Автономное водоснабжение загородного дома – это чрезвычайно удобно! Появляется полная независимость от «причуд» коммунальных служб, объемы и качество подаваемой воды всецело зависят исключительно от хозяев. Точнее, от того, насколько ими грамотно, полноценно и добросовестно была создана вся система, от забора воды из источника и прохождения ею всего необходимого цикла подготовки – и до конечной подачи на точках потребления под необходимым давлением.
Понятно, что подавать воду напрямую, то есть включать насос всякий раз, когда необходимо просто ополоснуть руки или набрать чайник – крайне нерациональное решение. Поверьте, каким бы насос ни был качественным, такой «убийственной» эксплуатации он долго не выдержит. Значит, необходимо какое-то промежуточное звено системы, в которм будет осуществляться накопление готовой к употреблению воды — оттуда она пойдет к потребителю. И лишь по мере расходования иногда будет включаться насос для пополнения созданного запаса и создания необходимого давления в трубах.
Таким промежуточным звеном как раз и является расширительный бак для холодной воды, или, как его еще часто называют, гидроаккумулятор. Без этого нехитрого, в принципе, устройства автономная система водоснабжения никогда не станет полноценной.
Каковы функции расширительного бака в системе водоснабжения дома
Итак, прежде всего разберемся, с какими функциями должен справляться расширительный бак водопроводной системы.
- Такой бак является резервуаром для накопления определенного запаса воды, готовой к применению. То есть если по каким-то причинам насосное оборудование не работает (банальная ситуация для многих поселков – перепады с подачей электроэнергии), в распоряжении хозяев остается некоторый водяной резерв.
- Установкой такого бака достигается стабильное давление в системе, необходимое для корректной работы сантехнических приборов и бытовой техники: до определенных пределов — даже при выключенном насосе.
- Уже упомянутый запас воды и созданное в системе давление позволяют свести к минимуму число пусков насосного оборудования. А это говорит о том, что оборудование прослужит дольше.
- Наконец, любой пуск насоса всегда сопровождается резким скачком давления в системе, гидроударом, порой достигающим 10 и более атмосфер. Это не идёт на пользу ни трубам, ни сантехническим приборам. Расширительный бак выступает в роли демпфера, принимающего на себя такие скачки, и для системы они становятся безопасными.
Подобный бак может устанавливаться и в контуре водонагревательного прибора накопительного действия (бойлера), обеспечивающего автономное горячее водоснабжение. В этом случае добавляется еще и функция компенсации температурного расширения воды, чтобы исключить слишком частое срабатывание предохранительного клапана.
Но не следует путать расширенные баки для системы водопровода с теми, что предназначены для контуров отопления. При всем их внешнем сходстве, эксплуатационные показатели уже совсем иные. Об этом будет сказано чуть ниже.
Устройство расширительных баков для водопроводной системы
Бак расширительный открытого типа
Самое простое решение, которое, кстати, весьма широко практиковалось еще не столь давно – это установка довольно вместительной емкости в самой высокой точке водопроводной системы дома. В дачных условиях это может быть, скажем, чердак. Бак – негерметичный, просто закрывается крышкой от ненужного испарения и замусоривания воды. Так что повышенного давления в нем создаваться по умолчанию не может.
Насос периодически пополняет запас воды в этом баке. А оттуда она просто под действием сил гравитации течет к той точке, где открывается кран водозабора. Таким образом, напор определяется исключительно разницей высот установки бака и точки водозабора.
Достоинства системы понятны – простота и дешевизна. А в чем видятся недостатки? Да практически — во всем остальном…
- Система получается негерметичной, а качеству уже прошедшей фильтрацию и очистку воды не идет на пользу контакт с воздухом.
- Ёмкость часто приходится располагать в неотапливаемом помещении (на чердаке). Для летнего использования – еще туда-сюда, зимой же система становится неработоспособной.
- Автоматизировать такую систему – особых сложностей не составляет: можно установить поплавковый клапан и реле давления. Они в совокупности будут обеспечивать включение насоса для заполнения бака до нужного уровня. А вот создать требуемое давление в системе – извините…, но все ограничивается исключительно перепадом высоты. А для многих сантехнических и бытовых приборов требуются совсем иные условия.
Одним словом, не стоит даже завязываться с такой «упрощенкой».
Герметичные расширительные баки
Вот это – совсем другой разговор. Нет практически никаких ограничений по месту их размещения, можно подобрать изделие нужного объема, сведя к минимуму количество включений насоса, и давление в системе поддается точной регулировке.
По конструкционным особенностям эту категорию можно разделить на устройства трех типов:
- Расширительные баки с мембраной, разделяющей емкость на две половины.
- Баллонного типа, внутри которых размещена эластичный, изменяющийся в размерах баллон для воды, который очень часто просто именуют «грушей».
- Наконец, существуют расширительные баки, в которых не предусмотрено какого-то механического разделения жидкой и газообразной среды. Но так как в условиях домашнего водопровода они практически не используются, рассматривать их не станем.
Итак, баки с мембраной:
Как правило, корпус такого бака собирается из двух половинок (поз. 1). Соединение этих деталей корпуса (поз. 2) предопределяет и расположение несъёмной мембраны (поз. 3). Эта эластичная перегородка делит полость бака на две камеры: водяную (поз. 4) и воздушную (поз. 5). Для подключения к водопроводу со стороны водяной камеры предусмотрен резьбовой патрубок (поз. 6). С противоположной стороны, то есть со стороны воздушной камеры, имеется ниппельное устройств для создания в ней определенного предварительного давления воздуха. В показанном примере этот ниппель просто прикрыт защитным колпаком (поз. 7).
Недостатком такой схемы является не разборность конструкции, то есть невозможность сменить вышедшую из строя мембрану. Подобные баки чаще применяются в системах отопления, где не требуется ни высоких показателей давления, ни выраженно большой вместительности, где на первый план выходит именно компенсация температурного расширения теплоносителя.
По превалирующему мнению, более надежными и удобными в эксплуатации в условиях водопровода являются расширительные баки баллонного типа.
Корпус также нередко собирается из двух полусфер, но по линии их соединения мембраны не предусмотрено. Зато со стороны входа в корпусе имеется круглое окно, через которое внутрь заводится, а затем с помощью продуманного фланцевого соединения (поз. 2) герметично фиксируется эластичная вставка – баллон или «груша» (поз. 4). На этом крепежном фланце одновременно предусмотрен и патрубок (поз. 3) для подключения бака к контуру водопровода.
Получается интересное решение – внутренность вставленного баллона становится водяной камерой (поз. 5). То есть вода в исправном баке даже никогда не контактирует с его металлическими стенками изнутри. То есть влага практически не оказывает коррозионного воздействия на корпус. А вот пространство между баллоном и металлической оболочкой бака – это воздушная камера (поз. 6), в которой через ниппельное устройство (поз. 7) нагнетается требуемое предварительное давление воздуха.
И те и другие баки вертикальное или горизонтальное исполнение, быть рассчитанными на напольную или настенную установку. Принцип их действия от этого не меняется. А заключается он в следующем.
В воздушной камере гидроаккумулятора (расширительного бака) заблаговременно создаётся определенное давление (Рв). Иногда баки уже поступают в продажу с предустановленным давлением, например, в 1,5 атм. Если нет, то оно доводится до нужного через имеющийся ниппель.
Теперь обратим внимание на обвязку водяного бака. На схеме показан идин из самых простых, но вместе с тем – наиболее действенных способов.
Центральным узлом обвязки становится так называемый пятивыводной штуцер (поз. 1). Внутреннее строения его каналов не имеет никаких особенностей, они просто сквозные, то есть на все выходы поступает совершенно равное давление.
Три основных выхода имеют резьбу для подключения водопроводных труб.
— Один участок (поз. 2) соединён с насосом (поз. 3), погружным или поверхностным, неважно, обеспечивающим подачу воды из автономного источника.
— Другой участок (поз. 4) соединяет штуцер с расширительным баком (поз. 5). Сказать по правде, этого участка часто и вовсе нет, то есть штуцер запаковывается непосредственно на патрубок расширительного бака. Принципа действия это не меняет.
— И еще один участок (поз. 6), который, по сути, становится внутренней водопроводной разводкой дома. Степень сложности здесь может быть разная, а на схеме просто условно показана труба к одной из точек потребления воды – к смесителю (поз. 7).
Одно из гнезд штуцера рассчитано на подключение манометра (поз. 8) – никогда не лишним будет иметь перед глазами прибор визуального контроля уровня давления в системе.
И, наконец, имеется на штуцере резьбовой патрубок, на который накручивается накидная гайка реле давления (поз. 9). Таким образом обеспечивается герметичное подсоединение реле, имеющего собственную мембрану для оценки уровня давления и срабатывания на пуск или остановку. Ни и, понятно, именно через это реле происходит коммутация цепи питания насосной установки. На реле заблаговременно выставляются максимального давления (Pmax – реле выключается), и минимального (Рmin – реле срабатывает на пуск насоса). Рmin обычно – довольно близко к давлению воздуха в камере Рв, выше его буквально на 0,2÷0,3 атм.
Что происходит на разных стадиях работы системы?
При включении насоса подачи воды (при закрытых кранах водоразбора), он начинает нагнетать ее в бак, за счет чего мембрана (баллон) растягивается, объем водяной камеры возрастает, а так как газ является сжимаемой средой, за счет этого сжатия увеличивается и общее давление в системе.
Как только давление достигает расчетной максимальной величины (Pmax), реле срабатывает (этот порог обычно выбирается на 0,5 атмосферы ниже порога срабатывания предохранительного клапана системы). Достигается равновесие системы.
Если теперь кратковременно открыть где-нибудь кран, срабатывания насоса не произойдет – для подачи воды пока вполне достаточно созданного в воздушной камере расширительного бака избыточного давления. И только если воды требуется израсходовать немало, и давление в баке снизится до минимального порога (Рmin), реле сработает на включение, и насос начнет вновь наполнять систему водой из автономного источника. Понятно, что этот минимальный порог срабатывания выбирается и устанавливается таким, чтобы обеспечивалась корректная работа всех подключенных в системе сантехнических и бытовых приборов.
При большом расходе насос и вовсе начинает «гнать» воду напрямую на точку потребления. Но как только кран будет закрыт, все повторится – давление в баке постепенно поднимется до максимальной установленной границы, насос выключится, в системе восстановится равновесие, и она будет пребывать в «режиме ожидания».
Понятно, что чем больше объем расширительного бака, и чем выше верхний установленный порог давления, тем реже будет срабатывать насосное оборудование. Это обстоятельство, кстати, лежит в основе одного из методов расчета оптимального объема гидроаккумулятора.
По каким критериям выбирают расширительный бак
Предназначение, материалы изготовления
Прежде всего надо исходить из того, что расширительный бак (гидроаккумулятор) должен быть предназначен именно для системы водопровода.
Какая разница? — спросят некоторые… А разница есть. Например, баки для систем отопления могут быть рассчитаны на более высокий уровень эксплуатационных температур, но вместе с тем – на куда меньшие значения давления.
Кроме того, в баках для отопительных систем нет никакой нужды переживать за негигиеничность используемых в его конструкции материалов. А вот гидроаккумулятор для водопровода ни в коем случае не должен снижать качества питьевой воды.
Принята и в основном выдерживается цветовая маркировка баков: для водопроводной системы обычно имеют синий (голубой) окрас, для отопления – красный. Но полностью полагаться на это нельзя – бывают исключения, причем как в одну, так и в другую сторону. Так что основное внимание должно быть сосредоточено на заявляемых в паспорте характеристиках.
Пятивыводной штуцер нередко соединяется непосредственно с патрубком аккумулирующего бака.
Для систем водоснабжения высокая рабочая температура не требуется – достаточно верхнего предела в 70 градусов. Но вот предельное рабочее давление должно быть порядка 10 атмосфер. Тогда как расширительные баки для теплоносителя способны работать и при более высоких температурах, но ограничиваются максимальным давлением в 2÷3 атмосферы.
На гигиенические качества воды оказывает существенное влияние материал изготовления мембраны или баллона расширительного бака. Здесь возможны следующие варианты:
— Натуральный каучук. Безвреден для холодной питьевой воды. Не рекомендуется превышать уровень температуры в +50 градусов.
— Бутиловый синтетический каучук (BUTYL). Качественный, долговечный материал, вполне подходящий для питьевой воды. Спокойно выдерживает нагрев до температуры кипения воды, не давая деформации или изменения пластичности.
— Синтетическая резина на основе этилен-пропилена (EPDM) – практически не уступает в своих качествах бутиловому аналогу, разве что в долговечности.
— Если мембрана выполнена из резины SBR, то расширительный бак для водопровода не подходит – контакта такой резины с питьевой водой допускать нельзя. Для технических надобностей (то же отопление) — без ограничений.
Большинство баков изготовлены из прочной стали, имеющей антикоррозионное покрытие и защитную полимерную окраску и снаружи, и изнутри. В продаже есть и универсальные расширительные баки из нержавеющей стали. Но они, безусловно, значительно дороже просто стальных с покрытием.
Объем расширительного бака
Важным параметром выбора всегда являете объем расширительного бака. В продаже представлены модели стандартных объемов начиная от 19 и заканчивая 1000 литров. Казалось бы, чем больше – тем лучше.
Однако, это не совсем так – все должно быть соразмеренно с реальными условиями эксплуатации системы автономного водопровода. Неоправданно большой гидроаккумулятор займет слишком много свободного пространства, обойдется в немалую сумму, а накопляемые в нем запасы могут длительное время оставаться невостребованными, что, кстати, может весьма негативно сказываться на качестве воды.
Существует несколько методик-рекомендаций по подбору оптимальной емкости гидроаккумулятора. Следует правильно понимать, что в любом случае для создания запаса воды используется далеко не весь объем резервуара.
Эта величина будет зависеть и от общего объема бака, и от предварительно созданного давления в воздушной камере (Рв), и от произведенных установок на реле давления – порогов срабатывания включения насоса (Рmin) и его выключения (Рmax).
Сориентироваться в этом вопросе поможет табличка, размещенная ниже:
| Рв, бар | 0.8 | 0.8 | 1.3 | 1.3 | 1.8 | 1.8 | 2.3 | 2.3 | 2.8 | 2.8 | 4.0 |
| Рmin, бар | 1.0 | 1.0 | 1.5 | 1.5 | 2.0 | 2.0 | 2.5 | 2.5 | 3.0 | 3.0 | 5.0 |
| Pmax, бар | 2.0 | 2.5 | 2.5 | 3.0 | 2.5 | 4.0 | 4.0 | 5.0 | 5.0 | 8.0 | 10.0 |
| Объем бака, л | СОЗДАВАЕМЫЙ РЕЗЕРВ ВОДЫ | ||||||||||
| 19 | 5.7 | 7.3 | 5.0 | 6.6 | 2.5 | 7.1 | 5.4 | 7.5 | 6.ё | 8.1 | 8.4 |
| 24 | 7.2 | 9.3 | 6.3 | 8.3 | 3.2 | 9.0 | 6.8 | 9.4 | 7.6 | 10.2 | 10.6 |
| 50 | 15.0 | 19.3 | 13.1 | 17.2 | 6.7 | 18.7 | 14.1 | 19.7 | 15.8 | 21.3 | 22.0 |
| 60 | 18.0 | 23.1 | 15.8 | 20.8 | 8.0 | 22.4 | 17.0 | 23.6 | 19.0 | 25.6 | 23.4 |
| 80 | 24.0 | 30.9 | 21.0 | 27.6 | 10.7 | 29.9 | 22.7 | 31.4 | 25.3 | 34.1 | 35.1 |
| 100 | 30.0 | 38.6 | 26.3 | 34.5 | 13.3 | 37.3 | 28.3 | 39.9 | 31.7 | 42.7 | 43.9 |
| 200 | 60.0 | 77.1 | 52.6 | 69.0 | 26.7 | 74.7 | 56.6 | 78.6 | 63.3 | 85.3 | 87.9 |
| 300 | 90.0 | 115.7 | 78.9 | 103.5 | 40.0 | 112.0 | 84.7 | 117.7 | 95.0 | 128.0 | 131.8 |
| 500 | 150.0 | 192.9 | 131.4 | 172.5 | 66.7 | 186.7 | 141.4 | 196.4 | 158.3 | 213.3 | 219.7 |
| 750 | 22.0 | 289.3 | 197.1 | 258.8 | 100.0 | 280.0 | 212.1 | 294.6 | 237.5 | 320.0 | 329.5 |
| 1000 | 300.0 | 385.7 | 262.9 | 345.0 | 133.3 | 373.0 | 282.9 | 392.9 | 316.7 | 426.7 | 439.4 |
Может подбор проводиться и с использованием формул.
Например, производители насосного оборудования для колодцев и скважин предлагают следующую формулу оптимального объема гидроаккумулятора. В ней расчет ведется исходя из производительности домашней системы водопровода, настроек реле давления и рекомендуемого количества включений насоса в течение часа.
Vt = 16,5 × Qmax × Pmax × Pmin / (А × (Pmax – Pmin) × Pв)
В формулу входят следующие величины:
Vt — рекомендуемый объем расширительного бак а в литрах. Естественно, после расчетов выбирается стандартный объём, ближайший к расчетному в большую сторону.
Qmax — максимальный расход воды в системе, литров в минуту. Его предстоит определить отдельно.
Pmax — верхний порог настройки реле давления, при котором происходит отключение насоса.
Pmin — нижний порог настройки реле давления, при котором срабатывает пуск насоса.
А — рекомендуемое максимальное количество пусков насоса в течения часа. Обычно – в районе 10-15 раз, может указываться в технических характеристиках насоса.
Pв — предварительно создаваемое давление воздуха в камере гидроаккумулятора. Обычно исходят из норматива — гидростатические давление плюс 0,5 бар. Гиростатическое же определяют по величине превышения места расположения гидроаккумулятора над водозабором. Например, разница высот между зеркалом воды в колодце и расширительным баком – 8 метров. Рекомендуемое давление предварительной подкачки в воздушно камере равно:
8 м ≈ 0,8 бар
Рв = 0,8 + 0,5 = 1,3 бар
Чтобы подсчитать примерный максимальный расход воды, возможный в имеющейся водопроводной системе, можно воспользоваться предлагаемым калькулятором. В нем сразу учтены и показатели производительности различных сантехнических и бытовых приборов, и вероятностные составляющие возможности их одновременной работы.
Калькулятор для подсчета максимального расхода воды в домашней системе водопровода
Перейти к расчётам
Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку «Рассчитать необходимую производительность насосной станции»
Укажите наличие и количество точек потребления воды
кухонная мойка
— нет
— одна
— две
умывальник
— нет
— один
— два
— три
ванна со смесителем и душем
— нет
— одна
— две
ванна с функцией гидромассажа (джакузи)
— нет
— одна
душевая кабинка обычная
— нет
— одна
душевая кабинка с расширенным набором функций
— нет
— одна
унитаз со сливным бачком
— нет
— один
— два
биде
— нет
— одно
— два
стиральная машина — автомат
— нет
— одна
посудомоечная машина
— нет
— одна
хозяйственный кран
— нет
— один
— два
десять тысяч
10000
После этого можно перейти к расчету необходимого объема расширительного бака (гидроаккумулятора). Поможет в этом – следующий онлайн-калькулятор.
Калькулятор расчета рекомендуемого объема гидроаккумулятора автономной системы водопровода
Перейти к расчётам
Укажите запрашиваемые данные и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ОПТИМАЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА»
Максимальный расход воды, л/мин 
Предварительно создаваемое давление в воздушной камере бака, Pв. бар 
НАСТРОЙКИ РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ
Верхняя граница (выключение насоса), Pmax. бар 
Нижняя граница (пуск насоса), Pmin. бар 
Рекомендуемая частота пуска насоса, раз в час 
Так как это – минимальное значение для таких условий работы, выбирается модель стандартного объема, ближайшая к полученным показателям в сторону их увеличения.
Изготовитель оборудования
При выборе расширительного бака для холодной воды (как, впрочем, и любого другого), будет нелишним обращать внимание на бренд изделия. От качества этого элемента системы зависит не только ее работоспособность, но даже и безопасность эксплуатации. Все, что связано со сжатым воздухом и с повышенным давлением, всегда требует особого отношения.
В таблице будет приведен перечень компаний, которым безусловно можно доверять, а также краткий обзор моделей разных брендов примерно одинаковой средней вместительности – 50-60 литров.
| Иллюстрация | Краткая информация о компании и модели | Ориентировочная стоимость изделия |
|---|---|---|
 |
«Reflex DE» — известная германская компания, специализирующаяся в выпуске оборудования для гидротехнических систем. Широкий ассортимент охватывает весь возможный размерный ряд гидроаккумулятора. Все баки изготавливаются из высококачественной стали, способны выдерживать давление до 10 и более атмосфер. На иллюстрации – бак модельной линейки Refix объемом 60 литров. Мембрана – баллонного типа, сменная. Исполнения бака – вертикальное напольное. Высота – 740 мм, диаметр – 409 мм, |
9,0 тыс. руб. |
 |
Продукция под итальянским брендом «STAUT» выпускается во многих странах, в том числе и на производственных мощностях в России. Это во многом объясняет вполне доступные цены на оборудование при его высоком качестве. На иллюстрации – расширительный бак вертикальной горизонтальной компоновки, напольной или настенной установки «STOUT 50 горизонт». Стальные стенки, EPDM-мембрана, которая при желании может быть заменена на более экологичную и подходящую для питьевой воды натуральную или бутил-каучуковую. Диаметр бака – 430 мм, длина – 615 мм, высота с учтем подставок – 615 мм. |
3.64 тыс. руб. |
 |
Широчайшей популярностью пользуется оборудование российской компании «Джилекс». В ассортименте – и расширительные баки (гидроаккумуляторы) различного предназначения и объема. На иллюстрации — бак объёмом 50 литров «Джилекс 50 ГП», горизонтальной установки. Отличительная особенность – пластиковый фланец, закрепляющий сменную баллонную мембрану. Бак отлично подходит для систем холодного водоснабжения дома. Размеры 375×350 мм, масса в пустом состоянии – 8 кг. |
3,05 тыс. руб. |
 |
Продукция российской компании «Unipump» изначально разрабатывалась с учетом местных особенностей. Поэтому, видимо, и столь востребована хозяевами частных домов. В модельной линейке гидроаккумуляторов представлено несколько изделий из нержавеющей стали, то есть отлично подходящих для воды пищевого качества, и отличающихся отменной долговечностью и надежностью. На иллюстрации – бак вертикальной й компоновки «Uni_80_L_V_нерж». Максимальное давление – 6 атмосфер. Диаметр – 380 мм, высота – 820 мм. |
10,2 тыс. руб. |
 |
Не вызывает опасений продукция итальянской компании «Elbi». В выпускаемом ассортименте имеются как универсальные, так и «узкопрофильные» баки различного переназначения. На картинке – бак «Elbi AFV 50 CE», отлично подходящий для системы холодного водоснабжения из скважины или колодца. Объем – 50 литров, диаметр – 400 мм, высота – 600 мм. Максимальное рабочее давление –10 атмосфер. |
5,0 тыс. руб. |
 |
Славятся своим качеством изделия, выпускаемые под торговой маркой Wester. В настоящее время бренд принадлежит российским предпринимателям, но его скорее можно считать транснациональным, так как изделия и выпускаются, и пользуются широким спросов п всему миру. На иллюстрации – гидропневматический баки WAO 050, емкостью 50 литров, которые могут быть в вертикальной или горизонтальной компоновке. Бутил-каучуковая баллонная сменная мембрана отлично подходит для питьевой воды. Максимальное давление – до 10 атмосфер. В воздушных камерах закачкой инертного газа создаётся предустановленное давление в 1.5 атм. |
4.4 тыс. руб. |
* * * * * * *
Закончить настоящую публикацию можно видеосюжетом, в котором мастер показывает процесс монтажа простейшей системы водоснабжения загородного дома с использованием расширительного бака.
Видео: Гидроаккумулятор в простейшей системе водоснабжения загородного дома.