Принцип работы гидроаккумулятора. Расчет фактического объема гидроаккумулятор

Принцип работы гидроаккумулятора. Расчет фактического объема гидроаккумулятора.

Задача гидроаккумулятора состоит в обеспечении подачи воды в систему водоснабжения в пределах ограниченных минимального и максимального уровня давления с целью сократить количество включений насоса. Такая работа гидроаккумулятора основана на изменении объема и давления  сжатого воздуха, заключенного внутри  корпуса бака в ограниченном пространстве между стенками и резиновой мембраной. Объем и давление  «воздушной пружины» в гидроаккумуляторе подчиняется физическому закону Бойля-Мариотта - при неизменной температуре давление воздуха пропорционально изменению объема. Это означает, что при росте давления воды в системе водоснабжения, инициированном работой насоса, воздушная подушка сокращает объем,  пропорционально увеличивает внутреннее давление и позволяет воде наполнять гидроаккумулятор, сжимая воздух и уменьшая его объем до достижения равновесия давлений. При отключенном насосе и отборе воды из системы происходит обратный процесс - давление плавно уменьшается, вода выталкивается  разжимающейся «пружиной» воздуха в систему водоснабжения до достижения минимального уровня давления, при котором насос запускается снова. И так цикл за циклом. Понятно, что вода может находиться внутри гидроаккумулятора только под давлением - при этом, необходимо обратить внимание на то, что вода не сжимается давлением, а сжимается воздух в воздушной полости гидроаккумулятора. Поэтому для правильной работы гидроаккумулятора совместно с насосом важно как наличие воздуха, так и его начальные установки. При полном отсутствии воздуха (например, в связи с повреждением разделительной мембраны или утечек воздуха через пневмоклапан) гидроаккумулятор превращается в бесполезный тупиковый аппендикс системы водоснабжения и не выполняет функций по ограничению количества пусков насоса.  

Как же выбрать фактический объем гидроаккумулятора?

Методик расчета фактического объема расширительных баков (гидроаккумуляторов) достаточно много. Мы видим свою задачу в том, что бы предложить монтажникам и инсталляторам простую и понятную методику, оставив сложные и многофакторные расчеты проектантам и профессиональным инженерам. Вспользуемся методикой выбора объема бака, предложенной компанией Aquasystem, учитывающей три группы исходных данных - границы давлений, среднее значение расхода и  мощность насоса.

Емкость гидроаккумулятора определяем по следующей формуле:

где
К – коэффициент мощности насоса (таблица 1);
Аmax – cреднее значение объемной скорости потока в системе водоснабжения, л/мин;
Pmax – максимальная граница давления (калибровка реле давления насоса), бар;
Pmіn – минимальная граница давления (калибровка реле давления насоса), бар;
Pprec – начальное давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

Начальное давление воздуха в гидроаккумуляторе Pprec должно быть всегда установлено ниже давления включения насоса (нижней границы калибровки реле давления) на 0,2 бар. Большая разница  между давлением включения насоса и начальным давлением в гидроаккумуляторе ухудшит циркуляцию воды в баке (в баке может оставаться значительный остаточный объем ранее аккумулированной воды), что может стать причиной застойных явлений, развития бактерий, появления запахов. Большая разнице в давлениях также увеличит  статическую и динамическую нагрузку на мембрану, сократит ее динамическую выносливость, что выражается сокращением количества циклов деформации мембраны до разрушения.   Исключение по установке начального давления воздуха в гидроаккумуляторе распространяются только на применение с насосами с плавным пуском или частотным регулированием, так как при плавном пуске (например, срабатывание реле давления)  насос  выходит на номинальное число оборотов двигателя с заданной паузой, а давление во время пуска может понижаться ниже границы  давления включения.  

Пример расчета фактического объема гидроаккумулятора для водоснабжения.

Исходные данные:
К = 0,375 (механическая мощность насоса -4 л.с. (4НР));
Аmax – 120 л/мин;
Pmax – 7 бар;
Pmіn – 2,2 бар;
Pprec – 2 бар.

* принимаем ближайший бак из стандартного ряда типоразмеров объемом 80 л и рабочим давлением не менее 10 бар.

Таблица 1. Коэффициент К мощности насоса.

<< Назад