Накопительный бак для водоснабжения

Накопительный бак для водоснабжения – резервуар, включенный определенным образом в систему водоснабжения квартиры, дома, дачи, чтобы не испытывать неудобств при изменении подачи воды или давления во всей системе.

Расчет гидроаккумулятора по формулам

Зная максимальный объем потребляемой воды Атах (литры/мин.) и мощность насоса, можно рассчитать объем запаса воды Vu = K Amax и, используя таблицу, выбрать соответствующий объем бака Vt. Формула расчета приведена ниже:

Vt = объем бака (литры); Аmах = максимальный объем потребляемой воды (литры/мин.); Pmin = минимальное давление, при котором происходит запуск насоса; Рmах = максимальное давление, при котором насос отключается; Ррrес = начальное давление в баке. Все показатели давления выражены в барах. К — коэффициент, соответствующий мощности насоса Р, для расчета объема запаса воды Vu = К Аmах.

P (hp) 1 — 2 2,5 — 4 5 — 8 9 — 12
К 0,25 0,375 0,625 0,875

Пример расчета гидроаккумулятора Amax = 115 литры/мин. Pmin = 1.5 бар Pmax = 3.5 бар Pprec = 1.3 бар Мощность насоса = 4 л.с. (К = ) Внимание: установить начальное давление бака на уровне -0.2 бар, учитывая пусковое давление насоса.

Pmin-Pprec 0,2
Рргес 0,8 0,8 1,8 1,3 1,3 1,8 1,8 2,3 2,3 2,8 3,8 4,8
Pmin 1 1 2 1,5 1,5 2 2 2,5 2,5 3 4 5
Ртах 2 2,5 3 2,5 3 2,5 4 4 5 5 8 10
объем Vt

объем запаса воды Vu

35 10,50 13,50 8,17 9,20 12,08 4,67 13,07 9,90 13,75 11,08 14,93 15,38
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
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
105 31,50 40,50 24,50 27,60 36,23 14,00 39,20 29,70 41,25 33,25 44,80 46,14
150 45,00 57,86 35,00 39,43 51,75 20,00 56,00 42,43 58,93 47,50 64,00 65,91
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
250 75,00 96,43 58,33 65,71 86,25 33,33 93,33 70,71 98,21 79,17 106,67 109,85
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
400 120,00 154,29 93,33 105,14 138,00 53,33 149,33 113,14 157,14 126,67 170,67 175,76
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
600 180,00 231,43 140,00 157,71 207,00 80,00 224,00 169,71 235,71 190,00 256,00 263,64

Немного о насосах

Насос погружного типа для забора воды.

В работе обычно используются бесшумные погружные насосы или установки с гидробаком. Будет хорошо, если в бане есть небольшое место для монтажа такой станции. Это может быть подвал, бытовка, пристроенная сбоку, или же место в бане отделенное перегородкой. В некоторых вариантах даже можно отказаться от установки бака, если резервуар насосной станции имеет достаточный запас.

По типу насосы выделяются мощностными характеристиками и шумовыми диапазонами. Понятно, что чем тише он работает, тем сложнее механизм и сам прибор дороже. Но для бани это не регламентирующие показатели. Для разового забора воды, подойдет самый дешевый насос. Но только воду такие приборы качают из колодцев расположенных недалеко, с высоким зеркалом воды в них. Главное, чтобы высота между уровнем в водоеме и местом установки резервуара для воды, не превышала 7-метров, но в реальности такое редко встречается. Если только баня сделана в два этажа.

Конструкция

Расширительный бак обеспечивает надежное, продолжительное функционирование системы водоснабжения. Существует большой выбор устройств. Чтобы понять, что нужно вам, следует хотя бы некоторым образом представлять, как устроен, работает бак. Назначение расширительного бачка — поддержание рабочего давления. Используют бак с похожей на грушу мембраной (диафрагмой) из резины. Она разграничивает емкость по частям: воздушная-водная. Камера для воды под действием электронасоса заполняется жидкостью после начала эксплуатации системы, нагретая вода продавливает мембрану. Вследствие этого воздушная часть сокращается — происходит регулировка давления. Больше давление в трубопроводе — больше воды в баке. При остывании — уменьшении объема жидкости мембрана под давлением газа или воздуха выгоняет воду из бачка. Уровень давления обычно отслеживается по манометру. Это помогает контролировать, регулировать работу системы, установив необходимые границы давления.

Другие возможные детали расширительного бака: фланец, ниппель, соединения, компенсатор гидродинамического удара, разделительный стакан, сигнализатор разрыва мембраны, различная арматура, монтажные кронштейны, скобы.

Расширительный бак для водоснабжения решает другие задачи бесперебойного функционирования системы:

  • защищает водопровод от гидроудара, который может быть вызван скачками напряжения или проникновением воздуха;
  • под давлением остается определенный объем воды (минимальный бак – 10% от объема бойлера – 10-20 л);
  • предохраняет насос от повышенных нагрузок, поломки.

Работа гидроаккумулятора

У гидроаккумулятора много названий — гидробак, накопительный бак, мембранный бак. Суть работы устройства при этом не меняется. Агрегат представляет собой металлический баллон красного или синего цвета, который крепится к полу. Внутренняя полость бака делится на две камеры. В один отсек нагнетается воздух — он контактирует со стенками накопителя. Другой отсек заполняется водой — она контактирует с пищевой резиной, которая соответствует санитарным нормам.

Принцип действия гидроаккумулятора заключается в следующем. Когда вода из источника поступает к потребителю, то она не идет напрямую к кранам. Если водораздача будет организована таким образом, то каждый поворот вентиля повлечет за собой включение насоса, так как давление внутри труб сразу упадет. При таком режиме работы насосное оборудование выйдет из строя раньше времени.

Разрывает цепочку гидробак — он принимает установленный объем воды в резиновый резервуар, накапливает ее, а затем раздает потребителям. Получается, что насос включается один раз, чтобы наполнить резиновую емкость водой. Когда накопительный бак для воды опустошается, то давление внутри емкости падает до заданного уровня, снова начинает работать насос и цикл повторяется. Управляет процессом реле давления.

Устройство гидроаккумулятора для закачки воды из источника снабжено патрубком. С другой стороны установлен автомобильный ниппель для проверки давления в баллоне. Некоторые агрегаты снабжены специальными клапанами, через которые выпускается лишний воздух. Он образуется от заполнения и опустошения резиновой камеры. Для остальных устанавливаются краны в системе водоснабжения.

Накопительные емкости выпускаются разной вместимости. Объем гидроаккумулятора для водоснабжения находится в пределах 25-500 литров. Объем воды, который вмещает гидробак, составляет 35-40% от общего.

Для чего нужен расширительный бак для БКН

Говоря простым языком это необходимо для защиты оборудования горячего водоснабжения от гидравлических ударов. Возникает такая потребность если потребность в ГВС удовлетворяется бойлером косвенного нагрева, подключенным к твердотопливному котлу.

Контролировать интенсивность горения и теплоотдачу котла на твёрдом топливе несмотря не все используемое оборудование достаточно проблематично. При нагревании вода расширяется и создает избыточное давление в системе, что и приводит к гидроударам.

Мембранный бак нивелирует перепады давления и защищает водопроводные краны, трубы и сам бойлер от повреждения. Происходит это следующим образом:

  • Устройство бака состоит из емкости, разделенной внутри с помощью мембраны на два отдела. В первой герметичной части закачан газ или воздух, создающий давление. Второй отдел подключен к системе водоснабжения.
  • При нагреве воды она увеличивается в объеме, что и приводит к нагрузке в системе ГВС. Жидкость воздействует на мембрану, продавливая её. Чем выше давление в системе, тем больше воды впускает расширительный бак.
  • После остывания и уменьшения теплоносителя в объеме, мембрана, на которую оказывает давление закачанный газ, выдавливает воду из расширительного бака.

Внутри бойлера косвенного нагрева находится нагревательный элемент, подсоединенный к системе отопления. При перегреве теплоносителя повышается температура ГВС, увеличивается нагрузка на трубы и важные конструкционные элементы, что приводит к порче дорогостоящего сантех оборудования.

Принцип работы расширительного бака с группой безопасности БКН заключается в предотвращении высокого давления в системе ГВС и возникновения гидроударов. Присутствуют обратный и сбросный клапаны, помогающие при аварийных ситуациях.

Подключение группы безопасности и расширительного бачка необходимое условие для длительной работы БКН, а также проведения бесплатного сервисного обслуживания. Производители оборудования часто отказывают в гарантийном ремонте если в обвязке к бойлеру не установлено предохраняющее оборудование.

Мембранный накопитель для системы водоснабжения

Обратите внимание на два варианта водоснабжения: напорный и самотечный. Все, что было описано выше, представляет собой самотечное водоснабжение.

Бак мембранного типа (как на схеме слева) представляет собой металлическую емкость, в которой расположена резиновая груша, которая и наполняется водой. Система оборудуется дополнительным клапаном, который предотвращает возврат воды в скважину или накопительный бак для водоснабжения имеет несколько функций предназначений в системе водоснабжения.

  1. накопление в себе запасов водного ресурса;
  2. поддержка состояния воды при определенном уровне давления;
  3. вода, которая была накоплена, является неким резервом, уменьшающий цикл включения и выключения насоса.

Существует в жизни довольно забавное наблюдение: если по каким-либо причинам в помещении дома отключат свет, то насос по неизвестным обстоятельствам работать перестанет. Однако у вас будет шанс на некоторое время воспользоваться системой водоснабжения, если в самом накопительном баке будет находиться вода, подверженная давлению.

А вот продолжительность ее использования уже зависит непосредственно от объема самого мембранного бака.

Конструкция мембранного накопительного бака в принципе довольно проста. Он представляет собой некую емкость сферической либо цилиндрической формы, которая имеет скругленные углы.

Внутри данной емкости закреплена своего рода «резиновая груша» – мембрана. Когда мембрана находится в спокойном состоянии, то она разделяет бак на две части, одна из них, которая занимает собой по объему практически девяносто процентов свободного внутреннего пространства. Подключение водоснабжения осуществляется таким образом, чтобы вода проникала в меньшую часть бака. Во время накачивания насоса мембрана в свою очередь деформируется и под давлением жидкости – натягивается. И чем больше воды, тем сильнее происходит деформирование мембраны и повышение давления. Насос может отключиться при определенных условиях. Мембрана обладает свойствами плавного, избегающего скачков перемены давления в системе. Если бы она отсутствовала, то давление росло бы с молниеносной скоростью и в самой системе водоснабжения возникали систематические гидроудары от того что насос резко выключился. Эти факторы могли спровоцировать выход сантехники из строя, прорыв труб и стыков.

Зачастую общее давление мембранного накопительного бака выставляется в соответствии трех атмосфер. Баки, которые несут в себе большую емкость (от пяти ста литров) значение давления увеличено аж до пяти атмосфер.

Количество самих включений насоса резко сокращается благодаря тому, что не во всех случаях расход водного ресурса стимулирует падение давления, который находится ниже порога включения непосредственно самого насоса. И это также заслуга бака. Если бы он отсутствовал, то  насос без конца бы включался во время каждого открывания крана.

Достоинства и недостатки отопления с теплоаккумулятором

Плюсами таких систем являются:

  1. Снижение затрат на энергоносители.
  2. Увеличение КПД отопительной системы.
  3. Отсутствие перегрева.
  4. Снижение количества (периодичности) загрузки твердого топлива в котел.
  5. Тонкая настройка температурного режима в помещениях.
  6. Возможность модернизации (совмещение с системой подачи горячей воды, использование альтернативных источников энергии вместо топлива).

При всех достоинствах отопительное оборудование такого типа имеет и недостатки:

  1. Мощность установленного котла позволяет отапливать площадь, вдвое больше, чем требуется (запас мощности).
  2. Система долго запускается из холодного состояния до вхождения в нормальный рабочий режим.
  3. Ввиду громоздкости оборудования и большого числа комплектующих усложняется транспортировка, размещение и монтаж.
  4. Сохраняется необходимость топливного склада в непосредственной близости от котельной.
  5. Стоимость оборудования и отсутствие быстрой окупаемости затрат, особенно при замене котла.

Последний недостаток успешно решается, если смонтировать теплоаккумулятор своими руками.

Типы отопительных систем с теплоаккумулятором и разным количеством змеевиков

Змеевик играет роль теплообменника, то есть жидкости различных систем не смешиваются между собой, а передача тепла происходит через стенки этой спирали. Изготавливается из меди или нержавеющей стали. Иногда используется черный металл что бы удешевить конструкцию.

Различают четыре основных типа систем:

Без змеевика. Вместо него может быть вмонтирован дополнительный бак меньшего диаметра, подключенный к малому контуру. Передача тепла происходит благодаря физическим свойствам, при котором она поднимается вверх, а холодный теплоноситель опускается в нижнюю часть емкости. Такая система является самой простой и работает только с одним потребителем, например системой отопления и одним источником. Это может быть как твердотопливный котел так и солнечный коллектор. Особенности – минимальная себестоимость, простота монтажа.

С одним змеевиком. Спираль находится внутри основного бака, по ней циркулирует теплоноситель от источника. Энергия передается в накопительную емкость откуда и циркулирует далее к потребителю. Особенности такой системы является не смешивание различных теплоносителей

Это может быть важно если они имеют различные химические составы

Система может работать и в обратном порядке, через змеевик может бить запитана система отопления или ГВС. 

С двумя змеевиками. Дополнительный малый контур теплообменника запитан в систему, подключенную к альтернативному источнику энергии. Эта система позволяет использовать более широкий спект оборудования для нагрева теплоносителя.

С тремя спиралями. Предполагается, что в единый отопительный комплекс входит котел на твердом топливе и два альтернативных источника, например, солнечная и геотермальная батареи. Максимальная экономия твердого топлива. Котел может использоваться как дополнительный (резервный).

С дополнительным баком. Существуют системы, в которых включен еще один контур с теплообменником для того, чтобы горячая вода в кране появлялась сразу же после запуска котла, не дожидаясь выхода в оптимальный режим обогрева. Однако в таких системах, запас горячей води ограничен, по его истечению дальнейший прогрев будет проходить медленнее чем через змеевик.

Применение различных типов систем

Отопительные системы, в состав которых входят только твердотопливные котлы применяются, как правило, для обогрева частных домов. Необходимость сооружать угольный (дровяной) склад доставляет неудобство, но такой конфигурации достаточно для отопления в самые суровые морозы.

Системы отопления, в которые включен солнечные коллекторы позволяют экономить до 30% затрат на энергоносители, но не заменить твердотопливный котел. Поэтому ее используют как вспомогательную, тем более что солнце светит не всегда. А вот для того, чтобы дома всегда была вода, мощности достаточно (замещает на 50-90%).

Совмещенные конфигурации предполагают применение газового и твердотопливного котлов. Это удобно при запуске системы в промерзшем здании. Если газовый агрегат подключить к системе горячего водоснабжения, то вода будет всегда. При этом не нужно подбрасывать дрова, достаточно нажать пусковую кнопку газовой горелки. а основную задачу по нагреву води возьмет на себя твердотопливный котел.

Способ установки накопительного бака для водоснабжения

Бак для воды устанавливают открыто, внутри дома или под землёй. При открытой установке обычно используют установку бака на возвышении. Это удобно тем, что бак для воды будет работать как водонапорная башня, и можно обойтись без дополнительного насоса. Внутри дома бак устанавливают в том случае, когда объём его небольшой, и он не займёт много места. При подземной установке бак может иметь довольно значительный объём, и поверх него можно заниматься садово-огородным хозяйством. Однако, подземная установка требует проведения дополнительных работ. Да и сам бак должен иметь определённые характеристики. Бак из пластика должен иметь либо круглую, либо ребристую форму, и иметь отверстия для чистки и ревизии. А если использовать в качестве бака так называемый «еврокуб», его необходимо устанавливать в бетонной оболочке – сетчатое ограждение не спасёт от давления грунта.

Ещё один вопрос, который стоит решить при монтаже накопительного бака для водоснабжения – это автоматизация подачи воды и чистка бака. В случае, если вода просто подаётся с некоторой периодичностью и нормальным напором, вопрос решается довольно просто. Необходимо на подающий штуцер смонтировать поплавковый клапан от унитаза. Он перекроет воду, когда бак наполнится, и перелива воды не произойдёт. В случае, если подача воды производится из слабонаполненной скважины или неглубокого колодца, подачу воды нужно осуществлять при помощи дренажного насоса с поплавковым выключателем. Он выключит подачу воды, когда уровень в колодце снизится до критического. Если забор воды из бака осуществляется при помощи насоса, в самом баке также монтируют поплавковый или иной выключатель. Он выключит насос, когда объём в баке снизится. Для визуального контроля можно использовать указатель водяного уровня. Это необходимо в том случае, если у вас стиральная машина-автомат, чтобы знать, что ей хватит воды на стирку.

Схемы водоснабжения с баком для воды

Существует много схем водоснабжения с накопительным баком, но разделяют их на два типа — верхнего и нижнего расположения. Если верхнее расположение, бак размещается на верхнем этаже дома. При нижнем расположении бак находится под землей возле дома. Принципиальное отличие состоит в том, что при верхнем расположении вода имеет давление, хоть и не сильное. В случае с нижним расположением придется использовать насос для подачи. Наилучшим решением, хотя наиболее дорогим, является использование мембранного бака.

Принцип верхнего расположения

Схемы водоснабжения с баком для воды

Установка емкости для воды в частном доме с верхним расположением имеет смысл, есть дом имеет 2 и более этажа. Чтобы давления хватало, необходимо обеспечить напор на уровне двух атмосфер, и это достаточно сложно. Напора от накопительного бака хватит только для того, чтобы сходить в душ или включить воду в кране, не более.

Когда подойдет нижнее расположение

При нижнем расположении бак находится в земле. Для этого решения нужно подобрать бак с ребрами жесткости либо залить пространство возле емкости бетоном. Нужно также позаботиться о том, чтобы вода в баке не замерзала зимой. Учесть тот факт, что иногда нужно будет проводить очистку емкости и также необходимо иметь насосную станцию, без которой никак. Способ хороший и часто используемый, но только при правильном подходе.

Схемы водоснабжения с баком для воды

Что еще важно учесть при самостоятельной установке

Если вы самостоятельно будете устанавливать накопительный бак для водоснабжения дачи, то обязательно нужно предусмотреть возможность демонтажа соединительного трубопровода, что может понадобиться для ремонта и замены оборудования. Диаметр присоединяемых элементов водопровода не должен оказаться меньше по сравнению с диаметром патрубка. Обязательно следует заземлить устройство, только так вы сможете исключить электрическую коррозию. Если обустраивается водоснабжение дома с накопительным баком, то установку прибора следует осуществлять со стороны всасывания насосного оборудования. На этом отрезке, который находится между насосом и местом подключения, нужно исключить все элементы, способные внести гидравлическое сопротивление в систему. Линия подпитки должна быть подсоединена к циркуляционному контуру системы.

Читайте также:  Бетон для фундамента: пропорции, марка и другие нюансы