井戸圧力タンクの説明: 仕組み、圧力設定、故障の兆候

家庭用水道システムにおける井戸圧タンクの役割

井戸圧力タンクは、誰かが蛇口を開けるたびに井戸ポンプのスイッチを入れる必要がないように、加圧された水を貯蔵します。この予備がなければ、井戸ポンプは 1 日に何十回もオンとオフを繰り返すことになり、そのような短いサイクルによりポンプ モーターが磨耗し、起動コンデンサが焼き切れ、井戸システム全体の寿命が数年短縮されます。タンクはポンプの出力を吸収し、圧縮空気圧下で保持し、水の使用に応じて安定して放出し、ポンプを連続稼働させることなく、設備に安定した流量を供給します。

タンクはポンプを保護するだけでなく、圧力サージ (ウォーターハンマーとも呼ばれる) に対する緩衝材としても機能し、蛇口、シャワー、または灌漑バルブが開いた瞬間に発生する急激な圧力降下を滑らかにします。実際的に言えば、井戸タンクは、汲み上げた原水を安定した家庭用給水に変えるものです。井戸タンクは、十分な栄養が供給されている家庭が市営水道を利用しているように感じるか、2 つの設備が同時に稼働するたびに自分の配管と格闘しているように感じるかを決定するコンポーネントです。

適切なサイズの 井戸水用圧力タンク また、モーターの始動は連続運転よりも不釣り合いに多くの電力を消費するため、エネルギーコストも削減されます。家庭のピーク需要に対してタンクのサイズが小さすぎると、ポンプを常に再起動する必要がありますが、大きすぎるタンクはほとんどアイドル状態になり、不必要な初期費用が追加されます。タンクのドローダウン容量を一般的な設備の需要に合わせることが本当の設計目標であり、単に入手可能な最大のタンクを購入することではありません。

加圧井戸タンクの実際の仕組み

現代の井戸タンクは、ほとんどの場合「プレチャージ」または「ブラダー」タンクであり、プレチャージの仕組みを理解することで、これらのシステムで使用されるトラブルシューティング ロジックのほとんどが説明されます。タンク内では、柔軟なダイヤフラムまたはブラダーが 2 つの部屋に分かれています。1 つは圧縮空気 (プレチャージ) で満たされ、もう 1 つは井戸から汲み上げられた水で満たされます。水がタンクに入る前に、空気側が特定の圧力に充填されます。通常はポンプのカットイン圧力より数 PSI 低く設定されます。

井戸ポンプが始動すると、水が水側チャンバーに押し込まれ、袋の反対側の空気がさらに圧縮されます。空気が圧縮されると、水が押し戻されます。これにより、水が加圧され、ポンプを稼働させることなく配管システムに利用できるようになります。家庭用設備がタンクから水を汲み出すと、圧縮空気が膨張し、圧力が徐々に低下して残りの水を配管から押し出します。圧力が十分に低くなり、ポンプの圧力スイッチが作動してポンプが再起動し、タンクに水が補充されます。

このサイクル (充填、使用、滴下、補充) は継続的に繰り返され、ポンプ サイクルの間に供給される使用可能な水の量はタンクの「ドローダウン」と呼ばれます。タンクのサイズに比べて空気の充填量が大きいと、カットイン圧力とカットアウト圧力の間のギャップが大きくなり、ドローダウンが大きくなり、1 日あたりのポンプ サイクルが少なくなります。これが一般的にポンプ寿命の目標となります。

ブラダーのない旧式のタンクは動作が異なります。空気と水を物理的に分離せずに同じチャンバー内に保持します。これらの亜鉛メッキの「水上空気」タンクは、水線より上に閉じ込められた空気に依存しており、障壁がないため、その空気は徐々に水に溶けて手動で補充する必要があります。現代のブラダータンクではメンテナンスの手順がほぼ完全に省略されています。

膀胱タンクと膀胱のないタンク

ブラダー型のタンクとブラダーのない従来の亜鉛メッキタンクのどちらを選択するかは、メンテナンスの許容度、タンクの寿命、および時間の経過に伴う水圧の均一性がどの程度必要かによって決まります。

ブラダータンクとダイアフラムタンク

ブラダータンクでは、ゴム製のダイヤフラムまたはブラダーによって空気の充填が水から永久に遮断されるため、時間が経っても空気が水に溶けることはありません。これは、プレチャージ圧力が調整なしで何年も安定しており、水質が空気との直接接触による影響を受けず、タンクは時折の圧力チェック以外には基本的に定期的なメンテナンスを必要としないことを意味します。 水を貯蔵するためのブラダータンク 長い耐用年数と最小限の維持管理を兼ね備えているため、現在、ほとんどの住宅用および軽商業用井戸の設置において標準的な選択肢となっています。

ブラダのないタンク (亜鉛メッキ/空中水上)

古い亜鉛メッキタンクは、単一の鋼製チャンバー内に空気と水を直接接触させて保管します。時間の経過とともに、圧縮空気はゆっくりと水に吸収され、器具が使用されるたびに配管を通して排出されるため、エアクッションが収縮し、定期的に再充填する必要があります。多くの場合、エアコンプレッサーと手動バルブ、またはより高度な設定では自動空気量制御装置が使用されます。これらのタンクは通常、初期費用が安く、はるかに大きなサイズで構築できるため、今でも一部の商業施設や農業施設で使用されていますが、密閉されたブラダー設計よりもはるかに実践的な注意が必要です。

圧力はどのようなものであるべきか — そしてそれを確認する方法

正しいプレチャージ圧力は井戸圧力タンクの最も重要な設定であり、住宅所有者が最も見落としがちな設定でもあります。タンクの空気プレチャージは常に、ポンプのカットイン圧力 (ポンプ スイッチがポンプをオンにする圧力) よりもおよそ 2 PSI 低い値に設定する必要があります。ほとんどの住宅用システムは 30/50 圧力スイッチ (ポンプは 30PSI で開始し、50PSI で停止) で動作します。つまり、タンク内の水が空の場合、タンクの空気充填量は通常約 28PSI になるはずです。

圧力を確認するには、まず井戸ポンプの電源を切り、蛇口を開いてタンクの水を完全に抜きます。タンク内に水が残っているときに空気圧を測定すると、誤った膨張した測定値が得られるため、これは非常に重要です。タンクが空の状態で、タンク上部にあるシュレーダー バルブ (車や自転車のタイヤにあるのと同じタイプのバルブ) に標準のタイヤ スタイルの圧力計を使用し、その読み取り値を、取り付けられている圧力スイッチの目標プリチャージと比較します。測定値が低い場合は、自転車ポンプまたは小型コンプレッサーを使用して空気を追加できます。著しく低い場合は、時間の経過による単純な空気損失ではなく、ブラダー漏れの初期の兆候であることがよくあります。

水浸しまたは故障した井戸タンクの見分け方

A 水浸しの井戸タンク これは最も一般的なタンクの故障の 1 つであり、通常はブラダーが破裂するか、ゆっくりとした漏れが発生して空気の充填が失われ、水側の部屋だけでなくタンクのほぼ全体が水で満たされるときに発生します。押し付けられるエアクッションがほとんど、またはまったく残されていないため、タンクは安定した圧力を維持できなくなり、蛇口が開くほぼ毎回、シャワーやホースなどの連続使用下では場合によっては 1 分間に複数回ポンプが作動することになります。

井戸の圧力タンクが不良かどうかを判断する最も信頼できる方法は次のとおりです。

• 迅速かつ頻繁なポンプ サイクル - ポンプは通常の 1 ～ 2 分のサイクルで動作するのではなく、数秒ごとに作動し、停止します。
• 蛇口で急激な圧力変動があり、水圧が急激に上昇し、その後 1 回の使用中に著しく低下する
• タンクが予想よりも重く感じたり、叩いたり揺すったりすると水が飛び散る場合は、空気よりもはるかに多くの水が入っていることを示しています。
• 空気を追加した後でも、プレチャージ圧力の測定値がゼロまたはそれに近い値。これは、徐々に空気が損失しているのではなく、ブラダーが破れていることを示しています。
• 古い亜鉛メッキタンクの底部の周りに目に見える錆、腐食、または湿気が溜まっている場合、タンク内部の故障を示している可能性があります。

充電前の測定値が 1 回低くても、自動的にタンクの交換が必要になるわけではありません。単に空気が徐々に失われ、再充電できる場合もあります。しかし、タンクを短期間に繰り返し再加圧する必要がある場合、または再充填後もタンクが浸水したままの場合は、ほぼ確実にブラダーが故障しているため、繰り返し整備するのではなくタンク自体を交換する必要があります。

極端な温度から井戸タンクを断熱する

暖房のない地下室、狭いスペース、別棟、または露出したユーティリティルームに設置された井戸タンクは、寒冷地では凍結し、多湿な地では結露による腐食に脆弱です。 井戸タンクの断熱材 空調された空間以外に設置する場合は、計画する価値があります。タンクが凍結すると、内部が破裂し、ブラダーが損傷したり、継手や接続された配管に亀裂が入ったりする可能性があり、断熱材にかかる費用よりもはるかに高価な故障につながる可能性があります。

一般的な断熱アプローチには、圧力タンク用に特別に設計された発泡タンク ジャケットまたはブランケットでタンク本体を包み込むこと、タンクとその付属品の周囲に単純な断熱エンクロージャを構築すること、周囲の配管と圧力スイッチを断熱することが含まれます。これらは、タンク本体自体よりも熱質量が少ないため、多くの場合凍結に対して脆弱です。一貫して寒い環境では、一部の設備では、特にポンプサイクルの間に水が停滞する井戸ケーシングと圧力タンクの間の部分に、断熱材と並行した補助手段として、露出した配管に沿って低ワット数のヒートテープを追加します。

断熱材が設置されている場合でも、換気は依然として重要です。湿気の多い空間にある完全に密閉された筐体では、タンクのシェルに結露が閉じ込められる可能性があり、特に亜鉛メッキされたタンクの腐食が促進されます。断熱材の目的は、温度の変動を遅らせ、冷気が直接さらされるのを防ぐことであり、タンクの周囲に気密な箱を作ることではありません。

サイズと配置: 貯水タンク、ポンプ、地上オプション

井戸システムは、関連する 2 つの異なるコンポーネントとともに議論されることがよくあります。 貯水タンクポンプ 井戸または貯水槽から圧力タンクに水を移動させるセットアップと、井戸の収量が低いか一貫性がない場合に使用される別個のバルク保持タンクです。あ 井戸貯留タンク 井戸と圧力システムの間に大型の貯水池が設置されることもありますが、これにより、ポンプが回復の遅い井戸に直接吸い込まれないように、より大量の原水を貯蔵することができます。これは、単独では家庭のピーク需要に追いつけない低収量井戸に対する一般的な解決策です。

井戸のない家庭や補助水源として、 住宅用地上水槽 使用は同様の貯蔵の役割を果たします。つまり、家の上空または近くの場所で水を（井戸、雨水集水域、または供給水から）集めて保持し、圧力タンクとポンプシステムに供給して配水します。これらの地上タンクは通常、埋設貯水槽よりも検査、保守、断熱が容易ですが、周囲温度に完全にさらされるため、寒冷地ではより慎重な凍結防止が必要です。

圧力タンク、保持タンク、ポンプなどのコンポーネントのサイズを決定するときは、1 日の平均使用量ではなく、常にピーク時の同時需要 (一度に稼働する設備の数) を決定要因にする必要があります。ピーク時は、圧力降下、ポンプの短期サイクル、油井が回復する前に保持タンクが空になるなど、サイズ不足のシステムが露出する瞬間だからです。