Гидроаккумуляторы – что это и для чего используется. Гидроаккумулятор это


Гидроаккумуляторы – что это и для чего используется

[contents]Что такое гидроаккумуляторЧто такое гидроаккумулятор

Для того, чтобы вода в напорной магистрали двигалась ровно и постоянно, такая магистраль должна оборудоваться гидроаккумулятором (или напорным баком). В больших системах сглаживанием скачков занимается водонапорная башня, видеть которую доводилось, пожалуй, каждому из нас. Нечто подобное должно быть и в домашнем водопроводе, благодаря чему будут сглаживаться скачки давление при включении/выключении. Если гидроаккумулятора в системе не будет, то вода не будет подаваться ровно. Более того, многочисленные гидроудары приведут к тому, что выйдет из строя весь контур.

Устройство напорного бака

Устройство напорного бакаУстройство напорного бака

В целом, гидроаккумуляторы имеются сегодня практически в каждой системе водоснабжения частного дома. Это бак, разделенный на две ровные части эластичной перегородкой. В первую часть может затекать вода, проходя через специальный штуцер с фильтром. Другая же (она располагается сверху) заполняется воздухом и оборудуется предохранителем. Если повысится давление, то жидкость начнет заполнять нижнюю часть резервуара; мембрана при этом растягивается. Если давление начинает падать обратно, то эта мембрана как бы выталкивает воду наружу.

Именно таким образом сглаживаются гидроудары.

Как работает гидроаккумулятор, где используется

Как работает гидроаккумуляторКак работает гидроаккумулятор

Когда гидроаккумулятор заполняется водой, то насос отключается специальным релейным блоком. Но энергия мембраны при этом такова, что напор не снижается еще в течение какого-то времени. При опустошении напорного резервуара насос включается вновь. Нечто подобно есть у агрегатов для перекачки воды – это помогает им «избавиться» от постоянного включения и отключения, да и детали снашиваются медленнее.Важно! Гидроаккумулятор должен соответствовать определенным нормам. В него должно вмещаться от ¼ до ½ от объема воды, которая может пройти по трубам за одну минуту.

Если объем напорного бака подобран грамотно, то она будет срабатывать до пятнадцати раз в час. Такой насыщенный режим требует высокопрочной мембраны, которая выдержала бы подобные нагрузки.

Помимо того, гидроаккумуляторы, используемые преимущественно в бытовом водоснабжении, должны быть изготовлены из нетоксичного материала, которому не запрещен непосредственный контакт с питьевой водой. Вода, которая попадает в такие аккумуляторы, поступает зачастую из подземных скважин. В ней много кислорода, который после обработки накапливается в мембране. По этой причине современные модели оснащаются еще и специальным патрубком, который стравливает воздух.

С принципом работы мы определились, осталось лишь выяснить, где такие напорные баки могут использоваться. Здесь все просто — в бытовой системе водоснабжения.

Как правильно выбрать гидроаккумулятор?

Выбор гидроаккумулятораВыбор гидроаккумулятора

При выборе напорного бака вы должны учесть, прежде всего, объем воды, который будет проходить через систему. В целом, такие устройства могут быть двух типов:

1. Вертикальные, которые характеризуются тем, что занимают мало места.

2. Горизонтальные, которые оснащаются специальными креплениями для того, чтобы устанавливать наружный насос.

Наконец, обратите внимание и на объем самого гидроаккумулятора. Чем он меньше, тем чаще будет включаться насос, да и давление будет «прыгать» в системе с большей частотой. И напротив, большие баки позволят хранить в них большое количество воды.

stroy-dom.info

Гидроаккумулятор - это... Что такое Гидроаккумулятор?

Условное обозначение гидроаккумулятора на принципиальных гидравлических схемах

Гидроаккумулятор — это сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать гидравлическую энергию и возвращать её в систему в нужный момент.

История появления гидроаккумулятора

Прообраз современного гидроаккумулятора впервые спроектировал и запатентовал английский изобретатель Джозеф Брама.

Он создал сложную гидросистему для подачи разных сортов пива из бочек, стоявших в погребе. Хранить бочки наверху было нельзя, так как при жаре пиво быстро скисало. Поэтому раньше в каждой пивной приходилось держать ватагу мальчишек, все время сновавших по лестницам. Источником энергии для «пивопровода» стал груз, давивший на жидкость. Так был изобретен грузовой гидроаккумулятор.

Классификация гидроаккумуляторов по способу накопления энергии

  • гидроаккумуляторы с механическим накопителем;
  • гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем.

Гидроаккумуляторы с механическим накопителем

Классификация гидроаккумуляторов с механическим накопителем
  • грузовые гидроаккумуляторы;
  • пружинные гидроаккумуляторы.

В грузовых гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счет потенциальной энергии находящегося на определённой высоте груза.

В пружинных гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт механической энергии сжатой пружины.

Преимущества и недостатки

Каждому типу гидроаккумуляторов свойственны свои преимущества и недостатки.

Тип гидроаккумулятора Преимущества Недостатки
Грузовой гидроаккумулятор
  • постоянное давление аккумулятора
  • простота конструкции
  • большой рабочий объём
  • низкая стоимость
Пружинный

гидроаккумулятор

  • относительная простота конструкции
  • невысокая стоимость
  • давление зависит от характеристики и линейной деформации пружины
  • небольшой рабочий объём
  • инерционность

Гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем

В пневмогидравлических аккумуляторах (пневмогидроаккумуляторах) накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт энергии сжатого газа. В пневмогидроаккумуляторах в качестве сжимаемой среды используется газ азот или сжатый воздух.

Преимущества и недостатки
Тип гидроаккумулятора Преимущества Недостатки
Пневмогидравлический аккумулятор
  • высокая энергоёмкость при малых размерах;
  • различные исполнения по конструкции и назначению

Ввиду ряда недостатков гидроаккумуляторы с механическим накоплением энергии не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение. Наиболее широкое применение на практике во всём мире получили пневмогидравлические аккумуляторы.

Процесс сжатия и расширения газа в пневмогидроаккумуляторе является политропным процессом. Для модели идеального газа справедлива зависимость:

P0V0n = P1*V1n = P2*V2n.

Причём, интервал времени, за который происходит процесс, учитывает показатель политропы «n». Медленно протекающие процессы расширения и сжатия газа близки к изотермическому с показателем политропы n~1. Быстрому расширению и сжатию газа близок адиабатный процесс, поэтому показатель политропы принимается n~1,4. При давлении выше 200 бар поведение реального газа отличается от поведения модели идеального газа и, если его не учитывать, то при расчётах получается заниженное значение объёма гидроаккумулятора. В этом случае необходимо ввести корректирующий коэффициент, учитывающий это несоответствие. При практическом применении зависимость давления от объёма газа может быть снижена за счёт увеличения газовой полости путём присоединения дополнительного объёма.

При малом изменении давления в жидкостной полости гидроаккумулятора газ сжимается незначительно. В этом случае для поддержания давления в узком диапазоне изменяемый объём гидроаккумулятора может оказаться недостаточным для рабочего процесса. Для того, чтобы изменение объёма в меньшей степени влияло на изменение давления, газовую полость гидроаккумулятора увеличивают посредством подключения к ней дополнительного ресивера. В этом случае объём газовой полости складывается из объёма ресивера и изменяемого объёма гидроаккумулятора. Экономически целесообразно применять гидроаккумуляторы в системах с эпизодическими пиками потребляемого расхода, которые значительно превышают средний расход жидкости в гидросистеме. Установленная мощность гидропривода при этом может быть уменьшена в полтора-два раза, а потребление энергии такой системой можно снизить более, чем на 50 %.

Назначение пневмогидроаккумуляторов

Различные по конструкции (поршневые, баллонные, мембранные, сильфонные) и назначению пневмогидроаккумуляторы позволяют получить решения для многих задач, таких как:

  • аккумулирование гидравлической энергии;
  • питание системы в нештатных и аварийных ситуациях;
  • уравновешивание сил и нагрузок;
  • компенсация утечек;
  • компенсация объёмов рабочей жидкости;
  • демпфирование пульсации поршневых насосов;
  • демпфирование пульсаций в напорных и всасывающих магистралях;
  • демпфирование пульсации при работе топливных насосов высокого давления дизельных двигателей;
  • гашение гидроударов;
  • амортизационная подвеска мобильной техники и пр;
  • увеличение срока службы насосов.

Использование гидроаккумуляторов в быту и промышленности

Наибольшее распространение в быту и промышленности нашли пневмогидроаккумуляторы. Они представляют собой достаточной прочности для заданных давлений емкость (металлическую, композитную и т.п.) с эластичной мембраной/баллоном внутри, служащей для поддержания давления рабочей жидкости в гидравлической системе или системе водоснабжения/отопления. В быту, в большинстве случаев гидроаккумуляторы используются для систем автономного обеспечения водой загородных домов, коттеджных поселков, небольших предприятий.

Гидрофор

Гидрофор — устройство в системе санитарно-бытового водоснабжения, служащее для автоматического поддержания необходимого напора воды (либо с целью препятствовать перепадам давления в трубопроводе, например, при нагреве).

Экспанзомат

Экспанзомат — металлический бак с резиновой мембраной внутри. Используется в системах водоснабжения и отопления для создания необходимого давления (напора) в водопроводных трубах, защищает систему от ​гидроударов.

В автомобилестроении

В автомобилях гидроаккумуляторы могут использоваться для рекуперации энергии, для быстрого запуска двигателя или как замена трансмиссии. В первом случае давление в гидроаккумулятор нагнетается во время торможения, а используется для разгона. Во втором случае гидроаккумулятор используется совместно с гидростартёром, облегчающим запуск двигателя. Подобная схема нашла применение в системе старт-стоп для тяжелого коммерческого транспорта CleanStart[1]. В третьем случае давление в гидроаккумулятор нагнетается двигателем внутреннего сгорания, а расходуется гидромотором на приведение колёс в движение.[2]

В авиации

Широко применяются в качестве аварийных источников энергии при отказе основной гидросистемы. Как правило, в обязательном порядке устанавливаются в гидросистеме (контуре) торможения колёс шасси и выпуска стоек шасси.

Современные производители гидроаккумуляторов

Источники

Примечания

dic.academic.ru

Гидроаккумулятор-что это?

Гидроаккумулятор – что это? Это достаточно простой элемент систем холодного и горячего водоснабжения, а также систем отопления, который представляет собой расширительный мембранный бак и регулирует давление в трубопроводах.

Оборудование принимает на себя избыточное давление и возвращает избыточный объем жидкости из бака в трубы при возникновении пониженного уровня давления. Таким образом, основная функция гидроаккумулятора – это поддержание определенного уровня давления в заданной системе.

Если использовать гидроаккумулятор совместно с реле давления, то можно собрать на базе поверхностного или погружного насоса целую рабочую станцию для обеспечения бесперебойного автоматического водоснабжения здания небольшой этажности.

Гидроаккумулятор также имеет дополнительные функции – защиту от гидравлических ударов, при которых мгновенно изменяется скорость движения потока жидкости и как следствие этого резко повышается давление в трубопроводных системах. Причины гидроударов различны – это либо поломки, либо аварийные отключения насосного оборудования, либо избыточное содержание воздуха, который со временем обязательно накопится в системе водоснабжения или отопления, либо резкое закрытие вентиля на трубопроводе, в основном виновниками гидравлических ударов в последнем случае являются современные шаровые краны, резко перекрывающие движение потока. Когда жидкость на приличной скорости движется по трубе и встречает на своем пути препятствие в виде воздушного столба либо запорной арматуры, то происходит ее резкое сжимание. Объем жидкости увеличивается, пропускная способность труб уменьшается, возникает очень опасная для систем водоснабжения или отопления ситуация. Трубы или радиаторы могут не выдержать такой повышенной нагрузки и лопнуть, при этом у владельцев благоустроенного жилья возникнет серьезная аварийная ситуация со всеми вытекающими из нее последствиями.Гидроаккумулятор также обеспечивает доступный минимальный запас воды и ограничивает повторно – кратковременные включения насоса.

Выбирая гидроаккумулятор, некорректно задавать вопрос о том, какого объема необходимо установить этого типа оборудование, чтобы можно было одновременно активно пользоваться, например, душем, сразу нескольким водопотребителям, потому что воду подает не гидроаккумулятор, а насос. Бак подает воду только в короткий промежуток времени, после того, как был открыт кран, но еще не включился насос. Насос выключится в том случае, когда все краны будут снова закрыты и давление в баке нормализуется и достигнет определенного значения.

Гидроаккумулятор конструктивно состоит из двух частей – он имеет воздушную и водяную полости. При поступлении воды в водяную полость бака гидроаккумулятора резиновая мембрана станет расширяться и начнет сжимать воздух, который находится в водяной полости. Таким образом, изначально мембрана уравновешена с двух сторон, обе полости имеют одинаковое давление. Давление в водяной полости будет увеличиваться до тех пор, пока при срабатывании реле не произойдет автоматическое выключение насоса. В момент расхода воды из бака гидроаккумулятора на мембрану станет давить воздух, выталкивая воду из бака. При этом давление воды начнет медленно уменьшаться и при достижении определенного значения реле замкнет контакты – таким образом, происходит запуск насоса.

Обязательное условие для нормальной работы оборудования – давление в воздушной полости бака должно на 10% быть меньше давления включения насоса. Продлить срок службы гидроаккумулятора можно, регулярно проверяя его техническое состояние и контролируя уровень давления. По мере необходимости следует приводить давление гидроаккумулятора в норму. Для того, чтобы измерить давление воздуха, бак необходимо отключить от системы водоснабжения. Для того, чтобы не запутаться при диагностике в показаниях манометра, необходимо иметь в виду, что оптимальный перепад давления должен находиться в пределах от 1до 1,5 атм. Большие перепады давления быстро растянут эластичную резиновую мембрану и ее придется менять. Максимальным расчетным давлением является 10 бар.

Устанавливать гидроаккумуляторы нужно на штатных опорах в помещениях с небольшой влажностью воздуха и не подверженных затоплению. При выборе оборудования необходимо обязательно обратить внимание на наличие сертификатов качества данной продукции и на санитарно – гигиеническое заключение роспотребнадзора. Эти документы подтвердят, что материал мембраны действительно изготовлен из экологически чистых материалов и накопительный бак гидроаккумулятора может быть использован в целях питьевого водоснабжения.

Различные производители выпускают гидроаккумуляторы двух типов – с механическим или с пневматическим накопителем бака, имеющих при этом один принцип действия. В настоящее время большинство людей стало активно использовать гидроаккумуляторы при проектировании систем автономного водоснабжения. Их применяют в основном для загородных домов или для домов, расположенных в удаленных от магистральных труб, систем централизованного водоснабжения дачных поселках.

Гидроаккумулятор – что это? Теперь на это вопрос можно легко ответить - это специальное оборудование, разработанное для поддержания рабочего давления в трубах для стабильной работы систем автономного водоснабжения и отопления.

sanrus.net

Гидроаккумулятор. Что такое гидробак. Принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор – это устройство для накопления резервного объема воды и поддержания стабильного давления воды в системе водоснабжения.

Существует несколько типов гидроаккумуляторов, но принцип работы у всех один: гидроаккумулятор – это емкость, которая способна накапливать гидравлическую энергию и отдавать ее в систему водоснабжения. В индивидуальных системах водоснабжения используются в основном гидроаккумуляторы балонного и мембранного типов, поэтому остановимся детальнее на том, как работают эти устройства.

Гидроаккумуляторы баллонного типа

Такой гидроаккумулятор представляет из себя толстостенный сосуд (бак), в который погружен эластичный каучуковый баллон. Пространство вокруг баллона накачивается воздухом под определенным давлением, в сам же баллон набирается вода (также под давлением). Поскольку воздух (в отличие от воды) отлично поддается сжатию, при наполнении баллона водой давление внутри бака растет, и при первой же необходимости (когда давление в трубах падает), воздух вокруг баллона «выдавливает» из него воду в систему.

Мембранный гидроаккумулятор

Гидроаккумулятор мембранного типа

При этом, общее давление в системе, конечно-же будет падать, но происходить это будет постепенно, что обеспечит достаточно широкую «вилку» для пороговых значений давления в системе, определенных для включения и выключения напорного насоса (дополнительно читайте: зачем нужен гидроаккумулятор).

Гидроаккумуляторы мембранного типа

Принципиальным отличием мембранного гидроаккумулятора от баллонного является то, что пространство бака в мембранном г/а разделено на две части эластичной герметичной мембраной, при этом в одну часть бака закачивается воздух, в другую – вода. Принцип тот же, что и у баллонного – сжатый воздух через мембрану «выдавливает воду из бака.

Что выбрать?

Исходя из конструкции обоих типов гидробаков, баллонные гидроаккумуляторы более практичны и долговечны - баллон (груша) подлежит замене даже неспециалистом и в домашних условиях, при этом вода (агрессивная среда) контактирует только с заменяемым баллоном.

В мембранных гидробаках же появляется дополнительное слабое место - металл, из которого сделан сам бак. Поскольку вода контактирует непосредственно со стенками бака, создается реальная угроза коррозии. Кроме того, мембранные гидроаккумуляторы необходимо чистить, в то время как замена груши в баллонном решает сразу и эту проблему.

Таким образом, баллонный гидроаккумулятор конструктивно надежнее и проще в эксплуатации, нежели мембранный, впрочем, тут очень важно качество исполнения конкретного экземпляра.

Важно помнить, что некоторые производители не различают этих двух типов и баллонные гидроаккумуляторы также называют мембранными (что в целом верно, если говорить о принципе действия), поэтому при поиске подходящего Вам гидробака нужно уточнять конструкцию конкретного изделия.

Дополнительно читайте:

skvagina.info


.