны на полностью заряженный аккумулятор с давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Как пользоваться диаграммой

Поскольку масло может вытекать из поршневого или баллонного аккумулятора, давление масла падает. Например, если посмотреть на диаграмму выше, в столбце 3000 фунтов на квадратный дюйм, когда 12 кубических дюймов масла выгружаются из аккумулятора емкостью 1 галлон, давление падает с 3000 до 2750 фунтов на квадратный дюйм и т. Д. Итак, один важный фактор для достижения Аккумулятор подходящего размера должен быть достаточно большим, чтобы это неизбежное падение давления не повлияло на нормальную работу гидравлического контура.Цилиндры и гидравлические двигатели должны быть достаточно большими, чтобы обеспечивать необходимую силу или крутящий момент при конечном давлении, остающемся в конце разряда аккумулятора. Чтобы определить объем «галлонов», необходимый для конкретного приложения, выполните следующие шаги проектирования:

Шаг 1. Рассчитайте или оцените как можно точнее объем масла в кубических дюймах, который потребуется из гидроаккумулятора в каждом цикле разгрузки, чтобы дополнить объем масла, вытекающего из системного насоса.

Шаг 2. Принимая во внимание размер используемых цилиндров или гидравлических двигателей, рассчитайте, до какого уровня может упасть давление во время цикла нагнетания без падения выходной силы или крутящего момента ниже допустимого уровня.

Шаг 3. Используйте в таблице столбец, озаглавленный давлением вашей системы, когда аккумулятор полностью заряжен. В левом столбце найдите самое низкое допустимое давление в системе в конце цикла разгрузки. Цифра в таблице — это количество кубических дюймов масла, которое может быть извлечено из гидроаккумулятора емкостью 1 галлон при таких условиях давления.

Пример: Если ваше полностью заряженное давление составляет 3000 фунтов на квадратный дюйм, а ваше самое низкое допустимое давление составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм, диаграмма показывает, что 55 кубических дюймов можно восстановить из аккумулятора емкостью 1 галлон. Предположим, вы подсчитали, что для вашего приложения потребуется 230 кубических дюймов. Минимальная емкость аккумулятора: 230 ÷ 55 = 4,18 галлона. Ближайший стандартный размер аккумулятора составляет 5 галлонов — правильный размер для использования.

Хотя цифры на диаграмме показывают объем на 5% меньше, чем рассчитано, чтобы предотвратить потерю емкости, которая происходит при быстрой разрядке, аккумулятор, при использовании в приложениях с длительным временем выдержки, в конечном итоге вернет дополнительные 5% масла в качестве оболочка, слегка остуженная быстрой разрядкой, постепенно прогревается до нормальной температуры.

Математическое решение для размера аккумулятора

Ниже приводится общая формула, которая решает проблему расхода масла в кубических дюймах из аккумулятора любого размера при любых условиях предварительной зарядки и давления в системе. Его можно использовать для условий эксплуатации, не указанных в таблице.

В формулу встроена поправка на потерю производительности в размере 5%, чтобы компенсировать потерю производительности, вызванную изменениями температуры при сжатии и расширении газа.

D = [0.95 × P1 × V1 ÷ P2] — [0,95 × P1 × V1 ÷ P3]

D — количество кубических дюймов сброса масла.
P1 — давление предварительной зарядки азота в фунтах на квадратный дюйм.
P2 — давление в системе в фунтах на квадратный дюйм после сброса объема D кубических дюймов.
P3 — максимальное давление в системе в фунтах на квадратный дюйм при полностью заряженном аккумуляторе.
V1 — указанный в каталоге объем газа в аккумуляторе в кубических дюймах.
0,95 дает 5% скидку на потерю мощности.

© 1990, компания Womack Machine Supply Co. Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

Емкость аккумулятора — расчет полезного объема на бутылку (поверхностный стек)

Просмотры сообщений: 10 816

Аккумулятор (Koomey) — это устройство, используемое для гидравлического управления противовыбросовым превентором, кольцевым противовыбросовым превентором, HCR и некоторым гидравлическим оборудованием. Есть несколько цилиндров высокого давления, в которых хранится газ (в баллонах) и гидравлическая жидкость или вода под давлением для гидравлически активируемых систем. Основное назначение этого устройства — подача гидравлической энергии на блок противовыбросового превентора для закрытия / открытия блока противовыбросового превентора как в нормальных эксплуатационных, так и в аварийных ситуациях. Накопленная в системе гидравлическая система может обеспечивать гидравлическую мощность для закрытия противовыбросовых превенторов при управлении скважиной, поэтому объем выброса будет минимальным. Аккумуляторы должны иметь достаточный объем, чтобы закрывать / открывать все превенторы, а давление в гидроаккумуляторах должно поддерживаться все время.

Из этого поста вы узнаете, как рассчитать полезный объем на бутылку, применяя газовый закон Бойля:

Используйте следующую информацию в качестве руководства для расчета:

Объем бутылки = 10 галлонов

Давление предварительного наддува = 1000 фунтов на кв. Дюйм

Рабочее давление = 3000 фунтов на кв. Дюйм

Минимальное давление в системе = 1200 фунтов на кв. Дюйм

Градиент давления гидравлической жидкости = 0,445 фунт / кв. Дюйм / фут

Для поверхностного нанесения

Шаг 1 Определите гидравлическую жидкость, необходимую для повышения давления с предварительного давления до минимального:

Закон Бойля для идеального газа: P1 V1 = P2 V2

P1 V1 = P2 V2

1000 фунтов на кв. Дюйм x 10 галлонов = 1200 фунтов на кв. Дюйм x V2

10,000 ÷ 1200 = V2

V2 = 8.3 галлона

Это означает, что N2 будет сжат с 10 галлонов до 8,3 галлона для достижения минимального рабочего давления. Следовательно, 1,7 галлона (10,0–8,3 = 1,7 галлона) гидравлической жидкости используется для сжатия до минимального давления в системе.

Шаг 2 Определите необходимое гидравлическое давление для увеличения давления от предварительной зарядки до рабочего давления:

P1 V1 = P2 V2

1000 фунтов на кв. Дюйм x 10 галлонов = 3000 фунтов на кв. Дюйм x V2

10,000 ÷ 3000 = V2

V2 = 3,3 галлона

Это означает, что N2 будет сжат с 10 галлонов до 3.3 галлона. Следовательно, 6,7 галлона (10,0 — 3,3 = 6,7 галлона) гидравлической жидкости используется для сжатия до рабочего давления.

Шаг 3 Определите полезный объем жидкости на бутылку:

Полезный объем на бутылку = Гидравлический объем, используемый для сжатия жидкости до рабочего давления — гидравлический объем, используемый для сжатия жидкости до минимального давления

Полезный объем на бутылку = 6,7 — 1,7

Полезный объем на бутылку = 5,0 галлона

Справочник: Книги управления скважиной
Формулы и расчеты для бурения, добычи и ремонта, второе издание

Рекомендации по выбору аккумулятора | Гидравлика и пневматика

Для хранения энергии в аккумуляторах можно использовать несколько различных технологий: утяжеленные поршни, баллоны (или диафрагмы), пружины и обычно применяемая гидропневматика. Аккумуляторы используют эту энергию для поддержания относительно постоянного давления в системе или для создания давления масла для приводов с малым рабочим циклом. В предыдущей статье я упоминал, что гидропневматические аккумуляторы следует предварительно заряжать примерно до 90% от давления в системе, обычно азотом. Это гарантирует, что аккумулятор содержит в основном азот и достаточно масла, чтобы аккумулятор не был полностью опустошен. Хотя расчет давления предварительной зарядки был сложной задачей, выяснить, насколько большим должен быть аккумулятор, было непросто.

Чтобы рассчитать правильный размер гидроаккумулятора, инженер должен знать, насколько изменяется объем нефти или газа во время работы. Масло одновременно удаляется потоком через сервоклапаны и добавляется насосом. Если бы насос мог мгновенно подавать необходимое количество масла, в аккумуляторе не было бы необходимости.

К сожалению, насосы с компенсацией давления не реагируют на изменения давления достаточно быстро, поэтому масло поступает из гидроаккумулятора в начале каждого движения. Когда масло поступает из гидроаккумулятора, объем масла уменьшается, а объем газа увеличивается, тем самым снижая давление до тех пор, пока насос не догонит потребность.

Оценить расход насоса можно, вычислив общий расход, необходимый для цикла, а затем разделив его на время. Но это предполагает, что насос обеспечивает постоянный поток для профилей постоянного движения. Это возможно при использовании насоса постоянного объема, скорость которого регулируется контроллером движения; контроллер может рассчитать средний расход за цикл.Расход насоса с компенсацией давления изменяется в зависимости от давления и не обеспечивает полный поток до тех пор, пока давление не упадет настолько, чтобы наклонная шайба достигла полного хода.

Проблемы возникают, когда давление должно упасть более чем на 10%, прежде чем насос сможет обеспечить средний расход для цикла. Поэтому лучше всего иметь насосы с компенсацией давления с узкими диапазонами давления. Обычно диапазоны давления не могут быть изменены, поскольку они определяются жесткостью пружины в компенсаторе давления. Таким образом, его может изменить только производитель.

Для расчета мгновенной потребности необходимо знать профиль движения как функцию времени. Сюда входят значения ускорения и замедления, максимальная скорость и даже время выдержки (если есть) в конце выдвижения и втягивания. Время простоя важно, потому что оно позволяет насосу успевать за потреблением масла. Как правило, более длительное время простоя позволяет инженерам использовать меньшие насосы.

Требуемый расход оценивается путем умножения скорости выдвижения на площадь отверстия цилиндра; когда цилиндр втягивается, необходимый поток является результатом умножения скорости втягивания на площадь со стороны штока поршня.

Общее количество использованного масла легко подсчитать — самая сложная часть — это вычисление профиля движения как функции времени. Расчеты можно выполнять с помощью электронной таблицы, но они могут быть неудобными, поскольку при изменении профиля большое количество строк и формул в каждой строке позволяет легко допустить ошибку.

Однако контроллер движения идеально подходит для создания профилей движения. Затем инженеры могут умножить на правильные площади и суммировать изменения потока масла и вычислить изменение потока масла за цикл.Контроллер движения также может моделировать поток насоса и отображать все данные.

Самое главное, инженерам нужно знать, сколько масла добавлено, сколько удалено и текущий итог. Затем они могут определить максимальный и минимальный объемы масла и разницу между ними. Этот объем умножается на 12,8, чтобы получить минимальный объем аккумулятора; в целях безопасности следует добавить немного больше, поэтому умножение разницы в объеме масла на 13,8 на 15 даст размер аккумулятора, в котором всегда будет немного масла.

Программы моделирования могут упростить определение размеров аккумулятора, но для их написания требуется время или они дороги в покупке.

Ниже приведены графики из программы моделирования:

Этот график представляет собой профиль движения, который перемещается на 300 мм за одну секунду, а затем задерживается на 0,1 секунды. перед возвращением.

Второй график показывает поток масла как функцию времени. Обратите внимание, что поток увеличивается при расширении из-за большей площади поверхности крышки поршня по сравнению со стороной штока.

На третьем графике показано чистое изменение масла во времени. Обратите внимание на то, что объем масла падает больше при выдвижении штока, чем при его втягивании. Объем масла увеличивается во время выдержки и при медленном движении.

Четвертый график показывает изменение давления во времени. Давление в системе 10 МПа (100 бар). Падение давления ограничено 10%.

Последний график показывает объем масла в гидроаккумуляторе известного размера. Изменения идентичны третьему графику, но известны фактические объемы, а не только изменения.Расчетный объем гидроаккумулятора должен был составить 3,74 литра, но точный размер вряд ли удастся определить, поэтому будет использован пятилитровый аккумулятор. Это приведет к падению давления чуть менее чем на 10% и увеличению количества масла в гидроаккумуляторе во время низких точек. Кроме того, минимальный размер насоса должен составлять всего 25,50 литров в минуту, даже если максимальный расход составляет 53 литра в минуту. Аккумулятор может сэкономить деньги за счет уменьшения потребности в насосах большего размера.

Для определения размера гидроаккумулятора для гидравлической сервосистемы имеет смысл вместо этого использовать контроллер движения, который поможет рассчитать размер гидроаккумулятора.Наконец, какой бы метод не использовался для вычисления аккумулятора, есть вероятность, что точный размер аккумулятора недоступен, поэтому необходимо использовать следующий размер больше.

Питер Нахтвей — президент Delta Computer Systems.

Калибровочные аккумуляторы для произвольных ходов

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

Основы

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

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

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

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

Что делают гидроаккумуляторы

Вот основные причины использования гидроаккумуляторов:

Схема гидроаккумулятора, предназначенная для увеличения потока насоса.

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

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

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

Цепь гидроаккумулятора, поддерживающая давление и / или компенсирующая утечки.

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

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

Аккумуляторы также устраняют скачки давления, вызванные внезапной блокировкой потока. Заправка азотом в этом случае обычно поддерживается на 5% ниже рабочего давления, чтобы аккумулятор не попал в контур, за исключением скачков давления. Баллонные гидроаккумуляторы работают лучше всего из-за их быстрой реакции на изменения давления, если максимальное давление скачка не превышает четырехкратное давление предварительной зарядки .

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

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

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

Типы гидроаккумуляторов

Вот виды в разрезе и обозначения гидроаккумуляторов.

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

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

Газовый поршень. Газовый поршневой аккумулятор имеет свободно плавающий поршень с уплотнениями, разделяющими жидкость и газ.Он работает и работает аналогично мочевому пузырю. В некоторых случаях у него есть преимущества, но он может стоить вдвое дороже, чем баллон такого же размера.

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

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

Какой тип использовать?

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

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

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

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

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

Сравнение гидроаккумуляторов Hydac

0 Давление An

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

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

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

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

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

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

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

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

Заряженный аккумулятор — обзор

Обзор литературы

Schoenau, Burton и Kavanagh (1990) представили математическую модель насоса с наклонной шайбой переменного рабочего объема, модулируемого гидравлическим управляющим сигналом.Модель была основана на предположении, что главный вал вращается с фиксированной угловой скоростью. Они получили выражение для крутящего момента, приложенного к наклонной шайбе, которое состоит из четырех компонентов: эффектов инерции поршня, эффектов силы давления, эффекта сдвига поршня и эффекта силы пластины башмака. Они также ввели выражение для демпфирующего момента, действующего на ярмо из-за вязкого трения.

Бартос (1992) представил математическое моделирование поршневого двигателя с изогнутой осью. В своей модели он вывел уравнение для мгновенного теоретического крутящего момента, создаваемого силами давления жидкости на поршни, и выражения для потерь крутящего момента.Таким же образом были найдены теоретическая скорость потока и скорость потока утечки через двигатель. В этой статье рассматривается не только динамика поршня, но и динамика всех движущихся частей насоса.

Каркуб, Гад и Раби (1999) разработали модель нейронной сети для прогнозирования стационарного и динамического поведения поршневого насоса с изогнутой осью, чтобы уменьшить потери мощности при высоких давлениях. По словам авторов, модель смогла точно предсказать поведение насоса.Однако это не привело к математической модели, которая могла бы привести к более глубокому пониманию сил внутри смоделированного устройства.

Canbulut et al. (2004) использовали нейронную сеть для анализа аксиально-поршневого насоса гидростатического круглого утопленного подшипника. По словам авторов, предложенная нейронная сеть могла прогнозировать статические и динамические параметры несущей системы в реальном времени.

Гад, Раби и Эль-Тахер (2002) вывели математическую модель поршневого насоса с изогнутой осью переменного рабочего объема для теоретического и экспериментального прогнозирования производительности насоса и его контроллера.Они также предложили нелинейную математическую модель нелинейной газовой пружины в контроллере насоса. Предлагаемый контроллер включает в себя заряженный газом аккумулятор для замены использования механических пружин в цепи обратной связи. Предлагаемый контроллер приводит к лучшему использованию доступной мощности по сравнению с фактическим, особенно при начальном регулировании мощности в более высоком диапазоне рабочего давления.

Zhang et al. (2001) предложили моделирование демпфирующего механизма с помощью модели пониженного порядка с разомкнутым контуром для динамики наклонной шайбы аксиально-поршневого насоса.Они подтвердили предложенную модель пониженного порядка путем сравнения с полным нелинейным моделированием динамики насоса во всем диапазоне рабочих условий.

Kim and Jung (2003) и Baek et al. (2008) изучали теоретический механизм привода конических поршней насоса с наклонной осью с помощью геометрического метода. Они определили теоретические уравнения для диапазона движения конического поршня. Они обнаружили, что ствол приводится в движение одним коническим поршнем в ограниченном диапазоне и что такие параметры сердечника, как угол наклона поршня и «угол опережения», влияют на производительность поршневого насоса с изогнутой осью.Эти авторы рассматривали только геометрический анализ конических поршней в отличие от полного геометрического и кинематического анализа всех частей насоса в этой статье.

Хонг и До (2004) представили исследование потерь на трение поршневого насоса с изогнутой осью. Коэффициенты трения деталей насоса определены экспериментально. Они обнаружили, что силы вязкого трения на пластине клапана и подшипнике первичного вала являются основными источниками потерь на трение в насосе с изогнутой осью, в то время как силы и моменты трения на поршне не имеют большого значения.

Не, Хуанг и Ли (2006) сформулировали характеристическое уравнение гидростатического скользящего подшипника с демпфером с кольцевым отверстием, в котором отражено влияние различных геометрических факторов. Они исследовали силу реакции подшипника в водном аксиально-поршневом двигателе. Кроме того, они исследовали эффекты трения внутри цилиндра, динамику поршня и центробежную силу узла поршень-прорезь. Результаты теоретического анализа показали, что коэффициент трения, угол наклонной шайбы, а также инерционные и центробежные нагрузки будут иметь значительное влияние на силу реакции.

Watton (2005) представил безразмерный подход к явному описанию нелинейных характеристик стационарного аксиально-поршневого двигателя. Двигатель приводится в действие сервоклапаном. Он показал, как характеристики потока, включая потери, могут быть в достаточной степени представлены одним хорошо установленным уравнением. Это уравнение затем можно использовать для получения непосредственно используемых проектных уравнений для скорости, эффективности и передачи мощности.

Manring (1999, 2004) исследовал управляющие и сдерживающие силы и моменты, действующие на наклонную шайбу аксиально-поршневого насоса, включив анализ вторичного угла наклонной шайбы и выведя мгновенные и средние уравнения движения для наклонной шайбы. пластина.Они также получили необходимые силы и моменты для обеспечения правильного движения наклонной шайбы.

Моделирование, выполненное упомянутыми выше авторами, либо характерно для насосов с наклонной шайбой, либо моделирование проводится при постоянном угловом вращении главного вала для фиксированных углов наклонной шайбы. Кроме того, некоторые другие авторы рассматривали только кинематику поршней, в то время как настоящее исследование рассматривает кинематику и геометрию всех движущихся частей насоса.

% PDF-1.4 % 394 0 объект > эндобдж xref 394 89 0000000016 00000 н. 0000002849 00000 н. 0000002963 00000 н. 0000004204 00000 н. 0000004318 00000 н. 0000005047 00000 н. 0000006343 00000 п. 0000007470 00000 н. 0000007610 00000 п. 0000007722 00000 н. 0000007749 00000 н. 0000008169 00000 н. 0000008772 00000 н. 0000009386 00000 п. 0000009850 00000 н. 0000010440 00000 п. 0000010708 00000 п. 0000011315 00000 п. 0000011584 00000 п. 0000013164 00000 п. 0000013305 00000 п. 0000013441 00000 п. 0000013573 00000 п. 0000014302 00000 п. 0000014365 00000 п. 0000014701 00000 п. 0000014728 00000 п. 0000014755 00000 п. 0000014869 00000 п. 0000015171 00000 п. 0000015198 00000 п. 0000015496 00000 п. 0000015745 00000 п. 0000017495 00000 п. 0000018726 00000 п. 0000019984 00000 п. 0000021304 00000 п. 0000022420 00000 н. 0000022651 00000 п. 0000022734 00000 п. 0000022789 00000 п. 0000022859 00000 п. 0000022960 00000 п. 0000031395 00000 п. 0000031678 00000 п. 0000031748 00000 п. 0000031846 00000 п. 0000039496 00000 п. 0000039778 00000 п. 0000040014 00000 п. 0000040237 00000 п. 0000062372 00000 п. 0000062442 00000 п. 0000062523 00000 п. 0000069045 00000 п.

Добавить комментарий