Hydroakumulátor pro zásobování vodou – konstrukce, princip činnosti, vstřikování vzduchu

Tlak v centralizovaných vodovodních systémech je udržován centrální jednotkou, například vodárenskou věží. V důsledku toho, jakmile otevřeme kohoutek, voda z něj vytéká pod tlakem. Ale v autonomních vodovodních systémech soukromých domů je pro realizaci principu „otevřete kohoutek – voda teče“ nejracionálnější použít hydraulický akumulátor.

Možnosti, kdy se čerpadlo zapne při každém otevření kohoutku nebo kdy je otevřená akumulační nádrž instalována vysoko (mini-vodárenská věž), jsou nepřijatelné a níže se podíváme proč.

Co dělá hydraulický akumulátor?

Hydraulický akumulátor ukládá rezervu vody pod tlakem, neustále udržuje nastavený tlak (obvykle v rozmezí 0,7 – 3,0 atm) ve vodovodní síti a zajišťuje dodávku vody z kohoutku pod tlakem, jakmile je kohoutek otevřen.

S postupnou spotřebou vody klesá tlak v hydraulickém akumulátoru na prahovou hodnotu, při které se čerpadlo zapne a naplní akumulátor na maximální tlak (hodnota vypnutí čerpadla).

• Měření tlaku a aktivace čerpadla se provádí tlakovým relé, které vždy pracuje v tandemu s hydraulickým akumulátorem a je připojeno k hydraulické síti na stejném odpalovacím bodě jako hydraulický akumulátor.

Obvykle množství vody, které může hydraulický akumulátor dodat, není velké a je 5 – 30 litrů, v závislosti na objemu zařízení. Proto je bez zapnutí čerpadla přívod vody v síti malý a pro domy, kde se často vypínají elektřina, se volí nejobjemnější zařízení.

Jak funguje hydraulický akumulátor

Hydraulický akumulátor je nádoba z nerezové oceli obsahující baňku vyrobenou z potravinářské pryže (schválené pro kontakt s potravinami).

Voda pod tlakem ze systému vstupuje do této baňky přes armaturu, když je čerpadlo zapnuto, a stlačuje vzduch v druhé části nádrže. Poté, když se otevře kohoutek, je voda vlivem stlačeného vzduchu vytlačena zpět do systému.

Hydraulický akumulátor je vybaven vsuvkou pro předběžné vstřikování vzduchu pomocí běžného čerpadla (automobilové, kompresorové atd.). Předběžný tlak se obvykle vytváří o 0,2 atm nižší než je spodní nastavení tlakového relé, aby se čerpadlo zapnulo.

Který hydraulický akumulátor si vybrat

V prodeji najdete hydraulické akumulátory pro vodovodní systémy a podobná zařízení nazývaná expanzní nádrže pro vytápění.

• Pro zásobování vodou jsou zařízení obvykle natřena modře a pro vytápění červeně a jsou dodávána s technickou (ne potravinářskou) tepelně odolnou gumou.

Pravidlo s barvením se však nemusí nutně dodržovat. Proto je vhodné si přečíst průvodní dokumentaci a přesně zjistit, zda je kupovaný hydraulický akumulátor schválen pro kontakt s pitnou vodou.

• Otevřená akumulační nádrž nezaručí kvalitu pitné vody a nevytvoří potřebný tlak, i když je v běžném domě umístěna na půdě. Čerpací jednotka bez hydraulického akumulátoru se bude zapínat příliš často, s velkým opotřebením bude tlak v systému extrémně nestabilní s vodními kladivy.

Velikost, kapacita hydraulického akumulátoru

Cena hydraulického akumulátoru je přímo úměrná jeho velikosti (kapacitě). Nedoporučuje se však příliš šetřit. Malý hydraulický akumulátor donutí čerpadlo zapínat se několikrát častěji, tlak v síti s ním bude nestabilní a v případě nedostatku energie na čerpadle bude dodávka vody minimální.

Existují obecná doporučení: pro tři současně pracující spotřebitele (typické podmínky bytového domu) je nutné instalovat hydraulický akumulátor s celkovou kapacitou nejméně 25 litrů.

• Obvyklá volba je v rozmezí 20–45 litrů. Pokud je postaráno o zásobu pitné vody a životnost motoru čerpadla, pak 40–100 litrů.

Je však nutné si uvědomit, že skutečná zásoba vody bude menší než polovina deklarovaného celkového objemu zařízení. Záleží také na objemu stlačeného vzduchu, jeho předběžném tlaku a tlacích zapínání a vypínání čerpadla.

Čerpání vzduchu do hydraulického akumulátoru – při jakém tlaku by měl fungovat

Tlak v systému je určen nastavením v relé – při jakém tlaku se čerpadlo zapne a vypne. Typická nastavení jsou 1,3 atm zapnuto a 2,8 atm vypnuto. Čím větší je hranice mezi nimi, tím více vody se do hydraulického akumulátoru smíchá, ale zároveň se zvyšuje i opotřebení gumy, která je drahým vyměnitelným prvkem zařízení.

Aby hydraulický akumulátor správně fungoval, musí nejprve vytvořit zvýšený tlak vzduchu, který bude stlačen vodou, a po vypnutí čerpadla po otevření kohoutku vtlačit vodu zpět do systému.

Vzduch je do hydraulického akumulátoru čerpán při nulovém tlaku v systému (čerpadlo je vypnuté, kohouty jsou otevřené). Vzduch je čerpán na hodnotu o 10 – 20 % nižší, než je tlak při zapnutí čerpadla (v průměru o 0,2 baru méně). Například při nastavení spodní hodnoty na 1,3 atm se předběžné čerpání vzduchu provádí na 1,0 – 1,1 atm.

Po načerpání vzduchu se kohoutky uzavřou a čerpadlo se zapne – hydraulický akumulátor se naplní vodou, dokud tlak nedosáhne 2,8 atm, dle nastavení na relé. Předběžné načerpání vzduchu se zadaným tlakem umožňuje maximální naplnění zařízení vodou. Pokud je tlak nízký nebo vysoký, bude v zařízení méně vody. Postupem času se množství vzduchu v zařízení sníží, takže bude nutné jej pravidelně doplňovat dle výše uvedených zásad, aby byl zajištěn optimální provoz celého systému.