Инженерные калькуляторы отопление · водоснабжение

Гидроаккумулятор

Методика: закон Бойля для газа в мембранном баке — прямая физика. Ограничение числа включений насоса в час — требование производителей насосного оборудования, обусловленное ресурсом пускового оборудования и двигателя; нормативом эта величина не установлена.

Насос и режим

Требуемый объём бака
— л
Ближайший стандартный типоразмер: — л
Полезный объём — сколько воды отдаёт бак за цикл— л
Доля полезного объёма от полного—
Перепад давления в цикле— бар
Время работы насоса в цикле при максимальном разборе— с
Для выбранного бака — полезный объём— л
Для выбранного бака — включений в час—

Стандартные типоразмеры при этих давлениях

О расчёте

Как считается

Зачем нужен бак. Без него насос включался бы при каждом открытии крана и выключался сразу же. Бак накапливает воду под давлением сжатого газа и отдаёт её между включениями, растягивая цикл.

Полезный объём определяется допустимым числом включений. Цикл делится на работу насоса и разбор из бака; наихудший случай — когда потребление равно половине подачи, тогда обе фазы равны:

V_полезный = Q · 1000 / (4 · n) л Q — подача насоса, м³/ч n — допустимое число включений в час

Объём бака — из закона Бойля: газ в баке сжимается от давления зарядки до давления отключения, вытесняемый объём и есть полезный:

V_бака = V_полезный · (P_вкл + 1)(P_откл + 1) ────────────────────────── (P₀ + 1)(P_откл − P_вкл) Все давления — избыточные, в барах; единица — переход к абсолютному давлению

Давление зарядки принимают немного ниже давления включения, обычно на 0,1–0,2 бар. Если зарядить выше — бак опустеет раньше, чем реле включит насос, и в кране пропадёт вода на несколько секунд. Если сильно ниже — мембрана не расправится полностью, и полезный объём уменьшится.

Допущения
  • Процесс сжатия газа считается изотермическим. При быстрых циклах он ближе к адиабатическому, и фактический полезный объём чуть меньше.
  • Подача насоса принята постоянной. У центробежного насоса она падает с ростом давления, поэтому в конце цикла закачки насос подаёт меньше, чем в начале.
  • Худший режим — потребление, равное половине подачи. При других расходах цикл длиннее, и включений меньше расчётного.
  • Не учитывается объём воды в трубопроводах и в скважине: он немного увеличивает фактический полезный объём.
  • Для системы с частотным регулированием этот расчёт не нужен: там насос не выключается, и бак ставят маленький, только для сглаживания.
Где может ошибаться
  • Полезный объём — малая часть полного. При давлениях 2,0/3,5 бар и зарядке 1,8 бак отдаёт лишь около четверти своего объёма. Купить «сотку» и рассчитывать на сто литров запаса — типичное разочарование.
  • Узкий перепад давления убивает бак. Разница между включением и отключением в 0,5 бар вместо 1,5 сокращает полезный объём втрое, и насос начинает включаться втрое чаще. Расширить перепад почти всегда дешевле, чем купить бак побольше.
  • Давление зарядки проверяют раз в год. Воздух постепенно уходит через мембрану, и бак незаметно превращается в кусок трубы: насос начинает щёлкать каждые несколько секунд. Проверяется автомобильным манометром на пустой системе.
  • Реле давления не бесконечно точное. Реальный гистерезис отличается от выставленного на 0,1–0,3 бар, и при узком перепаде это заметная доля.
  • Бак не создаёт напор. Он только сглаживает включения. Если давления не хватает на верхнем этаже, менять надо насос, а не бак.