Accumulatori idraulici per approvvigionamento idrico: principio di funzionamento, tipi, come scegliere correttamente

Un moderno acquedotto autonomo deve essere obbligatoriamente dotato di un serbatoio per immagazzinare una certa quantità d'acqua. Certo, la versione più semplice di un tale dispositivo – 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 serbatoi tradizionali, poiché sono più comodi e migliorano lo stato del sistema.

Nell'articolo che proponiamo sono descritti in dettaglio i tipi di accumulatori idraulici e sono fornite le regole per la scelta. Abbiamo descritto dettagliatamente come si effettua l'installazione dell'apparecchiatura e la sua regolazione. I nostri consigli garantiranno un funzionamento senza problemi del dispositivo e ne prolungheranno la durata.

Principio di funzionamento di un tipico serbatoio idraulico

L'accumulatore idraulico, detto anche serbatoio idraulico, serbatoio di accumulo o serbatoio a pressione – sono diversi nomi per lo stesso dispositivo.

Esternamente è effettivamente un serbatoio metallico, ma all'interno il contenitore è diviso in due parti da una speciale guarnizione di gomma, a volte chiamata membrana.

La guarnizione è saldamente fissata al collo del serbatoio, dove si trova l'apertura per l'ingresso dell'acqua. Sul lato opposto del contenitore c'è un'altra apertura, destinata all'aria.

Qui è installato un normale nipplo. Perché tutto questo? La membrana divide il serbatoio idraulico in due scomparti. Da un lato di questa guarnizione si trova l'acqua, e dall'altro – aria sotto una certa pressione.

Per misurare la pressione nell'accumulatore idraulico si utilizza un manometro. Alcuni modelli sono inoltre dotati di un filtro per impedire l'ingresso di impurità. Il materiale della membrana – gomma speciale. È non solo elastico, ma anche sicuro per la salute umana.

L'accumulatore idraulico è diviso in due parti da una membrana. Da un lato di questo inserto si trova l'acqua, e dall'altro – aria in pressione, che consente di creare una pressione nel sistema di approvvigionamento idrico.

Quando si collega il serbatoio idraulico all'impianto idrico, l'acqua proveniente da tale dispositivo scorre con una pressione stabile, consentendo di migliorare la qualità dell'acqua di rubinetto e di garantire le condizioni necessarie per il funzionamento degli elettrodomestici.

La membrana del serbatoio idraulico contiene una certa quantità di acqua, che cambia costantemente, quindi la membrana si allunga o si contrae continuamente. All'aumentare del volume dell'acqua, il gas si comprime e la pressione aumenta. Il relè che registra i limiti di pressione invia comandi alla pompa per l'accensione/spegnimento.

Ad esempio, per il normale funzionamento di lavatrici automatiche, dispositivi idromassaggio e altri apparecchi simili, sono necessari determinati valori di pressione nell'impianto idrico. Quasi sempre gli accumulatori idraulici sono dotati di un dispositivo di regolazione speciale – il pressostato.

Questo dispositivo può essere regolato in modo da accendere e spegnere l'afflusso d'acqua nel serbatoio idraulico in base alla pressione dell'aria. Funziona così: man mano che l'acqua viene prelevata dal dispositivo, la pressione nella sua camera d'aria diminuisce.

Quando raggiunge il valore minimo, il pressostato attiva automaticamente la pompa per reintegrare il volume d'acqua. Di conseguenza, la pressione nel serbatoio idraulico aumenta nuovamente. Quando viene raggiunto il valore massimo impostato, il pressostato interrompe l'afflusso d'acqua nell'accumulatore idraulico.

Questo schema permette di farsi un'idea del posto che occupa l'accumulatore idraulico nel sistema di approvvigionamento idrico autonomo di una casa privata.

Un tale sistema consente di ridurre notevolmente il numero di accensioni/spegnimenti della pompa, e questo prolunga la durata di funzionamento dell'apparecchiatura. Se la pompa fosse collegata direttamente all'impianto idrico domestico, il numero di cicli di accensione e spegnimento sarebbe notevolmente superiore.

La presenza di un tale serbatoio nel sistema idrico garantisce la stabilità del suo funzionamento, nonché la protezione da possibili colpi d'ariete.

Inoltre, all'interno dell'accumulatore idraulico è sempre presente una certa riserva d'acqua, che potrebbe rivelarsi molto utile, ad esempio, in caso di guasto della pompa. Comprendere i principi di funzionamento dell'accumulatore idraulico consente di scegliere il dispositivo appropriato, garantirne il corretto montaggio e la manutenzione.

Tipi di serbatoi accumulatori idraulici

Gli accumulatori idraulici si differenziano per tipo di installazione: possono essere orizzontali e verticali. Gli accumulatori idraulici verticali sono vantaggiosi perché è più facile trovare uno spazio adatto per la loro installazione.

Sia la varietà verticale che quella orizzontale sono dotate di un nipplo. Insieme all'acqua, una certa quantità d'aria entra nel dispositivo. Quest'aria si accumula gradualmente all'interno e 'mangia' una parte del volume del serbatoio idraulico. Affinché il dispositivo funzioni correttamente, è necessario sfiatare quest'aria di tanto in tanto attraverso appunto questo nipplo.

In base al tipo di installazione si distinguono accumulatori idraulici verticali e orizzontali. Hanno alcune differenze nel processo di manutenzione, ma la scelta è influenzata in gran parte dalle dimensioni dello spazio di installazione.

Negli accumulatori idraulici installati verticalmente è previsto un nipplo appositamente progettato per questo scopo. Basta premere su di esso e attendere che l'aria abbandoni il dispositivo. Con i serbatoi orizzontali è un po' più complicato. Oltre al nipplo per lo sfiato dell'aria dal serbatoio, vengono installati un rubinetto di intercettazione e uno scarico verso la 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 presenti dispositivi speciali per rimuovere l'aria dalla cavità della membrana, indipendentemente dal tipo di installazione.

Ma è comunque necessario rimuovere l'aria da essi. Per fare ciò, si scarica periodicamente l'acqua dall'accumulatore idraulico e poi si riempie nuovamente il serbatoio con acqua.

Prima di iniziare la procedura, è necessario scollegare l'alimentazione elettrica del pressostato e della pompa, o dell'intera stazione di pompaggio, se il serbatoio idraulico fa parte di tale dispositivo. Successivamente, è sufficiente aprire il rubinetto più vicino.

L'acqua viene scaricata fino a quando il serbatoio non è vuoto. Quindi si chiude il rubinetto, si riattiva l'alimentazione elettrica del pressostato e della pompa, e l'acqua riempirà automaticamente il serbatoio dell'accumulatore idraulico.

Gli accumulatori idraulici con corpo di colore blu vengono utilizzati per l'acqua fredda, mentre quelli rossi – per gli impianti di riscaldamento. Non dovrebbe utilizzare questi dispositivi in altre condizioni, poiché differiscono non solo per il colore, ma anche per il materiale della membrana e per la capacità di sopportare un determinato livello di pressione.

I serbatoi solitamente destinati agli impianti tecnici autonomi si distinguono per colore: blu e rosso. Si tratta di una classificazione estremamente semplice: se il serbatoio idraulico è blu, significa che è destinato ai sistemi di approvvigionamento di acqua fredda, mentre se è rosso – per l'installazione nel circuito di riscaldamento.

Se invece il produttore non ha contrassegnato il suo prodotto con uno di questi colori, allora la destinazione d'uso del dispositivo dovrebbe essere verificata nel manuale tecnico del prodotto. Oltre al colore, questi due tipi di accumulatore idraulico si differenziano principalmente per le caratteristiche del materiale utilizzato nella fabbricazione della membrana.

In entrambi i casi si tratta di gomma di alta qualità, progettata per il contatto con alimenti. Ma nei serbatoi blu sono installate membrane progettate per il contatto con acqua fredda, mentre in quelli rossi – con acqua calda.

Molto spesso l'accumulatore idraulico viene fornito come parte di una stazione di pompaggio, già completa di pressostato, manometro, pompa di superficie e altri componenti.

I dispositivi blu sono in grado di sopportare una pressione più elevata rispetto ai serbatoi di colore rosso. Non è consigliato utilizzare per l'acqua fredda accumulatori idraulici destinati ai sistemi di acqua calda e viceversa. Condizioni di funzionamento errate porteranno a un rapido deterioramento della membrana, e il serbatoio idraulico dovrà essere riparato o addirittura completamente sostituito.

Come scegliere il serbatoio idraulico adatto?

Uno degli indicatori più importanti nella scelta di un accumulatore idraulico – è la quantità d'acqua che può contenere. A tal fine, è possibile utilizzare la seguente formula:

Quando si sceglie un accumulatore idraulico, si dovrebbe calcolare il volume appropriato del dispositivo. Un serbatoio idraulico troppo piccolo non soddisferà le esigenze del sistema, mentre uno troppo grande comporterà spese ingiustificate.

E da questa tabella è possibile ricavare il valore del coefficiente correttivo in base alla potenza della pompa:

Nel calcolare il volume del serbatoio dell'accumulatore idraulico per l'impianto di approvvigionamento idrico, si dovrebbe utilizzare uno speciale coefficiente correttivo che tenga conto della potenza della pompa dell'acqua.

Per le esigenze domestiche, di solito è sufficiente un dispositivo con una capacità di circa 25-50 litri. Naturalmente, il valore calcolato raramente coincide con i volumi reali dei modelli tipici di accumulatori idraulici.

In tal caso, si prende semplicemente un serbatoio con un volume leggermente maggiore. Ad esempio, se dalla formula si ottiene un valore di 32,5 L, si può acquistare tranquillamente un serbatoio con una capacità di 35 litri.

È importante ricordare che le dimensioni esterne del serbatoio e il volume d'acqua che può contenere sono valori diversi. Di solito l'acqua occupa circa un terzo del volume totale dell'accumulatore idraulico. Dalla formula risulta chiaro che più potente è la pompa utilizzata per l'approvvigionamento idrico autonomo della casa, più capiente dovrebbe essere il serbatoio idraulico da acquistare.

I frequenti blackout elettrici nella zona in cui si trova la casa sono un buon motivo per scegliere un serbatoio più grande. In questo modo, la famiglia avrà a disposizione una piccola riserva d'acqua.

Tuttavia, non bisogna esagerare e scegliere un accumulatore idrico troppo grande. In un tale dispositivo, l'acqua si sostituirà troppo lentamente, portando a un deterioramento della sua qualità.

In questa tabella sono presentati in dettaglio i dati sul volume d'acqua che può essere immagazzinato in un accumulatore idrico con specifiche caratteristiche.

È per questo motivo che nei calcoli si tiene conto del volume massimo d'acqua che passa attraverso il sistema idrico. Un altro punto importante riguarda i modelli di produzione straniera. Tali dispositivi non sempre possono essere collegati senza problemi ai sistemi idrici in Russia o nei paesi limitrofi.

Installazione e regolazione

L'installazione di un accumulatore idrico è soggetta a requisiti più severi rispetto all'installazione di un normale serbatoio di accumulo. Il fatto è che un serbatoio di accumulo installato in soffitta è statico, mentre un serbatoio idrico è in movimento dinamico: l'acqua entra ed esce dal serbatoio, la membrana si estende e si contrae, ecc.

Per evitare che le vibrazioni si trasmettano al sistema idrico e agli oggetti circostanti, l'accumulatore idrico viene installato su una base piana e solida, utilizzando cuscinetti di gomma ammortizzanti.

Il luogo in cui è installato il serbatoio idraulico deve essere sufficientemente spazioso e accessibile. Tali dispositivi necessitano di regolazione, verifica e manutenzione periodiche.

Prima dell'installazione è necessario determinare la pressione che deve essere presente nell'accumulatore idraulico vuoto. Il valore nominale di questo parametro è generalmente pari a 1,5 bar. È questa la pressione impostata dal produttore. Tuttavia, col tempo, parte dell'aria potrebbe fuoriuscire dal contenitore.

Per misurare la pressione nell'accumulatore idraulico si può utilizzare qualsiasi manometro funzionante che permetta di ottenere dati con una precisione di almeno 0,5 bar

Pertanto, è necessario misurare la pressione con un manometro, quindi pompare aria o sfiatarla se la pressione è risultata eccessiva. È anche opportuno verificare il valore della pressione normale dell'aria nel serbatoio idraulico vuoto utilizzando il manuale tecnico del prodotto. Poiché il nipplo ha dimensioni standard, per le misurazioni è adatto praticamente qualsiasi manometro.

Se l'accumulatore idraulico per qualche motivo non è dotato di uno strumento di misura, si può utilizzare un manometro per automobili. L'importante è che sia funzionante e sufficientemente preciso. È necessaria una scala con divisioni da 0,5 bar o inferiori. Si possono utilizzare anche dispositivi elettronici per tali misurazioni.

Il collegamento ai tubi dell'acqua viene effettuato tramite raccordi flessibili. È importante ricordare che il diametro dei raccordi deve corrispondere alle dimensioni dei tubi dell'impianto idrico; non è consentito restringere. Prima di riempire il serbatoio d'acqua, è necessario rimuovere tutta l'aria dalla membrana.

Per smorzare le vibrazioni che si generano durante il funzionamento dell'accumulatore idraulico, quando si collega il dispositivo all'impianto idrico si utilizzano speciali tubi flessibili del diametro corrispondente

La prima volta l'acqua viene pompata all'interno il più lentamente possibile, con un sottile getto a bassa pressione. Ciò è necessario per non danneggiare la membrana, che potrebbe essersi compattata o leggermente deformata durante lo stoccaggio in magazzino.

Tali sfumature possono sembrare dettagli, ma possono influire notevolmente sulle condizioni del serbatoio idraulico. Un altro aspetto importante è la regolazione della pressione nel contenitore.

Dopo aver riempito l'accumulatore idraulico con acqua, è necessario misurare nuovamente la pressione dell'aria. Minore è l'aria presente nel serbatoio idraulico, minore è la sua pressione, maggiore è il volume d'acqua che vi può essere pompato. Ma minore è l'aria, minore è la pressione di esercizio dell'acqua all'uscita dell'accumulatore idraulico.

È consentito ridurre la pressione dell'aria nel dispositivo fino a 1 bar, se è necessario creare un volume aggiuntivo d'acqua per lo stoccaggio. Tuttavia, la pressione dell'acqua nel sistema diminuirà. Il proprietario del dispositivo dovrà scegliere tra una buona pressione e la possibilità di pompare un grande volume d'acqua nel serbatoio.

In ogni caso, il valore minimo della pressione dell'aria deve essere pari a 1 bar. Se l'aria nel serbatoio è scarsa, l'inserto a membrana, riempito d'acqua, si espanderà e potrebbe toccare le pareti metalliche del serbatoio idraulico. Questo contatto è inaccettabile perché, sotto la sua influenza, la gomma inizierà a deteriorarsi, l'accumulatore idraulico si romperà e la membrana dovrà essere sostituita.

Dopo che il serbatoio idraulico è stato riempito, regolato e collegato all'impianto idrico, è possibile effettuare la regolazione del pressostato. Di solito è dotato di un'istruzione che descrive dettagliatamente la procedura.

Sotto il coperchio dell'alloggiamento del dispositivo si trovano due molle di regolazione. La molla grande, contrassegnata come P, consente di impostare la pressione minima alla quale il pressostato attiva la pompa e inizia a pompare acqua nell'accumulatore idraulico.

Con l'aiuto della molla piccola, contrassegnata come P, si imposta la differenza tra la pressione superiore e quella inferiore, cioè la pressione di spegnimento e di accensione. Man mano che l'acqua viene prelevata dal serbatoio idraulico, la pressione cambia.

Quando raggiunge il livello inferiore, i contatti del pressostato si chiudono e la pompa si accende. Durante la regolazione del pressostato, sarà necessario riempire l'accumulatore idraulico un paio di volte e poi svuotarlo.

Di solito la differenza tra la pressione di accensione e quella di spegnimento è di circa due bar. Nel manuale del serbatoio idraulico è indicata la pressione massima per cui è progettato l'apparecchio, ma non ha senso cercare di pomparlo al massimo.

Quando si lavora con valori limite, i componenti del dispositivo si usurano più rapidamente. Durante la regolazione del pressostato, è necessario tenere presente un punto importante – la differenza tra la pressione di spegnimento e la pressione dell'aria nell'accumulatore idraulico deve essere di circa il 10%.

Raccomandazioni per l'uso

Dopo che l'accumulatore idraulico è stato installato, è necessario eseguire una corretta manutenzione. Circa una volta al mese, è opportuno verificare le impostazioni del pressostato e correggerle se necessario. Inoltre, è necessario controllare lo stato del corpo, l'integrità della membrana e la tenuta dei collegamenti.

Il guasto più frequente nei serbatoi a membrana – la rottura della membrana. I continui cicli di stiramento e compressione portano col tempo al danneggiamento di questo elemento. Sbalzi improvvisi nelle letture del manometro di solito indicano che la membrana si è rotta e l'acqua entra nel compartimento "aria" dell'accumulatore idraulico.

Per verificare la presenza del guasto, è sufficiente scaricare tutta l'aria dal dispositivo. Se successivamente esce acqua dal nipplo, significa che la membrana deve essere sostituita.

Fortunatamente, eseguire questa riparazione è relativamente semplice. Per farlo è necessario:

1. Scollegare il serbatoio idraulico dall'impianto idrico e dall'alimentazione elettrica.
2. Svitare i bulloni che tengono il collo del dispositivo.
3. Rimuovere la membrana danneggiata.
4. Installare una nuova membrana.
5. Assemblare il dispositivo in ordine inverso.
6. Eseguire l'installazione e il collegamento del serbatoio idraulico.

Al termine della riparazione, verificare e regolare le impostazioni della pressione nel serbatoio e del pressostato. I bulloni di collegamento devono essere serrati uniformemente per evitare un disallineamento della nuova membrana e per impedire che il suo bordo scivoli all'interno del corpo del serbatoio idraulico.

Sostituire la membrana dell'accumulatore idraulico è relativamente semplice, ma è necessario assicurarsi che la nuova membrana sia uguale alla precedente

A tale scopo, i bulloni vengono inseriti nelle sedi e poi si eseguono alternativamente letteralmente un paio di giri del primo bullone, si passa al successivo e così via. In questo modo la membrana sarà premuta uniformemente al corpo su tutta la circonferenza. Un errore comune dei principianti nella riparazione dell'accumulatore idraulico – l'uso improprio dei sigillanti.

La sede di installazione della membrana non necessita di trattamento con sigillante; anzi, la presenza di tali sostanze può danneggiarla. La nuova membrana deve essere esattamente uguale a quella vecchia sia per volume che per configurazione. È meglio smontare prima l'accumulatore idraulico e poi, con la membrana danneggiata come campione, recarsi al negozio per acquistare il nuovo elemento.

Conclusioni e video utili sull'argomento

In questo video viene illustrato in dettaglio il principio di funzionamento dell'accumulatore idraulico:

Per calcolare il volume dell'accumulatore idraulico è possibile utilizzare programmi calcolatori speciali. Una di queste opzioni è presentata nel seguente video:

La sostituzione della membrana del serbatoio idraulico – un processo non troppo complesso. È illustrato in dettaglio in questo video:

L'accumulatore idraulico – una parte importante di un moderno impianto idrico autonomo. Certo, questo dispositivo è più complesso e costoso di un normale serbatoio di accumulo.

Ma tutti i costi sono pienamente ripagati, poiché con la presenza del serbatoio idraulico la qualità dell'acqua di rubinetto è migliore e la durata delle apparecchiature di pompaggio aumenta notevolmente. Infine, è semplicemente comodo, perché nell'impianto idrico c'è sempre una pressione dell'acqua stabile, di cui si occupa un'automazione affidabile.

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