Аккумуляторный бак для водоснабжения: 3 способа применения

Автономное водоснабжение с аккумулирующим баком для воды

Сегодня нам с уважаемым читателем предстоит выяснить, как может использоваться водяной аккумуляторный бак в системе водоснабжения. Мы рассмотрим три метода его подключения и использующуюся при этом вспомогательную запорно-регулирующую арматуру.  Итак, приступим.

Огласите весь список

Вначале давайте, извините за невольный каламбур, определимся с определениями. Под аккумулирующей емкостью для водоснабжения зачастую понимаются абсолютно разные устройства.

Вот их перечень:

Изображение	Описание
Накопительный бак для холодной воды	Накопительная емкость для воды. Применяется для создания ее запаса на случай длительных отключений или при подаче по графику (что типично для многих садовых товариществ). Обеспечивает избыточное давление в системе водоснабжения только за счет высоты водяного столба (читай — расположения бака на чердаке дома, на крыше или на возвышении рельефа участка).
Гидроаккумулятор в системе водоснабжения частного дома	Гидроаккумулятор — мембранный бак, в котором избыточное давление обеспечивает воздушный резервуар. В отличие от жидкостей, воздух прекрасно сжимается. Задача гидроаккумулятора — сглаживать скачки давления в системе водоснабжения и увеличивать периоды простоя насоса при автономном (с подачей воды из колодца или скважины) водоснабжении.
Настенный электрический бойлер	Бойлер, или накопительный водонагреватель — теплоизолированная емкость с собственным нагревателем или подключенная к внешнему источнику тепла (котлу, колонке, тепловому насосу и т.д.). Его задача — обеспечивать бесперебойную подачу горячей воды в пиках водоразбора при ограниченной мощности источника тепла.

Теперь  — подробнее о каждом решении.

Накопительная емкость

Для начала выясним, какие именно емкости можно использовать в качестве резервуаров для воды.

Устройство

В роли накопительных баков применяются:

• Стальные баки и цистерны;
• Полиэтиленовые емкости для питьевой воды;

Если емкость стоит под открытым небом, ее стенки не должны быть прозрачными. Инструкция связана с тем, что на свету вода начинает цвести — в ней интенсивно размножаются бактерии и простейшие одноклеточные водоросли.

На фото — полиэтиленовые емкости для питьевой воды

• Пластиковые и металлические бочки.

Какой объем должен иметь аккумулирующий бак для системы водоснабжения? Расчет минимально необходимой емкости предельно прост: она равна суточному потреблению воды, умноженному на максимальную продолжительность ее отключения в сутках. Так, при типичном для садовых кооперативов графике подачи воды для полива (два раза в неделю) вам необходим запас на четыре дня.

Санитарной нормой потребления воды считаются 200 литров на человека в сутки. В описанном выше сценарии для двух человек, постоянно обитающих на участке, понадобится бак в 200х2х4=1600 литров.

Расход воды некоторыми сантехническими приборами

Подключение

Как установить и подключить на водоснабжение аккумулирующие баки?

Подключение к водопроводу — проще некуда: он заводится в нижнюю часть бака через дно или боковую стенку. Из арматуры желательна лишь установка отсекающего крана, позволяющего полностью перекрыть водоснабжение.

Водопровод подключен к баку через отсекающий шаровый кран

Как своими руками врезать водопровод в стальную или пластиковую емкость:

• В случае пластиковой емкости для питьевой воды не нужно изобретать велосипед: для слива воды в нижней части бака предусмотрена штатная латунная резьба размером 1/2 — 1 дюйм в зависимости от объема;
• В прочих случаях в просверленное или вырезанное в стенке отверстие устанавливается сгон (желательно — латунный) с парой контргаек, широких нержавеющих шайб и резиновых прокладок соответствующего размера.

Латунь, в отличие от стали, прекрасно переносит длительный контакт с водой

Как автоматизировать набор воды в резервную емкость и исключить ее переполнение?

Очень просто:

1. В боковой стенке бака чуть ниже горловины сверлится отверстие;

Если у вас нет сверла нужного диаметра, просверлите стенку тем, что есть, и расширьте отверстие до нужного размера шарошкой по металлу (в случае стальной емкости) или острым ножом (если речь идет о пластиковой бочке).

2. В отверстие устанавливается заливной клапан от бачка унитаза. Когда уровень воды поднимется до уровня поплавка, тот самостоятельно перекроет ее подачу.

Латунный заливной клапан отвечает за автоматическое наполнение бака

Для параноиков: если накопительная емкость стоит на чердаке и вы опасаетесь затопления дома — врежьте чуть выше поплавкового клапана дренажную трубку и отведите ее в канализацию или на улицу.

Гидроаккумулятор

Гидроаккумуляторы для водоснабжения — баки, предназначенные для создания запаса воды и ее подачи с избыточным давлением. При этом гидроаккумулятор, в отличие от накопительного бака, может быть установлен в любой точке контура водоснабжения (в том числе ниже точки водоразбора).

Устройство

Как устроены мембранные  баки для водоснабжения — гидроаккумуляторы?

Внутри стальной емкости находится упругая резиновая мембрана, отделяющая водяной резервуар от воздушного. Часть бака заполнена воздухом или азотом; давление в ней можно стравить или увеличить с помощью обычного велосипедного насоса или автомобильного компрессора через золотник.

Устройство мембранного гидроаккумулятора

Эффективный объем гидроаккумулятора (то есть запас хранящейся в нем воды) заметно отличается от его полного объема, указываемого производителем. Например, гидробаки для систем водоснабжения 100 литров вмещают лишь 30-45 литров воды в зависимости от давления в водопроводе.

Эффективная емкость гидроаккумулятора в зависимости от давлений включения и выключения насоса

Подключение

Установка гидробака систем водоснабжения возможна в любой их точке. Единственное ограничение — монтаж гидроаккумулятора в непосредственной близости от насоса (менее 8 диаметров водопровода) нежелателен, поскольку возникающие при работе крыльчатки турбулентности будут вызывать непрерывную вибрацию упругой мембраны и тем самым заметно уменьшат ее ресурс.

Схема автономного водоснабжения с насосом и гидроаккумулятором

Кроме собственно гидроаккумулятора, схемы водоснабжения с гидробаком включают:

• Насос, отвечающий за подачу воды под давлением;

Поверхностные насосы проще в обслуживании, но могут поднять воду с глубины не больше 7-8 метров. Это ограничение вытекает непосредственно из законов физики: перепад давления в одну атмосферу (то есть между атмосферным воздухом и  гипотетическим абсолютным вакуумом во всасывающем патрубке насоса) способен поднять водяной столб на высоту в 10 метров. Поскольку создаваемое крыльчаткой разрежение не дотягивает до вакуума, фактический результат несколько меньше теоретически возможного.

Расчет высоты водяного столба при перепаде давлений в одну атмосферу

• Обратный клапан. Он монтируется в нижней точке водозабора (на всасывающем патрубке поверхностного насоса или непосредственно на погружном насосе). Задача клапана — перекрыть воде путь из водопровода;
• Реле управления насосом с датчиком давления. При расходе воды (и связанном с ним падении давления в гидроаккумуляторе и в водопроводе в целом) реле включает насос, а при достижении давлением заданного уровня (обычно 3-5 атмосфер) — выключает.

Электронный блок управления погружным скважинным насосом

Бойлер

Горячее водоснабжение с баком — аккумулятором позволяет сгладить пики потребления воды и ограничить мощность нагрева, тем самым снизив нагрузку на энергосеть или другой источник тепла. Как устроен накопительный водонагреватель?

Узнать больше о том, где и как выполняется установка гидробака для водоснабжения, вам поможет видео в этой статье.

Устройство

Бак изготавливается из нержавеющей стали или, что бывает куда чаще, из более дешевой черной стали с антикоррозионным покрытием — эмалевым или стеклокерамическим.

Максимальная надежность: бак изготовлен из нержавейки

Подача холодной и отбор горячей воды реализован просто и остроумно: приточный патрубок открывается в нижнюю часть емкости, а отбирающий нагретую воду — в верхнюю. Поскольку горячая вода вытесняется именно вверх, температура на выходе бойлера начинает падать только при опустошении большей части его объема.

За нагрев воды отвечают:

• В электрическом бойлере — один или несколько ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей) с термостатом, выключающим питание при достижении заданной температуры;

Любопытно: ТЭН может быть мокрым (контактирующим с водой) и сухим (помещенным в герметичную колбу). Сухой ТЭН не страдает от образования накипи и не требует для замены слива воды из бойлера, зато в среднем менее долговечен из-за более высокой эксплуатационной температуры.

Замена сухого ТЭНа электрического бойлера

• В бойлере косвенного нагрева — теплообменник, через который циркулирует теплоноситель.

Устройство бойлера косвенного нагрева

Подключение

Как подключить накопительный бак для горячей воды:

• Бойлер подключается между водопроводами холодного и горячего водоснабжения;

Схема подключения к водопроводу резервного электрического бойлера

• Электрический прибор запитывается от обычной розетки с заземлением: потребляемая мощность накопительного водонагревателя не превышает 2,4 — 3 КВт, а у младших моделей и вовсе укладывается в 1,3 — 1,5 киловатта;
• Теплообменник бойлера косвенного нагрева разрывает розлив системы отопления или собственный контур с теплоносителем. Непрерывную циркуляцию в нем обеспечивает циркуляционный насос.

Бойлер косвенного нагрева в контуре отопления с твердотопливным котлом

Из обвязки бойлеру необходимы:

1. Обратный клапан. Он не дает нагретой воде сливаться из бака при отключении холодного водоснабжения;

Устройство пружинного обратного клапана

2. Предохранительный клапан. Его функция — сброс давления при его опасном увеличении внутри бака. Дело в том, что при нагреве в полном соответствии с законами физики вода расширяется; поскольку это происходит в замкнутом объеме, ограниченном баком, водопроводом ГВС и обратным клапаном, давление растет очень быстро.

Устройство предохранительного клапана: при достижении критического давления вода сжимает удерживающую клапан  пружину и сбрасывается в дренаж

Любопытно: как правило, оба элемента обвязки объединяются в единственном устройстве, которое продается под названием «группа безопасности  бойлера». Группа безопасности монтируется на входном патрубке накопительного водонагревателя.

Группа безопасности бойлера

Заключение

Надеемся, что нам удалось удовлетворить любознательность читателя. Успехов!