Accumulatori idraulici per l'approvvigionamento idrico: principio di funzionamento, tipologie, come scegliere quello giusto
Un moderno approvvigionamento idrico autonomo deve essere dotato di un contenitore per immagazzinare una certa quantità di acqua.Naturalmente, la versione più semplice di un dispositivo del genere è un serbatoio di plastica o metallo installato da qualche parte in soffitta.
Tuttavia, gli accumulatori idraulici per l'approvvigionamento idrico stanno sostituendo con sicurezza i tradizionali serbatoi di stoccaggio, poiché sono più convenienti e hanno un effetto migliore sulle condizioni del sistema.
L'articolo da noi proposto descrive nel dettaglio le tipologie di accumulatori idraulici e fornisce le regole per la scelta. Abbiamo spiegato in dettaglio come viene installata e regolata l'apparecchiatura. Le raccomandazioni che forniamo garantiranno un funzionamento senza problemi del dispositivo e ne prolungheranno la durata.
Il contenuto dell'articolo:
Principio di funzionamento di un tipico serbatoio idraulico
Un accumulatore idraulico, noto anche come serbatoio idraulico, noto anche come accumulatore o serbatoio a pressione, sono nomi diversi per lo stesso dispositivo.
All'esterno è in realtà un serbatoio di metallo, all'interno il contenitore è diviso in due parti da una speciale guarnizione in gomma, a volte chiamata membrana.
La guarnizione è fissata saldamente al collo del serbatoio, dove è presente il foro per l'ingresso dell'acqua. C'è un altro foro sul lato opposto del contenitore, è destinato all'aria.
Qui è installato un capezzolo normale. Perché viene fatto tutto questo? La membrana divide il serbatoio idraulico in due scomparti. Da un lato di questa guarnizione c'è l'acqua e dall'altro c'è l'aria sotto una certa pressione.
Per misurare la pressione nell'accumulatore viene utilizzato un manometro. Alcuni modelli sono inoltre dotati di un filtro per impedire l'ingresso di sporco. Il materiale della membrana è una gomma speciale. Non è solo elastico, ma anche sicuro per la salute umana.
Quando si collega il serbatoio idraulico a sistema idraulico l'acqua proveniente da un tale dispositivo ha una pressione stabile, che migliora la qualità dell'acqua del rubinetto e fornisce le condizioni necessarie per il funzionamento degli elettrodomestici.
Ad esempio, per il normale funzionamento di lavatrici automatiche, dispositivi di idromassaggio e altre apparecchiature simili, sono richiesti determinati indicatori pressione nella rete idrica. Quasi sempre gli accumulatori idraulici sono dotati di uno speciale dispositivo di regolazione: un pressostato.
Questo dispositivo può essere configurato in modo da aprire e chiudere il flusso d'acqua nel serbatoio idraulico in base alla pressione dell'aria. Funziona così: quando l'acqua viene aspirata dal dispositivo, la pressione nella sua camera d'aria diminuisce.
Quando raggiunge il segno minimo, il pressostato si accende automaticamente attrezzature di pompaggioper reintegrare il volume dell'acqua. Di conseguenza, la pressione nel serbatoio idraulico aumenta nuovamente. Quando viene raggiunto il valore massimo di pressione impostato, il relè interrompe il flusso di acqua all'accumulatore.
Questo sistema consente di ridurre significativamente il numero di avviamenti/arresti della pompa, allungando la vita utile dell'apparecchiatura.Se la pompa fosse collegata direttamente alla rete idrica domestica, il numero di cicli di accensione e spegnimento sarebbe notevolmente più elevato.
La presenza di un tale serbatoio nel sistema di approvvigionamento idrico garantisce la stabilità del suo funzionamento, nonché la protezione da possibili colpi d'ariete.
Inoltre all'interno dell'accumulatore c'è sempre una certa riserva d'acqua, che può essere molto utile, ad esempio, in caso di guasto della pompa. Comprendere i principi di funzionamento di un accumulatore idraulico consente di selezionare un dispositivo adatto e garantirne la corretta installazione e manutenzione.
Tipi di serbatoi dell'accumulatore idraulico
Gli accumulatori idraulici si differenziano per il tipo di installazione: sono orizzontali e verticali. Gli accumulatori idraulici verticali sono buoni perché è più facile trovare un luogo adatto per la loro installazione.
Sia la versione verticale che quella orizzontale sono dotate di nipplo. Insieme all'acqua entra nel dispositivo anche una certa quantità di aria. Si accumula gradualmente all'interno e “mangia” parte del volume del serbatoio idraulico. Affinché il dispositivo funzioni correttamente, è necessario scaricare di tanto in tanto quest'aria attraverso questo stesso capezzolo.
Gli accumulatori idraulici installati verticalmente dispongono di un nipplo progettato appositamente per questi scopi. Basta premerlo e attendere che l'aria lasci il dispositivo. Con i serbatoi orizzontali tutto è un po’ più complicato. Oltre al capezzolo per lo spurgo dell'aria dal contenitore, è installata una valvola di intercettazione e uno scarico nella rete fognaria.
Tutto questo vale per i modelli in grado di accumulare un volume di liquido superiore a 50 litri. Se la capacità del modello è inferiore, non sono disponibili dispositivi speciali per rimuovere l'aria dalla cavità della membrana, indipendentemente dal tipo di installazione.
Ma l'aria deve ancora essere rimossa da loro. Per fare ciò, l'acqua viene periodicamente scaricata dall'accumulatore e quindi il contenitore viene riempito d'acqua.
Prima di iniziare la procedura, interrompere l'alimentazione al pressostato e alla pompa, o all'intera stazione di pompaggio, se il serbatoio idraulico fa parte di tale dispositivo. Dopodiché, devi solo aprire il rubinetto più vicino.
L'acqua viene scaricata fino allo svuotamento del contenitore. Successivamente, il rubinetto viene chiuso, il pressostato e la pompa vengono alimentati e l'acqua riempie automaticamente la capacità dell'accumulatore.
In genere, i serbatoi destinati ai sistemi di ingegneria autonoma differiscono nel colore: blu e rosso. Questa è una classificazione estremamente semplice: se il serbatoio idraulico è blu, è destinato ai sistemi di approvvigionamento di acqua fredda e, se è rosso, è destinato all'installazione in un circuito di riscaldamento.
Se il produttore non ha contrassegnato i suoi prodotti con uno di questi colori, lo scopo del dispositivo dovrebbe essere chiarito nella scheda tecnica del prodotto. Queste due tipologie di accumulatori differiscono, oltre che per il colore, soprattutto per le caratteristiche del materiale utilizzato nella realizzazione della membrana.
In entrambi i casi si tratta di gomma di alta qualità destinata al contatto con gli alimenti. Ma i contenitori blu contengono membrane progettate per il contatto con l'acqua fredda e quelli rossi con l'acqua calda.
I dispositivi blu possono sopportare una pressione maggiore rispetto ai contenitori rossi. Si sconsiglia l'utilizzo di accumulatori idraulici destinati ad impianti di acqua calda per acqua fredda e viceversa. Condizioni operative improprie porteranno ad una rapida usura della membrana e il serbatoio idraulico dovrà essere riparato o addirittura completamente sostituito.
Come scegliere un serbatoio idraulico adatto?
Uno degli indicatori più importanti nella scelta di un accumulatore idraulico è la quantità di acqua che può contenere. Per fare ciò, puoi utilizzare la seguente formula:
E da questa tabella si può ricavare il valore del fattore correttivo in funzione della potenza della pompa:
Per le esigenze domestiche è solitamente sufficiente un apparecchio con una capacità di circa 25-50 litri. Naturalmente il valore calcolato raramente coincide con i volumi effettivi dei tipici modelli di accumulatori idraulici.
In questo caso, prendi semplicemente un serbatoio con un volume leggermente più grande.Ad esempio, se la formula calcola il valore di 32,5 litri, puoi tranquillamente acquistare un serbatoio con una capacità di 35 litri.
Va ricordato che le dimensioni esterne del serbatoio e il volume d'acqua che può contenere sono numeri diversi. Solitamente l'acqua assorbe circa un terzo del totale volume dell'accumulatore. Dalla formula diventa chiaro che quanto più potente è la pompa per l'approvvigionamento idrico autonomo in casa, tanto più capiente è il serbatoio idraulico da acquistare.
Le frequenti interruzioni di corrente nella zona in cui si trova la casa sono un buon motivo per scegliere un acquario più grande. In questo modo la famiglia avrà a disposizione una piccola riserva d'acqua.
Tuttavia, non dovresti essere zelante e scegliere un accumulatore idraulico troppo grande. In un tale dispositivo, l'acqua verrà sostituita troppo lentamente e ciò porterà a un deterioramento della sua qualità.
Ecco perché i calcoli tengono conto del volume massimo di acqua che passa attraverso il sistema di approvvigionamento idrico. Un altro punto importante riguarda i modelli di fabbricazione estera. Tali dispositivi non possono sempre essere facilmente collegati ai sistemi di approvvigionamento idrico in Russia o nei paesi vicini.
Installazione e regolazione
L'installazione di un accumulatore idraulico è soggetta a requisiti più severi rispetto all'installazione di un serbatoio di stoccaggio convenzionale. Il fatto è che il serbatoio di accumulo installato in soffitta è statico, ma il serbatoio idraulico è in movimento dinamico: l'acqua entra e viene prelevata dal serbatoio, la membrana si allunga e si contrae, ecc.
Per evitare che le vibrazioni vengano trasmesse al sistema di approvvigionamento idrico e agli oggetti circostanti, l'accumulatore idraulico è installato su una base piana e solida, utilizzando cuscinetti in gomma ammortizzanti.
Il luogo in cui è installato il serbatoio idraulico deve essere sufficientemente spazioso e accessibile. Tali dispositivi richiedono regolazioni, test e manutenzione periodici.
Prima dell'installazione, è necessario scoprire quale pressione dovrebbe essere nell'accumulatore vuoto. Il valore nominale di questo indicatore è solitamente 1,5 bar. Questa è la pressione impostata dal produttore. Tuttavia, con il passare del tempo, parte dell'aria potrebbe fuoriuscire dal contenitore.
Pertanto, è necessario misurare la pressione utilizzando un manometro, quindi pompare l'aria o spurgarla se la pressione è eccessiva. Inoltre non sarebbe male chiarire il valore della normale pressione dell’aria in un serbatoio idraulico vuoto utilizzando la scheda tecnica del prodotto. Poiché la bobina ha dimensioni standard, quasi tutti i manometri sono adatti per le misurazioni.
Se per qualche motivo l'accumulatore idraulico non è dotato di un dispositivo di misurazione, puoi prendere un manometro per auto. La cosa principale è che sia utile e sufficientemente preciso. È necessaria una scala con graduazioni pari o inferiori a 0,5 bar. Per tali misurazioni possono essere utilizzati anche dispositivi elettronici.
A tubi dell'acqua la connessione viene effettuata utilizzando adattatori flessibili. Va ricordato che il diametro degli adattatori deve corrispondere alla dimensione dei tubi di alimentazione dell'acqua, il restringimento è inaccettabile. Prima di riempire il serbatoio con acqua, tutta l'aria deve essere rimossa dalla membrana.
La prima volta, l'acqua viene pompata all'interno il più lentamente possibile, in un flusso sottile a bassa pressione. Ciò è necessario per non danneggiare la membrana, che potrebbe essersi incrostata o leggermente deformata durante lo stoccaggio in magazzino.
Tali sfumature possono sembrare piccole, ma possono influenzare in modo significativo le condizioni del serbatoio idraulico. Un punto importante è anche l'impostazione della pressione nel contenitore.
Dopo che l'accumulatore è stato riempito d'acqua, è necessario misurare nuovamente la pressione dell'aria. Minore è l'aria nel serbatoio idraulico, minore è la sua pressione, maggiore è il volume d'acqua che può essere pompato al suo interno.Ma minore è l'aria, minore è la pressione operativa dell'acqua all'uscita dell'accumulatore.
È consentito ridurre la pressione dell'aria nel dispositivo al livello di 1 bar se è necessario creare un volume d'acqua aggiuntivo per lo stoccaggio. Tuttavia, ciò ridurrà la pressione dell’acqua nel sistema. Il proprietario del dispositivo dovrà scegliere tra una buona pressione e la capacità di pompare un grande volume d'acqua nel serbatoio.
In ogni caso la pressione minima dell'aria deve essere di 1 bar. Se non c'è abbastanza aria nel serbatoio, l'inserto a membrana riempito d'acqua si allungherà e potrebbe toccare le pareti metalliche del serbatoio idraulico. Tale contatto è inaccettabile, poiché sotto la sua influenza la gomma inizierà a deteriorarsi, l'accumulatore si romperà e la membrana dovrà essere sostituita.
Dopo che il serbatoio idraulico è stato riempito, configurato e collegato al sistema di approvvigionamento idrico, è possibile configurare il pressostato.Di solito viene fornito con istruzioni che descrivono in dettaglio la procedura.
Sotto il coperchio dell'alloggiamento dell'apparecchio si trovano due molle di regolazione. Una grande molla, denominata P, consente di impostare la pressione minima alla quale il relè accende la pompa e inizia a pompare acqua nell'accumulatore.
Utilizzando una piccola molla, denominata P, viene impostata la differenza tra la pressione superiore e quella inferiore, ovvero pressione di interruzione e di attivazione. Quando l'acqua viene prelevata dal serbatoio idraulico, la pressione cambia.
Quando raggiunge il segno inferiore, i contatti del relè si chiuderanno e la pompa si accenderà. Quando si imposta il pressostato, sarà necessario riempire l'accumulatore un paio di volte e poi svuotarlo.
Solitamente la differenza tra la pressione di accensione e quella di spegnimento è di circa due bar. La scheda tecnica del serbatoio idraulico indica la pressione massima per la quale è progettato il dispositivo, ma non ha senso cercare di pomparlo fino alla capacità.
Quando si opera a livelli estremi, gli elementi del dispositivo si consumano più velocemente. In corso impostazioni del pressostato Dovrebbe essere preso in considerazione un punto importante: la differenza tra la pressione di chiusura e la pressione dell'aria nell'accumulatore dovrebbe essere di circa il 10%.
Consigli per l'uso
Dopo accumulatore idraulico installato, deve essere adeguatamente mantenuto. Circa una volta al mese è necessario controllare le impostazioni del pressostato e regolarle se necessario. Inoltre, è necessario verificare le condizioni dell'alloggiamento, l'integrità della membrana e la tenuta delle connessioni.
Il guasto più comune nei serbatoi idraulici è la rottura del diaframma. Cicli costanti di tensione e compressione alla fine portano a danneggiare questo elemento.Cambiamenti improvvisi nelle letture del manometro di solito indicano che la membrana si è rotta e l'acqua sta entrando nel compartimento "aria" dell'accumulatore.
Per assicurarti che ci sia un guasto, devi solo spurgare tutta l'aria dal dispositivo. Se l'acqua esce dal capezzolo, la membrana deve essere sicuramente sostituita.
Fortunatamente, queste riparazioni sono relativamente facili da eseguire. Per fare questo è necessario:
- Scollegare il serbatoio idraulico dalla rete idrica e dall'alimentazione elettrica.
- Svitare i bulloni che fissano il collo del dispositivo.
- Rimuovere la membrana danneggiata.
- Installare una nuova membrana.
- Rimontare il dispositivo in ordine inverso.
- Installare e collegare il serbatoio idraulico.
Al termine della riparazione, le impostazioni della pressione nel serbatoio e nel pressostato devono essere controllate e regolate. I bulloni di collegamento devono essere serrati in modo uniforme per evitare che la nuova membrana si deformi e che il suo bordo scivoli all'interno dell'alloggiamento del serbatoio idraulico.
Per fare ciò, installare i bulloni nelle prese, quindi alternativamente eseguire letteralmente un paio di giri del primo bullone, passare a quello successivo, ecc. Quindi la membrana verrà premuta contro il corpo in modo uniforme lungo tutta la circonferenza. Un errore comune commesso dai principianti nella riparazione di un accumulatore idraulico è l'uso errato di agenti sigillanti.
Non è necessario trattare il sito di installazione della membrana con sigillanti, anzi la presenza di tali sostanze può danneggiarlo. La nuova membrana deve essere esattamente uguale alla vecchia sia in volume che in configurazione.È meglio smontare prima l'accumulatore idraulico e poi, armato di una membrana danneggiata come campione, andare al negozio per un nuovo elemento.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Questo video descrive in dettaglio il principio di funzionamento di un accumulatore idraulico:
Per calcolare il volume di un accumulatore idraulico, è possibile utilizzare programmi di calcolo speciali. Una di queste opzioni è presentata nel seguente video:
La sostituzione della membrana del serbatoio idraulico non è un processo molto complicato. Se ne parla approfonditamente in questo video:
L'accumulatore idraulico è una parte importante di un moderno sistema di approvvigionamento idrico autonomo. Naturalmente questo dispositivo è più complesso e più costoso di un serbatoio di stoccaggio convenzionale.
Ma tutti i costi vengono completamente recuperati, poiché con un serbatoio idraulico la qualità dell'acqua del rubinetto è migliore e la durata operativa delle apparecchiature di pompaggio aumenta in modo significativo. Infine, è semplicemente conveniente, perché l'approvvigionamento idrico ha sempre una pressione dell'acqua stabile, di cui si occupa un'automazione affidabile.
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Mia madre vive nel villaggio. L'acqua viene fornita alla casa, ma la pressione è molto bassa. Se in inverno è ancora meno, in estate, quando tutto è annaffiato, l'acqua smette di “correre” completamente. Le ho comprato una stazione di pompaggio. Uno dei componenti della stazione di pompaggio è un accumulatore idraulico. La pressione si è normalizzata. Dopodiché l'acqua c'era sempre, con una buona pressione, anche quando i vicini non ne avevano affatto. Dopo un anno di utilizzo la membrana si è rotta. Allora non sapevo cosa fosse.Di conseguenza, ho smontato il serbatoio idraulico, ho tolto la membrana, ho comprato esattamente la stessa in un negozio per pochi centesimi e l'ho rimessa a posto, come scritto qui.
Una mattina molto gelida, la membrana del mio serbatoio ha deciso di non resistere alla pressione dell'aria ed è scoppiata di colpo, spaventando tutti i membri della famiglia. Non riesco a immaginare il motivo per cui sia successo, attribuisco la colpa alla scarsa qualità della gomma stessa. Per fortuna, il serbatoio è grande, 75 litri, e non è economico. Ovviamente non è stato possibile riparare quello vecchio, poiché il serbatoio era rotto, apparentemente a causa del colpo d'ariete, quindi ho dovuto comprarne uno nuovo. In generale, avevo paura per la qualità, quindi ho scelto quello più costoso. È passato un mese e finora nessun incidente.