Připojení hydroakumulátoru do vodovodního systému: varianty a typická schémata

Autonomní systém zásobování vodou – složité technické zařízení vyžadující použití řady technických prostředků. Pro automatizaci práce čerpacího zařízení a dodávky vody do kohoutků bude nutná instalace tlakové nádoby. Souhlasíte, ne každý majitel domu ví, jak ji nainstalovat, a vlastně, co to za zařízení je.

Podrobně popíšeme, jak se provádí připojení hydroakumulátoru do systému zásobování vodou. Detailně rozebereme, co je k jeho montáži potřeba, v jakých nezávislých vodovodních sítích se používá, s jakým zařízením a jak může být provozován.

Instalace tlakové nádoby provedená podle našich doporučení zabrání mnoha možným problémům: ochrání domácí spotřebiče, minimalizuje účinky vodního rázu. Pro optimalizaci vnímání jsou uvedené informace doplněny fotografiemi, schématy a videem.

Konstrukce a účel hydroakumulátoru

Hydroakumulátor, jinak nazývaný tlaková nádoba nebo membránová nádoba, – je to hermeticky uzavřená kovová nádoba, do které je umístěna částečně naplněná vodou elastická membrána hruškovitého tvaru. V podstatě membrána umístěná v tělese hydroakumulátoru a připevněná k jeho tělesu přírubou s připojovacím hrdlem rozděluje jeho objem na dvě části: vodní a vzduchovou.

Při zvýšení objemu vody v tlakové nádobě se přirozeně snižuje objem vzduchu. V důsledku toho stoupá tlak v systému dodávajícím vodu. Při dosažení uživatelem nastavených parametrů tlaku je zaznamenáno relé, které systematicky vysílá příkaz k vypnutí čerpadla.

Těleso zásobníku je vyrobeno z kovu, ale voda s ním nepřichází do styku: je uzavřena uvnitř membránové komory vyrobené z odolné pryžové butylové pryže.

Tento materiál odolný vůči bakteriím pomáhá vodě neztrácet vlastnosti, které jsou po ní vyžadovány hygienickými a hygienickými normami. Pitná voda při styku s pryží zachovává všechny své vynikající vlastnosti.

Voda do membránového zásobníku se dostává přes připojovací trubku opatřenou závitovým spojením. Tlaková trubka a výstup spojovacího vodovodu by měly mít ideálně stejné průměry. Tato podmínka umožňuje vyhnout se dodatečným hydraulickým ztrátám uvnitř potrubí systému.

V hydroakumulátorech, které jsou součástí domácích systémů zásobování vodou, se používá vzduch. Pokud je toto zařízení určeno pro průmyslové použití, je do něj čerpán plyn.

K regulaci tlaku uvnitř zařízení je ve vzduchové komoře umístěn speciální pneumatický ventil. Vzduch je čerpán do vyhrazeného prostoru přes běžný automobilový nipl. Mimochodem, přes něj lze nejen doplnit vzduch, ale také v případě potřeby vypustit jeho přebytek.

Vzduch se čerpá do membránového zásobníku pomocí kompaktního automobilového nebo jednoduchého jízdního kola. Při vstupu vody do pryžové baňky klade stlačený vzduch odpor jejímu tlaku, čímž zabraňuje protržení membrány. Tlak uvnitř hydroakumulátoru je také regulován pomocí stlačeného vzduchu.

Hydroakumulátor se skládá z následujících prvků: 1 – kovové těleso, 2 – pryžová membrána, 3 – příruba s ventilem, 4 – nipl, kterým lze čerpat vzduch, 5 – stlačený vzduch, 6 – nožičky, 7 – montážní plošina pro čerpadlo.

Princip činnosti hydroakumulátoru

Pokud je systém právě namontován, většinu vnitřního objemu hydraulického akumulátoru zabírá komora určená pro vzduch.

Voda vstupující do hruškovité membrány přes hrdlo stlačuje vzduch. To se děje, dokud není dosaženo předepsaného tlaku. Poté relé vypne čerpadlo. Chod relé lze nastavit.

Když otevřeme ventil a použijeme vodu pro své potřeby, dojde k odtlakování systému. Vzduch tlačící na membránu pomáhá vodě dostat se z nádoby. Tento proces bude probíhat, dokud tlak v systému neklesne na stanovené minimum -1,5 atm. V tomto okamžiku by se mělo spustit čerpadlo, které do nádrže čerpá vodu.

Jak je známo, voda také obsahuje rozpuštěný vzduch. Když se hromadí uvnitř membránového vaku, činnost hydraulického akumulátoru se zhoršuje, proto je nutné ho odpustit. U některých modelů je k tomuto účelu k dispozici speciální ventil. Pokud ventil chybí, je třeba jednou za 1–3 měsíce provést preventivní údržbu membránové nádrže.

Je důležité správně namontovat hydraulický akumulátor do vodovodního systému. Pak při jeho poruše nebo při provádění preventivních prací na něm lze zařízení snadno rozebrat, aniž by se musela z celého systému vypustit veškerá voda.

Při otevření jakéhokoli vodovodního kohoutku systému se objem vody v nádrži zmenšuje, v důsledku čehož klesá tlak. Pokles tlaku na nastavenou hodnotu zachytí relé, které uvede čerpadlo do provozu (+).

Role ve vodovodní síti

Zdálo by se, že zařízení jednoduše propouští vodu. Mohlo by se bez něj obejít? Ve skutečnosti právě pomocí hydraulické nádrže je ve vodovodním systému udržován stabilní tlak.

Vodní čerpadlo, pokud je k dispozici, se nezapíná tak často, což umožňuje hospodárné využití jeho provozní životnosti. Kromě toho je systém těžby a dopravy vody spolehlivě chráněn proti tlakovým rázům.

Pokud z nějakého důvodu dojde k výpadku napětí v elektrické síti, malá „nouzová“ zásoba vody v nádrži pomůže vyřešit prioritní domácí úkoly.

Upřesněme seznam výhod, které toto poměrně jednoduché zařízení poskytuje:

• Předčasné opotřebení čerpadla. V membránové nádrži je určitá zásoba vody. Ta uspokojuje prvotní potřeby majitelů chaty. A teprve když zásoba dojde, zapne se čerpadlo. Je třeba poznamenat, že všechna čerpadla mají normu zapnutí za hodinu. Při použití hydraulického akumulátoru tento ukazatel nebude překročen a agregát vydrží déle.
• Stabilizace tlaku v systému. Pokud současně otevřete dva kohoutky, například v koupelně a v kuchyni, mohou výkyvy tlaku ovlivnit teplotu vody. To je velmi nepříjemné, zejména pro ty členy domácnosti, kteří se právě sprchují. Díky hydroakumulátoru se lze těmto nedorozuměním vyhnout.
• Vodní rázy. Tyto jevy, které mohou poškodit potrubí, mohou nastat při zapnutí čerpadla. S hydraulickým zásobníkem je riziko vzniku vodního rázu prakticky vyloučeno.
• Zásoba vody. V domě na venkově je problém zásobování vodou obzvláště palčivý. Pokud dojde k náhlému výpadku elektřiny a čerpadlo nemůže plnit své funkce, není již nutné pro řešení naléhavých problémů uchovávat zásobu vody v kbelíku nebo jiné nádrži. V nádrži hydroakumulátoru je voda k dispozici a pravidelně se obnovuje.

Je zřejmé, že přítomnost tohoto zařízení v systému zásobování vodou nezávislém na centrálních sítích není náhodná. Je nezbytné a užitečné.

Hydroakumulátor v okruhu zásobování vodou plní řadu významných funkcí: chrání zařízení před vodními rázy, zajišťuje zásobu vody, vytváří podmínky pro automatizaci jejího odběru.

Varianty membránových uzavřených nádob

Membránové nádrže se používají v potrubí instalovaném pro různé účely, mezi něž patří:

• Zásobování studenou vodou. Nádrž slouží k akumulaci a dodávce studené vody, chrání různé domácí spotřebiče před vodními rázy při změně tlaku v systému. Prodlužuje životnost čerpadel snižováním počtu jejich spuštění.
• Zásobování teplou vodou. Používané zařízení musí úspěšně pracovat ve vysokoteplotním režimu.
• Topné systémy. Takové nádrže se nazývají expanzní. Fungují v uzavřených topných systémech a jsou jejich důležitými součástmi.

V závislosti na konfiguraci mohou být hydraulické zásobníky horizontální nebo vertikální. Princip jejich činnosti však na konfiguraci nezávisí.

Hydroakumulátory určené pro začlenění do systému zásobování vodou se natírají na modro, zatímco ty, které pracují v topném okruhu, – na červeno. Tyto dva typy membránových nádrží mají také některé konstrukční odlišnosti, což je dobře patrné na uvedeném schématu (+).

Za zvláštnost lze označit přítomnost speciálního ventilu pro odpouštění vzduchu v horní části vertikálních modelů, jejichž objem přesahuje 50 litrů. Tento vzduch, jak již bylo uvedeno výše, se během provozu zařízení hromadí v horní části komory. Proto je přítomnost odpouštěcího ventilu na tomto místě zcela oprávněným opatřením.

Pokud je nutné odvzdušnit systém při provozu horizontálních modelů, používá se k tomu odtok nebo samostatný kohout umístěný za membránovou nádrží. Abyste odstranili vzduch z malých zařízení, budete muset z nich zcela vypustit vodu.

Jelikož vertikální i horizontální modely jsou stejně účinné a funkční, měli byste vybírat vhodné zařízení podle rozměrů místnosti, ve které bude umístěno. Vyberte model, který se do místnosti nejlépe hodí.

Kromě konstrukčních zvláštností a různého určení se nádrže mohou lišit také svou kapacitou: na této fotografii jsou zobrazeny hydroakumulátory různých objemů, konstrukcí a určení.

Schémata připojení hydroakumulátoru

Toto zařízení může být připojeno k vodovodnímu systému různými způsoby. Výběr schématu zapojení hydroakumulátoru závisí na tom, k jakému účelu bude použit a jaké funkce se od něj očekávají. Uvedeme si nejoblíbenější schémata zapojení.

Standardní varianta s povrchovým čerpadlem

Nejrozšířenější variantou autonomního zásobování vodou s hydroakumulátorem je tandem s povrchovým čerpadlem. V tomto případě může být hydronádrž součástí komplexního čerpacího zařízení sestaveného výrobcem v továrních podmínkách, nebo samostatnou součástí umístěnou vedle čerpadla v kesonu nebo ve vytápěné technické místnosti.

Před hydroakumulátor se instaluje zpětný ventil, aby se vyloučila změna směru proudění, za ním je umístěno tlakové relé reagující na změnu tlaku a manometr pro sledování pracovních parametrů.

Pro normální připojení k vodovodnímu okruhu je hydronádrž obvykle vybavena úhlovou přípojkou, která se připojuje k přírubě:

Použití se zvyšovací čerpací stanicí

Čerpací agregát posilovacího typu se používá k neustálému udržování a regulaci tlaku v potrubí s aktivní spotřebou vody. Obvykle mají takové stanice čerpadlo, které pracuje v trvalém režimu.

Pokud vznikne potřeba připojit další čerpadla, hydroakumulátor pomáhá kompenzovat tlakové rázy, které v systému vznikají.

V rámci systému zásobování vodou posilovací čerpací stanice plní hydroakumulátor funkci havarijního zdroje vody a jakéhosi tlumiče, který zabraňuje tlakovým rázům při připojení dalších kapacit.

Stejné schéma se používá, pokud je dodávka elektřiny do posilovacích čerpadel v systému nestabilní, ale zásobování vodou musí být nepřetržité. V době výpadku proudu se využívá zásoba vody obsažená v hydroakumulátoru. V podstatě membránová nádrž v tomto období plní roli záložního zdroje vody.

Čím výkonnější čerpací stanice, tím větší úkoly jsou na ni kladeny. Musí udržovat vyšší tlak, a také objem jejího hydroakumulátoru musí být větší.

Použití ve schématech s ponorným čerpadlem

Aby se maximalizovala životnost ponorného čerpacího agregátu, musí počet jeho zapnutí za hodinu odpovídat deklarovaným technickým parametrům zařízení. Obvykle je tato hodnota kolem 5–20krát.

Pokud tlak ve vodovodní síti klesne, při dosažení minimální hodnoty se aktivuje relé, které zapne čerpadlo dodávající vodu. Při maximálních hodnotách tlaku se relé vypne a dodávka vody se zastaví.

Pokud je ve schématu zásobování vodou přítomno ponorné čerpadlo, hydroakumulátor prodlouží jeho životnost, protože nebude muset zapínat a vypínat, pokud bude spotřeba vody malá.

Pokud je systém zásobování vodou autonomní a malý, i malý objem spotřeby vody může spustit čerpadlo. V tomto případě bude provoz čerpadla málo efektivní. A samotné zařízení vydrží méně, než by si jeho majitel přál.

Ta zásoba vody, která je obsažena v membránové nádrži, situaci zachrání. Navíc zabrání tlakovému rázu v okamžiku, kdy začne pracovat ponorné čerpadlo.

Pro výběr hydroakumulátoru vhodného objemu je třeba znát následující vlastnosti: výkon a frekvenci zapínání čerpadla, předpokládanou hodinovou spotřebu vody a výšku instalace zařízení.

Pokud se ve schématu zapojení vyskytuje zásobníkový ohřívač vody, plní v něm hydroakumulátor funkci expanzní nádoby. Pokud se voda ohřeje, její objem se zvětší. Rozpíná se. Pro uzavřený prostor, jakým je systém zásobování vodou, by tento proces mohl mít ničivé následky, nebýt hydroakumulátoru.

V systému s akumulačním ohřívačem vody se tlaková nádoba používá jako expanzní nádoba, která chrání systém před prasknutím, protože nestlačitelná voda se při zahřívání výrazně roztahuje.

Pro zařazení do tohoto schématu je nutné zvolit tlakovou nádobu s ohledem na následující vlastnosti: maximální teplota ohřívané vody a maximální povolený tlak ve vodovodním systému.

Výběr membránové nádoby se znalostí věci

Tlaková nádoba je nádoba, jejímž hlavním pracovním prvkem je membrána. Na její kvalitě závisí, jak dlouho zařízení vydrží od okamžiku připojení do první opravy.

Za nejlepší jsou považovány výrobky z potravinářské (izobutanové) pryže. Kov tělesa výrobku je důležitý pouze u expanzních nádob. Tam, kde je voda obsažena v hrušce, nehrají vlastnosti kovu rozhodující roli.

Pokud nevěnujete zvláštní pozornost tloušťce příruby vašeho zařízení, už za rok až rok a půl, nikoli za 10–15 let, jak plánujete, budete muset koupit zcela nové zařízení, nebo v lepším případě vyměnit samotnou přírubu.

Zvláštní pozornost při výběru zařízení by měla být věnována přírubě, která se obvykle vyrábí z pozinkovaného kovu. Tloušťka tohoto kovu je velmi důležitá. Při tloušťce pouhého 1 mm bude životnost výrobku činit nejvýše 1,5 roku, protože v kovu příruby se nevyhnutelně vytvoří trhlina, která zařízení zcela vyřadí z provozu.

Přitom záruka na nádobu činí pouhý rok při udávané životnosti 10–15 let. Otvor se tedy objeví právě po uplynutí záruční doby. A tenký kov nebude možné zapájet nebo svařit. Samozřejmě lze zkusit najít novou přírubu, ale pravděpodobně bude zapotřebí nová nádoba.

Aby se předešlo takovým potížím, je třeba hledat nádobu, jejíž příruba je vyrobena z nerezové oceli nebo silného pozinkování.

Připojení hydroakumulátoru k okruhu zásobování vodou

Jak je zřejmé ze všeho výše napsaného, membránová nádoba není jen nádoba s vodou. Je to speciální zařízení zapojené do nepřetržitého pracovního procesu. Proto není postup její instalace tak jednoduchý, jak by se mohlo zdát. Měla by být upevněna velmi pečlivě s ohledem na faktory vibrací a hluku.

Je nutné upevnit tlakovou nádobu na povrch pomocí gumových podložek, aby se snížila hladina hluku při jejím provozu a omezil vliv vibrací na samotné zařízení.

K podlaze se připevňuje s použitím gumových podložek a k potrubí pomocí gumových přechodek. A dále je třeba počítat s tím, že průměr přívodu se na výstupu hydraulického systému nesmí zmenšovat.

S novým hydraulickým akumulátorem je třeba zacházet obzvláště opatrně, plnit jej vodou pod slabým tlakem. Membrána se mohla dlouhým skladováním slehnout. Prudký proud vody by ji mohl poškodit a dokonce zcela vyřadit z provozu. Správnější je před naplněním vodou odstranit z membrány veškerý vzduch. Místo pro instalaci hydraulického akumulátoru musí být zvoleno s ohledem na jeho dostupnost.

Proces připojení hydraulického akumulátoru probíhá ve standardním pořadí:

Správné nastavení nového zařízení

Nový hydraulický akumulátor je třeba zkontrolovat, jaký je jeho vnitřní tlak. Předpokládá se, že by měl činit 1,5 atmosféry. Během přepravy výrobku z místa výroby na sklad a během skladování však mohlo dojít k úniku, který tento důležitý ukazatel v době prodeje snížil. Tlak lze zkontrolovat sejmutím krytky na ventilku a provedením měření.

Pro měření tlaku lze použít manometry různých druhů:

• Elektronické. Jsou to drahé přístroje. Na výsledek jejich práce může mít vliv teplota a nabití baterie.
• Mechanické. Jsou vyráběny v kovovém pouzdře, nazývané také automobilové. Pokud tento přístroj úspěšně prošel kontrolou, lepší nenajdete. Aby bylo dosaženo co nejpřesnější hodnoty, protože měřit se bude pouhých 1–2 atmosféry, je lepší koupit přístroj s velkým počtem dílků na měřicí stupnici.

Levná čerpací stanice a automatická čerpadla jsou nejčastěji vybavena manometry v plastovém pouzdře. Odchylka v údajích těchto čínských modelů je příliš velká.

Pokud bude v nádrži menší objem vzduchu, než je potřeba, jeho místo zaujme voda. To ovlivní tlak vody ve vodovodu. Při vysokém tlaku bude i průtok neustále vysoký. Vyšší tlak zajistí menší zásobu vody v membránové hrušce, takže čerpadlo se bude muset častěji zapínat. Pokud nebude elektřina, zásoba vody nemusí stačit na všechny potřeby.

Proto je někdy rozumnější obětovat tlak pro dosažení jiných důležitých cílů. Nicméně pod doporučené hodnoty tlak raději nesnižujte, stejně jako nepřekračujte mezní charakteristiky. Nedostatek tlaku může vést ke kontaktu povrchu hrušky s tělesem nádrže, což je nežádoucí.

K měření tlaku lze použít různá zařízení, ale optimální je relativně levný automobilový manometr s kovovým pouzdrem a dostatečně rozvinutou stupnicí výsledků měření.

Optimální tlak vzduchu

Aby domácí spotřebiče fungovaly normálně, tlak v hydraulické nádrži musí být v rozmezí 1,4–2,8 atm. Pro lepší ochranu membrány je nutné, aby tlak ve vodovodním systému byl o 0,1–0,2 atm vyšší než tlak v nádrži. Například pokud je tlak uvnitř membránové nádrže 1,5 atm, pak v systému by měl být 1,6 atm.

Právě tuto hodnotu je třeba nastavit na relé tlaku vody, které pracuje společně s hydroakumulátorem. Pro jednopodlažní venkovský dům se toto nastavení považuje za optimální. Pokud se jedná o dvoupodlažní chatu, bude nutné tlak zvýšit. Pro výpočet jeho optimální hodnoty se používá následující vzorec:

Vatm.=(Hmax+6)/10

V tomto vzorci je V atm. optimální tlak a Hmax je výška nejvýše položeného odběrného místa. Zpravidla se jedná o sprchu. Pro získání požadované hodnoty je třeba vypočítat výšku sprchové hlavice vzhledem k hydroakumulátoru. Získané údaje se dosadí do vzorce. Výsledkem výpočtu bude optimální hodnota tlaku, která by měla být v nádrži.

Upozorňujeme, že získaná hodnota nesmí překročit maximální přípustné charakteristiky pro ostatní domácí a sanitární zařízení, jinak jednoduše selžou.

Pokud mluvíme zjednodušeně o nezávislém systému zásobování domu vodou, pak jeho součástmi jsou:

• čerpadlo,
• hydroakumulátor,
• relé tlaku,
• zpětný ventil,
• manometr.

Poslední prvek slouží k tomu, aby bylo možné tlak operativně kontrolovat. Jeho trvalé umístění ve vodovodním systému není nutné. Může být připojen pouze v okamžiku, kdy se provádějí zkušební měření.

Jak vidíte, na tomto schématu manometr není zobrazen, ale to neznamená, že není vůbec potřeba. Je prostě zapojen až při provádění kontrolních měření.

Pokud je v systému použito povrchové čerpadlo, hydroakumulátor se montuje vedle něj. Zpětný ventil se přitom instaluje na sacím potrubí a ostatní prvky tvoří jednu sestavu, spojenou pomocí pětivývodové přípojky.

Pětivývodové zařízení se pro tento účel dokonale hodí, protože má vývody různých průměrů. Vstupní a výstupní potrubí a některé další prvky sestavy mohou být připojeny k přípojce pomocí amerických spojek, aby se usnadnily preventivní a opravné práce na jednotlivých částech vodovodu.

Tuto přípojku lze ovšem nahradit spoustou spojovacích prvků. Ale proč?

Na tomto schématu je pořadí zapojení dobře patrné. Při připojování přípojky k hydroakumulátoru je nutné se ujistit o těsnosti spoje.

A tak se hydroakumulátor k čerpadlu připojuje následujícím způsobem:

• jeden palcový vývod připojuje samotnou přípojku k hrdlu hydroakumulátoru;
• k čtvrťpalcovým vývodům se připojí manometr a tlakové relé;
• zbývají dva volné palcové vývody, ke kterým se montuje potrubí od čerpadla a také rozvod vedoucí k odběratelům vody.

Pokud je v systému povrchové čerpadlo, je lepší hydroakumulátor připojit pomocí flexibilní hadice s kovovým opletením.

K těm částem, které končí spojkami, se budou připojovat potrubí od čerpadla a rozvod vodovodu, který povede k odběratelům vody.

K ponornému čerpadlu se hydroakumulátor připojuje úplně stejně. Zvláštností tohoto schématu je umístění zpětného ventilu, které nemá nic společného s otázkami, které dnes probíráme.

Závěry a užitečné video k tématu

Pokud Vám po přečtení textu stále není jasné, jak přesně máte hydroakumulátor připojit, podívejte se na toto video, ve kterém jsou stručně, ale naprosto jasně zobrazeny všechny nuance tohoto postupu.

Hydroakumulátor je důležitým součástí vodovodního systému. Pomocí něj se řeší celá řada úkolů. A provést správné připojení hydroakumulátoru vlastníma rukama, jak se ukázalo, není vůbec složité. Zato výhody z jeho použití jsou nesporné.

Objevily se Vám otázky při seznamování s uvedenými informacemi? Máte užitečné informace nebo osobní zkušenost, kterou byste se chtěli podělit s námi a s návštěvníky webu? Zanechte prosím komentáře v bloku umístěném pod článkem.