Мембраны для гидроаккумуляторов: разновидности изделий и причины износа

1 Устройство мембраны и принцип ее работы

Мембрана для гидроаккумулятора внешне похожа на обычную медицинскую грелку или банку – в моделях небольших размеров (до 100 литров). У более крупного бака (от 100 литров и больше) ее форма скорее напоминает грушу или бутылку.

Суть, впрочем, не меняется – в любом случае это емкость, выполняемая из эластичных материалов. Она вставляется в металлический корпус бака, разделяя его на две части. В одной – внутри мембраны – содержится вода. Вторая – между стенкой мембраны и корпуса – закачанный внутрь воздух.

Такая конструкция предназначается для следующего: включенный насос закачивает воду внутрь бака (а точнее – внутрь мембраны). Ее наполнение производится до определенного уровня – пока давление внутри не достигнет до максимального давления (для бытовых систем водоснабжения этот параметр варьируется в диапазоне от 1.8 до 3 атмосфер), которое выставлено на реле давления насоса.

Расположение мембраны внутри бака-гидроаккумулятора.

В этот момент сам насос отключится. Вода же будет оставаться под давлением, и сможет с нормальным напором идти из кранов – поскольку теперь на нее будет воздействовать сжатый воздух, находящийся внутри бака.

Таким образом будет экономиться и электричество, и увеличиваться срок службы оборудования – поскольку насос будет находиться в работе меньшее время. Вдобавок применение бака для систем водоснабжения полезно еще и тем, что сводятся к минимуму резкие скачки давления, создаваемые при включении насоса в работу.

1.1 Виды мембран

Условно мембрана для гидроаккумулятора классифицируется по назначению:

Разберемся подробнее с нюансами продукции каждой категории.

Мембраны для гидроаккумуляторов различного объема (от 24 до 300 литров).

Мембрана для гидроаккумулятора, применяемого для систем водоснабжения, имеет следующие характеристики:

• материал изготовления: каучук;
• температура среды: от 0 до +70 градусов;
• максимальное рабочее давление: 7 атмосфер.

Изделие такого типа нейтрально к бактериям.

Мембрана бака, который будет применяться для систем отопления, имеет отличия:

• материал изготовления: резина EPDM (особый состав, являющий собой резину, производимую по особенной технологии);
• температура среды: до +99 градусов;
• максимальное рабочее давление: 8 атмосфер.

Как и любое другое резиновое изделие, мембрана для бака (не важно, для каких именно систем – отопления или водоснабжения) имеет ряд недостатков. В частности, она негативно воспринимает:

Гидроаккумулятор в разрезе — расположение мембраны внутри бака.

• частые и/или резкие перепады температуры;
• превышение температуры свыше установленного предела;
• превышение давления свыше установленного предела (впрочем, для систем водоснабжения или отопления это малоактуально, поскольку бытовые насосные станции AL-KO обычно имеют меньшее рабочее давление);
• частое и/или резкое сжатие.

Однако условия эксплуатации в системах водоснабжения и отопления обычно такие, что избежать негативного влияния попросту не удается. К примеру: по вечерам расход воды резко повышается – приходя домой с работы, человек хочет принять душ, приготовить еду, поесть, помыть посуду. Таким образом содержимое бака быстро сольется. Тоже самое – и утром, когда человек спешит на работу.

Так что несмотря на то, что срок эксплуатации мембраны бака водоснабжения обычно указывается до 5 лет – по факту ее замена требуется куда чаще. В целях профилактики рекомендуется периодически (не реже 1 раза в год) проверять целостность изделия (как именно – рассмотрим ниже).

Гидроаккумуляторные мембраны различного объема.

Отдельно следует упомянуть и про объем емкости – ведь это, по сути, ее ключевой параметр. Современные баки выпускаются по типоразмерам объема, начинающимся с 8 литров.

Наиболее распространенный вариант для бытовых домашних устройств – это 24, 50, 60 и 80 литров (максимально модель может вмещать до 2 тысяч литров воды, однако для обычного жилого коттеджа или дачи это, само собой, не актуально).

Устройство и назначение гидробака

Гидроаккумулятор, который иначе называют гидробаком или мембранным баком, – это герметичная металлическая ёмкость, в которую помещена частично заполненная водой эластичная мембрана грушевидной формы. По сути, мембрана, помещенная в корпус гидробака и прикрепленная к его корпусу фланцем с патрубком, разделяет его ёмкость на две части: водную и воздушную.

При увеличении объема воды в гидробаке естественным образом уменьшается объем воздуха. В результате повышается давление в поставляющей воду системе. При достижении заданных пользователем параметров давления оно фиксируется реле, которое планомерно подает команду на отключение насоса.

Корпус бака выполнен из металла, но вода не контактирует с ним: она заключена внутрь камеры-мембраны, которую производят из прочного резинового бутила.

Этот стойкий к воздействию бактерий материал помогает воде не терять тех качеств, которые предъявляются к ней санитарными и гигиеническими нормами. Питьевая вода при взаимодействии с резиной сохраняет все свои замечательные свойства.

Вода в мембранный бак попадает через присоединительный патрубок, снабженный резьбовым соединением. Напорный патрубок и выход соединительного водопровода должны, в идеале, иметь одинаковые диаметры. Это условие позволяет избегать дополнительных гидравлических потерь внутри трубопровода системы.

В тех гидроаккумуляторах, которые входят в состав бытовых систем водоснажбения, используется воздух. Если же это устройство предназначено для производственного применения, в него закачивают газ

Чтобы регулировать давление внутри устройства, в воздушной камере предусмотрен специальный пневмоклапан. Воздух накачивается в отведенный для него отсек через обычный автомобильный ниппель. Кстати, через него можно не только докачать воздух, но, при необходимости, и стравить его излишки.

Закачивают воздух внутрь мембранного бака, используя для этой цели компактный автомобильный или простой велосипедный насос. При поступлении воды в резиновую грушу сжатый воздух оказывает её напору сопротивление, не позволяя мембране прорваться. Давление внутри гидроаккумулятора тоже регулируется с помощью сжатого воздуха.

Гидроаккумулятор состоит из следующих элементов: 1 – металлический корпус, 2 – резиновая мембрана, 3 – фланец, снабженный клапаном, 4 – ниппель, через который можно закачать воздух, 5 – воздух под давлением, 6 – ножки, 7 – установочная платформа для насоса

Замена: правила и этапы

Перед покупкой новой мембраны специалисты рекомендуют несколько раз проверить и определить причину поломки оборудования. Одним из главных признаков разрыва детали является подача воды тонкой струей при растущем давлении.

Замену мембраны можно провести самостоятельно и без привлечения специалистов. Только соблюдая все требования и нормы демонтажа или установки мембраны, возможно выполнить работы за короткий промежуток времени на высоком профессиональном уровне. Если мембрана порвалась, и нет возможности ее заменить, специалисты рекомендуют заклеить деталь специальным клеящим составом.

Демонтаж

Демонтаж оборудования проводится в несколько этапов:

• отсоединение гидроаккумулятора от общей системы водоснабжения;
• снизить давление воздуха с помощью специального устройства, расположенного на верхней поверхности емкости;
• отсоединить шланг и крышку;
• слить все остатки воды из оборудования;
• убрать крышку с манометра;
• через специальное отверстие в нижней части корпуса достать мембрану;
• проверить целостность емкости, убрать остатки грязи и ржавчины;
• вымыть и высушить емкость.

Установка

Монтаж мембраны осуществляется с соблюдением некоторых правил:

• вставьте держатель в отверстие сверху мембраны;
• установите болт в отверстие держателя;
• поместите мембрану в корпус и закрепите ее специальной гайкой;
• установите фланец мембраны;
• проверьте гидроаккумулятор на возможность появление течи;
• присоедините прибор к общей системе водоснабжения.

Как определить, что мембрана пришла в негодность

Вообще, производители заявляют срок службы этих изделий равный 5 годам. Однако, на практике, такое случается редко. Ведь мембраны очень не любят:

• повышение температуры выше установленного;
• частые перепады давления;
• интенсивное сжатие.

На практике, редко удается избежать работы гидробака в жестком режиме, поэтому срок службы груши уменьшается до 3-х лет.

Как определить, что пора поменять мембрану в гидравлическом аккумуляторе:

• насос стал включаться слишком часто;
• не держится постоянное давление воды.

Это явные признаки повреждения мембраны, однако, это может указывать и на повреждения в корпусе гидроаккумулятора. Поэтому, перед тем, как разбирать емкость, желательно проверить состояние самого бака.

Выходит вода из под фланца

Иногда случается и такая поломка. Однако лечится она просто – обычно достаточно просто подтянуть гайки на фланце. Если это не помогает, тогда придется спускать с бака воду и сбрасывать давление воздуха, а после этого снимать фланец.

Затем можно попробовать сделать дополнительную резиновую прокладку и провести пробный запуск системы. Дело в том, что гидроаккумулятор находится под постоянным давлением и от этого, в резине могут появляться микротрещины.

Может протекать вода через фланец

Если же дополнительная прокладка не помогла – придется покупать новый фланец. При этом, нужно осмотреть посадочное место – на нем не должно быть механических повреждений, заусенцев и ржавчины. Если есть какие либо дефекты, их нужно устранить, т.к. именно они могут стать причиной протечки.

Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения

Подсоединяем гидроаккумулятор с помощью прокладки и накидной гайки к системе водоснабжения. Здесь достаточно усилий от руки.

До запуска гидроаккумулятора необходимо создать дополнительное воздушное давление. Для этого откручиваем пластиковую крышку с ниппеля и подключаем насос.

По манометру следим за ростом давления в баке. Обычно на табличке гидроаккумулятора указана величина предварительного воздушного давления. В нашем случае она составляет 1,5 бара.

Если значение не указано, установите давление 1,5 – 2 бара. После этого можно открывать кран и подавать воду в гидроаккумулятор.

Износ мембраны

К факторам износа мембраны относятся:

• трение изделия о стенки корпуса устройства;
• температурные скачки в гидроаккумуляторе;
• непрерывный процесс растяжения и сжатия изделия;

Все это приводит к изнашиванию мембраны. О ее скором отказе можно судить по следующим признакам:

• гидроаккумулятор начинает работать рывками;
• показания манометра нестабильны – резко увеличиваются и быстро падают;
• кран словно «плюется» водой;
• насос запускается чаще обычного, через небольшие временные интервалы;

В подобных ситуациях становится очевидным, что гидроаккумуляторную мембрану нужно менять.

Замена мембраны в гидроаккумуляторе

Самостоятельно заменить изношенную мембрану несложно – достаточно последовательно выполнить следующие действия:

1. отсоединить гидробак от водопроводной системы;
2. убрать давление воздуха в агрегате через ниппель;
3. слить из гидробака оставшуюся воду;
4. открутить крышку с манометром;
5. вытянуть отслужившую мембрану из специального отверстия в нижней части корпуса;
6. установить новую мембрану в обратном порядке;
7. поставить фланец с клапаном на свое место.

Чтобы получить наглядное представление об этапах монтажных работ, посмотрите видео о замене в гидроаккумуляторе мембраны:

Потребителю на заметку

• Если потребуется замена мембраны, в гидроаккумуляторе, цена на изделие доступна, а найти его можно в магазине сантехники или стройматериалов, поскольку это востребованный расходный материал. О наличии подходящей мембраны можно узнать у производителя гидробака или у поставщика.
• При замене и ремонте мембран гидроаккумулятора необходимо учитывать, что изделия разных производителей не являются взаимозаменяемыми. Часто они отличаются диаметром горловины.
• Следует периодически проверять давление воздуха в изделии и контролировать его стабильность, чтобы мембрану не приходилось часто менять.

Теперь вы знаете, почему гидроаккумулятор может выйти из строя, из чего состоит агрегат, и какое значение имеет мембрана для гидроаккумулятора, как ее заменить.

Воспользовавшись нашими рекомендациями, вы легко замените мембрану дидробака, если в этом возникнет необходимость.

Классификация мембран по варианту исполнения

В соответствии с этой классификацией изделие может быть:

• плоским;
• баллонным.

Рассмотрим каждую из разновидностей более детально.

Плоские изделия

Каждая такая мембрана для гидроаккумулятора фиксируется внутри резервуара, деля его, как мы уже рассказывали выше, на мокрую и сухую зоны. Когда насосное оборудование включается, вода начинает закачиваться внутрь, из-за чего мембрана сжимается и образует чрезмерное давление в сухом отсеке. Когда это давление доберется до определенного уровня, насос будет отключен, а мембрана, в свою очередь, начнет выталкивать накопленную жидкость в трубопровод. Когда же напор опустится до минимально допустимого значения, насосное оборудование снова включится и цикл повторится.

Как видим, электроэнергия действительно экономится, равно как и ресурс самой насосной станции.

Изделия баллонного типа

Они также представляют собой емкость из резины, имеющую форму банки или груши. Принцип действия в данном случае не представляет собой ничего сложного и выглядит примерно следующим образом: вначале насос закачивает жидкость внутрь этого баллона, затем, когда между его стенками и стенками гидроаккумулятора образуется чрезмерное давление, оно будет выталкивать воду после того, как насос отключится, в водопровод.

Порядок действий

Перед тем, как заменить мембрану в насосной станции прибор отключается от электросети, затем сбрасывается давление, то есть открываются краны и ожидается, пока все стечет, а манометр покажет 0. Потом перекрываются краны, которые идут в систему.

Далее замена мембраны на насосной станции выполняется в следующей последовательности:

1. Аппарат отсоединяется от системы при помощи газового ключа.

2. Под бак в том месте, где располагается фланец, подставляется ведро для сбора вытекающей жидкости.

3. На гидробаке выкручиваются болты фланца, но не все. Два крепежа расположенные по диагонали оставляются и немного ослабляются. Это делается, чтобы не залить все вокруг. Слив будет производиться потихоньку. Когда поток прекратится, откручиваются последние крепежи, снимается фланец. Слегка освободив края, сливаются остатки.

4. В емкостях объемом 100 и более литров сверху имеется гайка держателя груши. Ее следует открутить.

5. Вынимается испорченная груша.

6. Чаще всего на стенках бака оседает грязь, поэтому он хорошо промывается и насухо вытирается.

7. Берется новая груша. Она по размеру должна совпадать со старой

Особое внимание необходимо обратить на диаметр горловины

8. Вставляется резьбовой штуцер (при его наличии), при помощи которого верхняя часть заменяемой детали крепится к корпусу, и аккуратно закручивается.

9. Новая деталь устанавливается в гидробак.

10. При наличии штуцера установка выполняется таким образом, чтобы он попал в предназначенное для него отверстие.

Если стоит большая насосная станция замена мембраны будет затруднена тем, что дотянуться рукой до другого края емкости не получится. В этом случае можно воспользоваться различными подручными средствами, например, предварительно привязать к держателю веревку и протянуть ее через отверстие. На резьбу накручивается гайка.

11. Горловина прижимается фланцем и фиксируется. Установка и закручивание болтов осуществляется по аналогичным правилам, что и для колес автомобиля.

12. Убирается крышка, закрывающая ниппель и насосом закачивается воздух. Делается это до получения нужного значения.

Его расчет производится следующим образом: максимальное давление, при котором система отключается, умножается на коэффициент 0,9. Когда все будет готово, ставится крышка.

На этом, собственно, замена мембраны насосной станции завершена. Аппарат подключается к трубам. Запуск на сухую категорически запрещен, в противном случае через несколько минут прибор сломается. В него в обязательном порядке заливается вода. Для этого на насосе предусмотрено специальное отверстие.

Оно закрыто заглушкой. Она откручивается, внутрь наливается вода и назад ставится заглушка. Оборудование включается в сеть и проверяется его работоспособность. Затем отключается от сети, сбрасывается давление, и манометром проверяются показатели в баке.

Далее регулируется нижнее и верхнее давление, то есть, при каких значениях будет происходить включение и при каких отключение. Снимается крышка с блока регулировки и, закручивая или откручивая гайки, выставляются требуемые значения. Блок закрывается. Вот и все, что нужно знать о том, как поменять мембрану на насосной станции.

Преимущества гидроаккумулятора

Гидробак, правильно встроенный в систему водоснабжения частного дома, выполняет несколько задач:

• стабилизирует давление в водопроводе;
• защищает трубы с водой от гидроударов при пуске насосного оборудования;
• увеличивает продолжительность эксплуатации насоса, поскольку ограничивает запуск и отключение последнего;
• обеспечивает компенсацию утечек воды из водоснабжающей магистрали.

Таким образом, гидроаккумулятор – очень важная конструктивная составляющая автономного водопровода.

Как устроен агрегат

Стандартный гидробак состоит из трех элементов:

1. металлический корпус;
2. мембрана из резины;
3. снабженный клапаном фланец.

В устройстве гидробака ключевое значение имеет мембрана, и за состоянием этой мембраны нужно следить.

Какую мембрану купить для гидроаккумулятора?

В зависимости от целей эксплуатации такие мембраны бывают двух видов. Первые используют для отопительных систем, вторые – для водопроводных.

Изделия для гидробаков водоснабжения белые, выпускаются из натурального каучука, устойчивого к воздействию бактерий и отвечающего гигиеническим нормам.

Рабочая температура таких мембран для гидроаккумулятора насосной станции находится в диапазоне от 0 до 70 °C. Предельно допустимое для них давление составляет 7 bar.

• Изделия для гидроаккумуляторов отопления бывают черного цвета, выпускаются из специальной резины EPDM, стойкой к скачкам давления и высоким температурам в системах отопления.
• Рабочая температура мембран – в диапазоне от -10 до 99 °C.
• Максимально допустимое для них давление – 8 bar.

Сегодня на рынке насосов производители обычно предлагают мембраны для гидроаккумуляторов двух типов – баллонного и диафрагменного. Изделия второго типа плоские.

Баллонная мембрана

Эти изделия представляют собой емкости из резины объемом от 5 литров, похожие на медицинскую грелку или стандартную банку. Модели большего объема – мембраны гидроаккумулятора 24 л и более – по форме грушевидные.

Работает баллонная мембрана следующим образом:

1. вода с помощью насоса нагнетается в резиновый баллон;
2. при выключении насоса возникающее между стенками мембраны и корпусом гидроаккумулятора избыточное давление выталкивает воду в водопроводную магистраль.

Плоская мембрана

Изделие герметично крепится в корпусе гидроаккумулятора, деля последний на две части – «влажную» и воздушную.

В данном случае мембрана срабатывает таким образом:

1. когда включается насос. вода нагнетается в агрегат, и мембрана сжимается, создавая в воздушном отсеке давление;
2. когда давление в гидробаке достигает определенного уровня, реле отключает насосное оборудование, и скопившуюся жидкость мембрана выталкивает в водопровод;
3. когда давление достигает минимального значения, насос снова включается, и процесс циклически повторяется.

Благодаря использованию диафрагменной мембраны экономится электричество и энергоресурс насоса.

Подготовка

Замена мембраны гидроаккумулятора начинается, прежде всего, с покупки новой. Рекомендуется приобретать высококачественные изделия производства ведущих европейских брендов, а не более дешёвые китайские аналоги, которые даже при аккуратном пользовании аккумулирующего устройства крайне быстро выходят из строя.Затем следует подготовить расширительный бак:

• Перекрыть подачу воды;
• Стравить воздух;
• Слить остатки жидкости.

Если в ходе стравливания воздуха или слива воды из груши, ниппеля выделяется жидкость, значит замена мембраны гидроаккумулятора – крайне необходимая процедура, которая требует неотлагательного осуществления.

Что влияет на износ?

Мембрана – расходный элемент гидроаккумуляторов, который в процессе работы рвется или деформируется и требует постоянной и своевременной замены. Производители данной группы товаров дают гарантию до 5 лет на бесперебойную работу своего товара.

Скорость износа и разрыва детали зависит от нескольких факторов:

• перепады давления в системе;
• постоянное сжатие и выпрямление;
• непрерывный процесс трения;
• постоянные и резкие перепады температурного режима;
• повышенный уровень давления.

Признаки повреждения мембраны:

• изменения напора воды;
• хаотичное движение стрелки на приборе измерения давления.

Расширительные баки с резиновой грушей

Замену груши в гидроаккумуляторе на 20, 24, 50, 80 и 100 литров делают одинаково.

Гидроаккумуляторы являются накопителями энергии. Подобно аккумуляторным батареям в электрических системах, они накапливают и разряжают энергию в виде жидкости под давлением.

Сам аккумулятор — сосуд высокого давления, который содержит гидравлическую жидкость и сжимаемый газ, обычно азот. Корпус или оболочку делают из стали и алюминия, титана и композитных материалов с армированными волокнами. Подвижный резиновый пузырь внутри корпуса отделяет воду от газа.

В этих гидропневматических установках жидкости слегка сжимают под давлением. Но газы сжимают в меньшие объемы под высоким давлением, и инженеры используют это свойство в конструкции расширительных баков для водопровода. Потенциальная энергия накапливается в сжатом газе и высвобождается по требованию, чтобы вытеснить жидкость из аккумулятора и направить её в систему водоснабжения дома.

Гидравлический насос повышает давление в системе, и заставляет жидкость поступать в аккумулятор. Груша для расширительного бака надувается и сжимает объём газа, а аккумулятор накапливает энергию.

Закачка воды прекращается, когда давление в системе и газ уравновешены. Когда вода вытекает из крана или душа, давление в гидравлической системе падает, и аккумулятор выпускает накопленную жидкость под давлением в контур. И цикл зарядки начинается снова.

Бурильщики рекомендуют аккумуляторы с резиновой мембраной как лучшие расширительные баки. Их делают стандартных размеров (24, 50, 80, 100 литров). В зависимости от конструкции, заменить грушу в гидроаккумуляторе в случае отказа или повреждения бака можно самостоятельно.

Замена мембраны расширительного бака отопления. Замена мембраны в расширительном бачке

Замена мембраны в расширительном бачке – технически не сложный процесс, который не требует специальных навыков или знаний. Он требуется в следующих случаях:

• Сбои в работе насосной установки;
• Течь за воздушным клапаном;
• Прерывистые струи из крана водоснабжения;
• Протекание ниппеля бака;
• Неестественно низкий уровень давления в системе.

Как заменить мембрану в расширительном бачке своими руками:

подготовка

замена мембраны в расширительном бачке начинается, прежде всего, с покупки новой. рекомендуется приобретать высококачественные изделия производства ведущих европейских брендов, а не более дешёвые китайские аналоги, которые даже при аккуратном пользовании аккумулирующего устройства крайне быстро выходят из строя.Затем следует подготовить расширительный бак:

• Перекрыть подачу воды;
• Стравить воздух;
• Слить остатки жидкости.

Основные причины износа

Факторы, негативно влияющие на состояние мембраны:

• непрерывное сжатие и растяжение;
• перепады давления и температуры и увеличение этих показателей свыше нормативов;
• трение диафрагмы о стенки корпуса аппарата.

Условия эксплуатации в водоснабжающих системах и сетях отопления такие, что избежать негативного воздействия попросту не удается. Производители дают пятилетнюю гарантию на работу дифрагм. Но на деле заменять их приходится чаще. При постоянном использовании гидробака груша обычно служит не более трех лет, а в жестких условиях – около года. Чтобы вовремя обнаружить проблему, рекомендовано производить профилактическое обследование этого узла каждые полгода.