Collegamento dell'accumulatore idraulico al sistema di approvvigionamento idrico: varianti e schemi tipici

Un sistema di approvvigionamento idrico autonomo – è una struttura tecnica complessa che richiede l'uso di una vasta gamma di mezzi tecnici. Per automatizzare il funzionamento dell'attrezzatura della pompa e l'erogazione dell'acqua ai rubinetti, è necessaria l'installazione di un serbatoio idraulico. Ammettiamolo, non tutti i proprietari di casa sanno come installarlo, e nemmeno cosa sia questo dispositivo.

Spiegheremo in dettaglio come viene effettuato il collegamento dell'accumulatore idraulico al sistema di approvvigionamento idrico. Analizzeremo nel dettaglio cosa è necessario per la sua installazione, in quali reti idriche indipendenti viene utilizzato, con quali apparecchiature e come può essere gestito.

L'installazione del serbatoio idraulico eseguita secondo le nostre raccomandazioni eviterà molti potenziali problemi: proteggerà gli elettrodomestici, minimizzerà l'effetto del colpo d'ariete. Per ottimizzare la comprensione, le informazioni presentate sono integrate da foto, schemi e video.

Struttura e scopo del serbatoio idraulico

Idroaccumulatore, altrimenti chiamato serbatoio idraulico o serbatoio a membrana, – è un contenitore metallico ermetico, al cui interno è posta una membrana elastica a forma di pera parzialmente riempita d'acqua. In sostanza, la membrana, posta all'interno del corpo del serbatoio idraulico e fissata ad esso tramite una flangia con un raccordo, ne divide la capacità in due parti: acqua e aria.

Quando il volume d'acqua nel serbatoio idraulico aumenta, il volume d'aria diminuisce naturalmente. Di conseguenza, la pressione nel sistema di alimentazione idrica aumenta. Quando si raggiungono i parametri di pressione impostati dall'utente, essa viene rilevata da un relè, che invia sistematicamente un comando per spegnere la pompa.

Il corpo del serbatoio è realizzato in metallo, ma l'acqua non viene a contatto con esso: è contenuta all'interno di una camera a membrana, prodotta in robusto butile gommato.

Questo materiale resistente ai batteri aiuta l'acqua a non perdere quelle qualità richieste dalle norme sanitarie e igieniche. L'acqua potabile, a contatto con la gomma, conserva tutte le sue ottime proprietà.

L'acqua entra nel serbatoio a membrana attraverso un raccordo di collegamento dotato di giunzione filettata. Il raccordo di mandata e l'uscita della tubatura di collegamento dovrebbero, idealmente, avere lo stesso diametro. Questa condizione consente di evitare perdite idrauliche aggiuntive all'interno della tubatura del sistema.

Nei vasi d'espansione che fanno parte degli impianti idrici domestici, viene utilizzata aria. Se invece il dispositivo è destinato ad applicazioni industriali, si pompa gas al suo interno.

Per regolare la pressione all'interno del dispositivo, nella camera d'aria è prevista una speciale valvola pneumatica. L'aria viene pompata nel comparto a essa destinato attraverso un normale nipplo per auto. Tra l'altro, tramite esso non solo si può aggiungere aria, ma anche, se necessario, sfiatare l'eccesso.

L'aria viene pompata all'interno del serbatoio a membrana utilizzando a questo scopo un compatto compressore per auto o una semplice pompa per bicicletta. Quando l'acqua entra nella sacca di gomma, l'aria compressa oppone resistenza alla sua pressione, impedendo alla membrana di rompersi. Anche la pressione all'interno del vaso d'espansione viene regolata mediante aria compressa.

L'accumulatore idraulico è composto dai seguenti elementi: 1 – corpo metallico, 2 – membrana in gomma, 3 – flangia con valvola, 4 – nipplo attraverso il quale è possibile immettere aria, 5 – aria in pressione, 6 – piedini, 7 – piattaforma di montaggio per la pompa

Principio di funzionamento dell'accumulatore idraulico

Se il sistema è appena stato montato, la maggior parte del volume interno dell'accumulatore idraulico è occupata dalla camera destinata all'aria.

Entrando nella membrana a forma di pera attraverso il raccordo, l'acqua comprime l'aria. Questo avviene fino a quando non viene raggiunta la pressione prevista. Quindi il relè spegne la pompa. Il funzionamento del relè può essere regolato.

Quando apriamo il rubinetto e utilizziamo l'acqua per i nostri bisogni, si verifica la depressurizzazione del sistema. L'aria, premendo sulla membrana, aiuta l'acqua a uscire dal serbatoio. Questo processo continuerà fino a quando la pressione nel sistema non scende al minimo prestabilito di -1,5 atm. In quel momento la pompa, che immette acqua nel serbatoio, deve entrare in funzione.

Come è noto, anche nell'acqua è presente aria disciolta. Quando si accumula all'interno del sacco a membrana, il funzionamento dell'accumulatore idraulico peggiora, pertanto è necessario sfiatarlo. Su alcuni modelli è presente una valvola speciale a questo scopo. Se non c'è una valvola, è necessario eseguire la manutenzione del serbatoio a membrana una volta ogni 1-3 mesi.

È importante installare correttamente l'idroaccumulatore nel sistema di approvvigionamento idrico. In caso di guasto o di manutenzione, il dispositivo potrà essere facilmente smontato senza dover svuotare completamente l'acqua dall'intero sistema.

All'apertura di qualsiasi rubinetto dell'acqua del sistema, il volume dell'acqua nel serbatoio diminuisce, di conseguenza la pressione cala. Il calo della pressione fino al valore impostato viene rilevato dal relè, che avvia la pompa (+)

Ruolo nella rete idrica

A prima vista, il dispositivo si limita a far passare l'acqua attraverso di sé. Si potrebbe farne a meno? In realtà, è proprio grazie al serbatoio idraulico che nel sistema di approvvigionamento idrico si mantiene una pressione stabile.

La pompa dell'acqua, se presente, non si accende così spesso, consentendo un uso economico della sua vita operativa. Inoltre, il sistema di estrazione e trasporto dell'acqua è protetto in modo affidabile dai colpi d'ariete.

Se per qualche motivo l'alimentazione elettrica viene a mancare, una piccola riserva di acqua 'di emergenza' nel serbatoio aiuterà a risolvere le necessità domestiche più urgenti.

Specifichiamo l'elenco dei vantaggi offerti da questo dispositivo piuttosto semplice:

• Usura prematura della pompa. Il serbatoio a membrana contiene una certa riserva d'acqua. Essa soddisfa le esigenze primarie dei proprietari della villetta. E solo quando la riserva si esaurisce, la pompa si attiva. Va notato che tutte le pompe hanno un numero massimo di avviamenti all'ora. Con un accumulatore idraulico, questo limite non viene superato e il dispositivo dura più a lungo.
• Stabilizzazione della pressione nel sistema. Se si aprono contemporaneamente due rubinetti, ad esempio in bagno e in cucina, le variazioni di pressione possono influenzare la temperatura dell'acqua. È molto fastidioso, soprattutto per chi in quel momento sta facendo la doccia. Grazie all'accumulatore idraulico, questi inconvenienti possono essere evitati.
• Colpi d'ariete. Questi fenomeni, che possono danneggiare la tubatura, possono verificarsi al momento dell'avvio della pompa. Con il serbatoio idraulico, il rischio di colpi d'ariete è praticamente eliminato.
• Riserva d'acqua. In una casa di campagna, il problema dell'approvvigionamento idrico è particolarmente sentito. Se si verifica un'improvvisa interruzione di corrente e la pompa non può funzionare, non è più necessario conservare una scorta d'acqua in un secchio o in un altro serbatoio per risolvere i problemi urgenti. Nel contenitore dell'accumulatore idraulico l'acqua è presente e viene regolarmente rinnovata.

È evidente che la presenza di questo dispositivo in un sistema di approvvigionamento idrico indipendente dalle reti centralizzate non è casuale. È necessario e utile.

L'accumulatore idraulico nel circuito di approvvigionamento idrico svolge diverse funzioni importanti: protegge le apparecchiature dai colpi d'ariete, fornisce una riserva d'acqua e crea le condizioni per l'automazione del prelievo.

Varianti di serbatoi chiusi a membrana

I serbatoi a membrana vengono utilizzati in tubazioni installate per diversi scopi, tra cui:

• Approvvigionamento di acqua fredda. Il serbatoio viene utilizzato per accumulare e fornire acqua fredda, protegge vari elettrodomestici dai colpi d'ariete quando la pressione nel sistema cambia. Prolunga la durata delle pompe riducendo il numero di avviamenti.
• Approvvigionamento di acqua calda. Il dispositivo utilizzato a questo scopo deve funzionare efficacemente in condizioni di alta temperatura.
• Sistemi di riscaldamento. Questi serbatoi sono chiamati vasi di espansione. Funzionano all'interno di sistemi di riscaldamento chiusi e ne sono componenti essenziali.

A seconda della configurazione, i serbatoi idraulici possono essere orizzontali o verticali. Tuttavia, il principio di funzionamento non dipende dalla configurazione.

Gli accumulatori idraulici destinati al sistema di approvvigionamento idrico sono verniciati di blu, mentre quelli utilizzati nei circuiti di riscaldamento – di rosso. Questi due tipi di serbatoi a membrana presentano anche alcune differenze costruttive, come si vede chiaramente nello schema mostrato (+)

Una caratteristica degna di nota è la presenza di una valvola speciale per lo sfiato dell'aria nella parte superiore dei modelli verticali, il cui volume supera i 50 litri. Come già detto, quest'aria si accumula nella parte superiore della camera durante il funzionamento del dispositivo. Pertanto, la presenza di una valvola di sfiato in questa posizione è una misura del tutto giustificata.

Se è necessario sfiatare l'aria durante il funzionamento dei modelli orizzontali, a questo scopo si utilizza uno scarico o un rubinetto separato, posizionato dietro il serbatoio a membrana. Per rimuovere l'aria dai dispositivi di piccole dimensioni, sarà necessario scaricare completamente l'acqua da essi.

Poiché i modelli verticali e orizzontali sono ugualmente efficaci e funzionali, la scelta del dispositivo più adatto va fatta in base alle dimensioni dell'ambiente in cui verrà installato. Si sceglie il modello che meglio si adatta allo spazio.

Oltre alle caratteristiche costruttive e ai diversi scopi, i serbatoi possono differire anche per la loro capacità: in questa foto sono rappresentati accumulatori idraulici di vari volumi, strutture e destinazioni d'uso.

Schemi di collegamento dell'accumulatore idraulico

Questo dispositivo può essere collegato all'impianto idraulico in diversi modi. La scelta dello schema di collegamento dell'accumulatore idraulico dipende dall'uso che se ne intende fare e dalle funzioni che gli verranno assegnate. Esaminiamo gli schemi di collegamento più comuni.

Variante standard con pompa di superficie

La variante più comune di approvvigionamento idrico autonomo con idroaccumulatore è il tandem con una pompa di superficie. In questo caso, il serbatoio idraulico può far parte di un'apparecchiatura di pompaggio complessa, assemblata dal produttore in fabbrica, o essere un componente separato, posizionato accanto alla pompa in un pozzetto o in un locale di servizio riscaldato.

Prima dell'accumulatore idraulico viene installata una valvola di non ritorno per evitare l'inversione del flusso; dopo di esso vengono posizionati un pressostato, che reagisce alle variazioni di pressione, e un manometro per il monitoraggio dei parametri operativi.

Per un corretto collegamento al circuito idraulico, il serbatoio idraulico è solitamente dotato di un raccordo angolare che si collega alla flangia:

Utilizzo con stazione di pompaggio di rilancio

Il gruppo pompa booster viene utilizzato per mantenere e regolare costantemente la pressione nelle tubazioni con un consumo attivo di acqua. Di solito in tali stazioni è presente una pompa che funziona in modo continuo.

Qualora si renda necessario collegare pompe aggiuntive, l'accumulatore idraulico aiuta a compensare i picchi di pressione che si generano nel sistema.

All'interno del sistema di approvvigionamento idrico di una stazione di pompaggio booster, l'accumulatore idraulico funge da fonte di emergenza e da una sorta di ammortizzatore, prevenendo i colpi d'ariete in caso di collegamento di ulteriori capacità.

Lo stesso schema viene utilizzato se l'alimentazione elettrica alle pompe booster nel sistema è instabile, ma l'approvvigionamento idrico deve comunque essere ininterrotto. Durante l'interruzione di corrente, viene utilizzata la riserva d'acqua contenuta nell'accumulatore idraulico. In sostanza, il serbatoio a membrana funge in questo periodo da fonte di approvvigionamento idrico di riserva.

Quanto più potente è la stazione di pompaggio, tanto più grandi sono i compiti che le vengono affidati. Deve sostenere una pressione maggiore, e maggiore deve essere anche il volume del suo idroaccumulatore.

Applicazione in schemi con pompa sommersa

Per prolungare al massimo la durata del gruppo pompa sommersa, il numero di accensioni nell'arco di un'ora deve corrispondere alle caratteristiche tecniche dichiarate dell'apparecchio. Di solito questo valore è di circa 5-20 volte.

Se la pressione nella rete idrica scende, al raggiungimento del valore minimo scatta un relè che accende la pompa, fornendo acqua. Al raggiungimento dei valori massimi di pressione, il relè si spegne e l'erogazione dell'acqua cessa.

Se nello schema di approvvigionamento idrico è presente una pompa sommersa, l'accumulatore idraulico ne prolungherà la durata, poiché non sarà necessario accenderla e spegnerla se il consumo di acqua degli utenti sarà modesto.

Se il sistema di approvvigionamento idrico è autonomo e piccolo, anche un volume modesto di consumo idrico può avviare la pompa. In questo caso, il funzionamento della pompa sarà poco efficiente. E l'apparecchio stesso durerà meno di quanto il suo proprietario desidererebbe.

La riserva d'acqua contenuta nel serbatoio a membrana salverà la situazione. Inoltre, non consentirà un picco di pressione nel momento in cui la pompa sommersa inizierà a funzionare.

Per scegliere un accumulatore idraulico del volume adeguato, è necessario conoscere le seguenti caratteristiche: potenza e frequenza di accensione della pompa, consumo d'acqua previsto per ora e altezza di installazione del dispositivo.

Se nello schema di collegamento è presente uno scaldabagno ad accumulo, l'idroaccumulatore svolge la funzione di vaso di espansione. Se l'acqua viene riscaldata, il suo volume aumenta. Si espande. Per uno spazio chiuso, quale è il sistema di approvvigionamento idrico, un tale processo potrebbe portare a conseguenze distruttive, se non fosse per il serbatoio idraulico.

Nello schema con scaldabagno ad accumulo, l'accumulatore idraulico viene utilizzato come vaso di espansione, che salva il sistema da rotture, poiché l'acqua incomprimibile si espande notevolmente quando viene riscaldata.

Per includerlo in questo schema, è necessario scegliere l'accumulatore idraulico tenendo conto delle seguenti caratteristiche: temperatura massima dell'acqua riscaldata e pressione massima consentita nel sistema idrico.

Scelta del serbatoio a membrana con competenza

L'accumulatore idraulico è un serbatoio il cui organo di lavoro principale è la membrana. Dalla sua qualità dipende quanto tempo l'apparecchio durerà dal momento del collegamento fino alla prima riparazione.

I migliori sono considerati i prodotti in gomma alimentare (butilica). Il metallo del corpo del prodotto è importante solo per i vasi di espansione. Là dove l'acqua è contenuta nella membrana, le caratteristiche del metallo non hanno un'importanza decisiva.

Se non si presta particolare attenzione allo spessore della flangia del Suo acquisto, già dopo un anno e mezzo, e non dopo 10-15 anni come Lei prevede, si dovrà acquistare un dispositivo completamente nuovo o, nel migliore dei casi, sostituire la flangia stessa.

Concentrare particolarmente l'attenzione nella scelta del dispositivo sulla flangia, che di solito è realizzata in metallo zincato. Lo spessore di questo metallo è molto importante. Con uno spessore di appena 1 mm, la durata di vita del prodotto non supererà 1,5 anni, poiché nel metallo della flangia si formerà inevitabilmente un foro che renderà l'intero dispositivo inutilizzabile.

Inoltre, la garanzia sul serbatoio è di solo un anno, nonostante una durata di vita dichiarata di 10-15 anni. Quindi il buco apparirà proprio dopo la scadenza della garanzia. Saldare o brasare il metallo sottile sarà impossibile. Si può certamente provare a trovare una nuova flangia, ma molto probabilmente sarà necessario un nuovo serbatoio.

Per evitare tali inconvenienti, si dovrebbe cercare un serbatoio la cui flangia sia in acciaio inox o in zincatura spessa.

Collegamento dell'accumulatore idraulico al circuito di approvvigionamento idrico

Come è chiaro da quanto scritto sopra, il serbatoio a membrana non è semplicemente un contenitore d'acqua. È un dispositivo speciale coinvolto in un processo di lavoro continuo. Pertanto, la procedura di installazione non è così semplice come potrebbe sembrare. Deve essere fissato con molta attenzione, tenendo conto dei fattori di vibrazione e rumore.

È necessario fissare l'accumulatore idraulico sulla superficie utilizzando guarnizioni in gomma per ridurre il livello di rumore durante il suo funzionamento e diminuire l'impatto delle vibrazioni sul dispositivo stesso.

Lo si fissa al pavimento utilizzando guarnizioni in gomma, e al tubo – mediante raccordi in gomma. Inoltre, è necessario tenere presente che il diametro del raccordo non può ridursi all'uscita del sistema idraulico.

Con il nuovo serbatoio è necessario maneggiarlo con particolare cautela, riempiendolo d'acqua a bassa pressione. La membrana, a causa della lunga conservazione, potrebbe essersi compattata. Un getto d'acqua improvviso potrebbe danneggiarla e persino renderla completamente inutilizzabile. È più corretto rimuovere tutta l'aria dal bulbo della membrana prima di iniziare a riempirlo d'acqua. Il luogo di installazione dell'accumulatore idraulico deve essere scelto tenendo conto della sua accessibilità.

Il processo di collegamento dell'accumulatore idraulico viene eseguito nella sequenza standard:

Corretta regolazione del nuovo dispositivo

Il nuovo serbatoio idraulico deve essere controllato per verificare il livello della pressione interna. Si presume che debba essere di 1,5 atm. Tuttavia, durante il trasporto dal luogo di produzione al magazzino e durante lo stoccaggio, potrebbe essersi verificata una perdita che ha ridotto questo importante parametro al momento della vendita. È possibile controllare la pressione rimuovendo il tappo sul raccordo e effettuando le misurazioni.

Per misurare la pressione è possibile utilizzare manometri di vari tipi:

• Elettronici. Sono dispositivi costosi. Il risultato del loro funzionamento può essere influenzato dalla temperatura e dalla carica della batteria.
• Meccanici. Vengono prodotti in una custodia di metallo, chiamati anche automobilistici. Se questo dispositivo ha superato con successo il controllo, non se ne trova uno migliore. Per ottenere il valore più preciso, dato che si dovranno misurare solo 1-2 atm., è meglio acquistare un dispositivo con un maggior numero di divisioni sulla scala di misurazione.

Le stazioni di pompaggio e le pompe automatiche economiche vengono spesso dotate di manometri con custodia in plastica. L'errore nelle letture di questi modelli cinesi è troppo elevato.

Se nel serbatoio ci sarà un volume d'aria inferiore al necessario, l'acqua occuperà il suo posto. Ciò influenzerà la pressione dell'acqua nell'impianto idrico. Con una pressione elevata, anche la portata sarà costantemente alta. Una pressione maggiore garantirà una minore riserva d'acqua nella membrana a pera, quindi la pompa dovrà accendersi più spesso. Se manca la corrente, la riserva d'acqua potrebbe non essere sufficiente per tutte le esigenze.

Ecco perché a volte è più ragionevole sacrificare la pressione per raggiungere altri obiettivi importanti. Tuttavia, è meglio non ridurre la pressione al di sotto dei valori raccomandati, così come non superare le caratteristiche limite. Una pressione insufficiente può portare al contatto della superficie della pera con il corpo del serbatoio, cosa indesiderabile.

Per misurare la pressione si possono utilizzare diversi dispositivi, ma quello ottimale è un manometro automobilistico relativamente economico con custodia in metallo e una scala di misurazione sufficientemente estesa.

Pressione dell'aria ottimale

Affinché gli elettrodomestici funzionino correttamente, la pressione nel serbatoio idraulico deve essere compresa tra 1,4 e 2,8 atm. Per una migliore conservazione della membrana, è necessario che la pressione nell'impianto idrico sia superiore di 0,1-0,2 atm rispetto a quella nel serbatoio. Ad esempio, se all'interno del serbatoio a membrana la pressione è di 1,5 atm, nell'impianto dovrebbe essere di 1,6 atm.

E proprio questo valore deve essere impostato sul relè di pressione dell'acqua, che lavora insieme all'idroaccumulatore. Per una casa di campagna a un piano, questa impostazione è considerata ottimale. Se invece si tratta di un cottage a due piani, la pressione dovrà essere aumentata. Per calcolare il suo valore ottimale si applica la seguente formula:

V atm. = (Hmax+6)/10

In questa formula, V atm. è la pressione ottimale e Hmax è l'altezza del punto di prelievo dell'acqua più alto. Di solito si tratta della doccia. Per ottenere il valore desiderato, è necessario calcolare l'altezza del soffione della doccia rispetto all'accumulatore idraulico. I dati ottenuti vengono inseriti nella formula. Il calcolo fornirà il valore ottimale della pressione che deve essere presente nel serbatoio.

Faccia attenzione che il valore ottenuto non superi le caratteristiche massime consentite per gli altri apparecchi domestici e sanitari, altrimenti essi si guasteranno.

Se si parla in modo semplificato di un sistema indipendente di approvvigionamento idrico domestico, i suoi elementi costitutivi sono:

• pompa,
• accumulatore idraulico,
• relè di pressione,
• valvola di non ritorno,
• manometro.

L'ultimo elemento viene utilizzato per poter controllare rapidamente la pressione. Non è necessario che rimanga permanentemente nel sistema di approvvigionamento idrico. Può essere collegato solo nel momento in cui vengono effettuate le misurazioni di prova.

Come può vedere, proprio in questo schema il manometro non è rappresentato, ma ciò non significa che non sia necessario. Semplicemente viene inserito al momento delle misurazioni di controllo.

Quando nel sistema è presente una pompa di superficie, il serbatoio idraulico viene montato accanto ad essa. La valvola di non ritorno viene installata sulla tubazione di aspirazione, mentre gli altri elementi formano un unico gruppo, collegandosi tra loro tramite un raccordo a cinque vie.

Il raccordo a cinque vie è perfetto per questo scopo, poiché dispone di uscite di vari diametri. Le tubazioni di ingresso e di uscita e alcuni altri elementi del gruppo possono essere collegati al raccordo tramite giunti rapidi (americane) per facilitare gli interventi di manutenzione e riparazione su singole sezioni dell'impianto idrico.

Tuttavia, questo raccordo può essere sostituito con una serie di elementi di collegamento. Ma perché?

In questo schema l'ordine di collegamento è ben visibile. Quando si collega il raccordo all'accumulatore idraulico, è necessario verificare la tenuta del giunto.

Quindi, l'accumulatore idraulico viene collegato alla pompa nel modo seguente:

• un'uscita da un pollice collega il raccordo stesso al tubo del serbatoio idraulico;
• alle uscite da un quarto di pollice vengono collegati il manometro e il pressostato;
• rimangono due uscite libere da un pollice, alle quali vengono montati il tubo dalla pompa e la diramazione che va agli utilizzatori d'acqua.

Se nel sistema è presente una pompa di superficie, è preferibile collegare l'accumulatore idraulico ad essa tramite un tubo flessibile con rivestimento metallico.

Alle parti che terminano con giunti, verranno collegati il tubo dalla pompa e la diramazione dell'acquedotto che andrà agli utilizzatori d'acqua.

Alla pompa sommersa l'accumulatore idraulico viene collegato esattamente nello stesso modo. La peculiarità di questo schema è la posizione della valvola di non ritorno, che non ha alcuna relazione con le questioni che stiamo esaminando oggi.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Se dopo aver letto il testo non le è ancora chiaro come collegare l'accumulatore idraulico, guardi questo video, in cui sono illustrati brevemente ma in modo estremamente chiaro tutti i dettagli di questa procedura.

Il serbatoio idraulico è un componente importante del sistema idrico. Con il suo aiuto si risolve una serie di compiti. Eseguire da soli un corretto collegamento dell'accumulatore idraulico, come si è scoperto, non è affatto difficile. I vantaggi del suo utilizzo sono invece indiscutibili.

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