Как собрать автоматическое водоснабжение в частном доме

Самостоятельная организация водоснабжения в частном доме – задача сложная, но выполнимая. Перед тем, как открыть каталог и начать выбирать насос и комплектующие, необходимо произвести расчеты потребления воды в доме (подключение бытовой техники, количество потребителей), определить задачи для будущей системы (подача чистой воды, заготовка воды, осушение, дренаж, орошение и пр.).

Подбирать элементы водоснабжения частного дома рекомендуем со специалистами, знающими тонкости и многочисленные нюансы этого дела. А вот получить основные знания и понять принцип работы насосной системы можно и самостоятельно. Попробуем разобраться в теме вместе!

Основные элементы автоматической системы

Насосные станции и поверхностные насосы

Насосная станция – готовое решение для загородного дома. Конструкция включает в себя поверхностный насос, гидроаккумулятор, манометр. Защита от сухого хода присутствует не у всех моделей насосных станций, на что стоит обратить внимание. Основные характеристики бытовых станций в сборе:

— мощность в диапазоне 0,3-2 кВт;

— объем встроенного бака или гидроаккумулятора – 2-100 литров;

— глубина всасывания – до 9 метров;

— напор – до 55 метров при производительности до 150 л/мин;

— подключение к однофазной сети 220В.

К достоинствам станций можно отнести экономию времени (не нужно подбирать самому элементы системы и монтировать), гарантию совместимости устройств и работоспособности, компактность собранной системы и простое подключение.

К недостаткам можно отнести довольно шумную работу агрегата (в жилых помещениях установка будет хорошо слышна), достаточно высокую цену мощных установок. Станция не подходит для глубоких скважин и колодцев (глубже 8-9 метров). Агрегат целесообразно устанавливать на точки водозабора с потенциально большим объемом воды.

Станции оснащены поверхностными насосами, которые рассчитаны на работу в неглубоких скважинах и других источниках воды. При выборе насоса всегда нужно учитывать дебит скважин, чтобы производительность насоса не превышала этот показатель. Поверхностные насосы можно приобрести отдельно.

Насосы погружного типа

Другой тип насосов – погружного типа . Они устанавливаются внутри колодцев или скважин.

Вибрационный насос применяется для подачи воды из колодцев. Он отличается небольшой стоимостью, простой эксплуатацией. Производительность насосов небольшая – до 25 л/мин. Насосы выпускаются с нижним и верхним забором воды.

Предпочтительнее выбирать насос с верхним забором, так как это решает сразу несколько проблем: засорения насоса частицами песка или ила со дна (при нижнем заборе) и перегрева при недостаточном объеме воды. Для скважин такие агрегаты использовать нежелательно, так как создаваемые насосом вибрации со временем приводят к разрушению скважины.

Вихревой и винтовой насос во многом похожи. Они часто используются для получения высокого напора при малых объемах воды. Производительность у таких насосов небольшая – до 40 л/мин, но они просты в эксплуатации и ремонте.

Вихревой насос оснащен средним или верхним устройством водозабора и подходит только для чистой воды. Винтовой менее требователен к наличию примесей песка, а по стоимости ниже, что можно назвать его преимуществом.

Скважинный центробежный насос наиболее популярен для использования в скважинах. Такие агрегаты имеют максимальные показатели производительности и мощности, при этом экономно потребляя электропитание.

— напор воды – до 195 литров;

— мощность – до 7500 Вт;

— производительность – до 300 л/мин.

— забор воды – нижний или средний.

При выборе погружного насоса необходимо учитывать его диаметр и диаметр скважины. Выбирайте мощность и производительность соответствующую потребностям, чтобы не тратить лишнюю электроэнергию. Защита от сухого хода у многих моделей не предусмотрена, что тоже нужно учитывать.

Требования к чистоте воды

Основная масса насосов чувствительная к чистоте качаемой жидкости и содержанию посторонних частиц. Требования достаточно высокие, из популярных серий насосов менее требовательный насос Водомет Джилекс – при работе допустимо содержание до 2 кг/м3 песка с максимальным размером частиц – 1,5 мм. Для сравнения популярные насосы марки Belamos допускают содержание примесей до 180 г/м3.

Для откачивания загрязненных вод, канализационных стоков выпускают специальные насосы. Для очистки воды от песка можно установить фильтр грубой или тонкой очистки. Устанавливать их лучше после реле давления и гидроаккумулятора.

Магистральный фильтр

Магистральный фильтр устанавливается непосредственно в систему подачи воды. Его задача: очистка воды от нежелательных загрязнений, смягчение жесткой воды, обеззараживание, снижение количества железа и даже получение дистиллированной воды.

В зависимости от поставленной задачи (смягчить воду или очистить) выбирают нужный тип фильтра. Модели можно комбинировать. Фильтры монтируются с помощью резьбовых соединений.

Гидроаккумулятор

Задача гидроаккумулятора в системе автоматического водоснабжения – поддерживать необходимое давление и напор воды и снизить частоту включения и выключения насоса. При включении крана вода подается из бака аккумулятора, насос при этом не включается. Таким образом, мы экономим ресурс насоса.

Гидроаккумулятор – это бак объемом от 24 литров и выше. Внутри он разделен мембраной, где вода занимает половину объема. Необходимое давление создается воздухом.

Существуют расчетные формулы по выбору гидроаккумулятора, учитывающие тип насоса, его мощность, количество потребителей, точек водозабора и расход воды.

Одна из расчетных формул: O = K*Rmax*(Dmax + 1)*(Dmin+1)/(Dmax-Dmin) — (P + 1)

— K — коэффициент мощности подключенного насоса.

— Rmax — максимальный расход воды (литров в минуту).

— Dmax — уровень давления воды в баке для выключения насоса (Бар).

— Dmin — граница давления воды для включения насоса (Бар);

— Р — давление воздуха в гидроаккумуляторе (Бар).

Коэффициент для насоса рассчитывается исходя из мощности привода, и составляет:

— при 0,55-1,5 кВт —0,2;

— при 2-3 кВт — 0,375;

— при 4-5,5 кВт — 0,625;

— при 5-9 кВт — 0,875.

Также можно воспользоваться статистикой для выбора нужного объема. Для 1-2 потребителей гидробак объемом 24-50 литров будет оптимален. Если в семье 3-4 человек – выбирают гидроаккумулятор до 100 литров.

Важно понимать, что гидробак не предназначен для хранения резерва воды, поэтому не нужно покупать литраж больше, чем требуется по расчетам. При увеличении потребителей и расхода воды можно купить дополнительный бак – объемы будут суммироваться.

Защита от сухого хода, реле давления

Большинство моделей насосов охлаждаются с помощью качаемой воды. При отсутствии подачи воды насос без автоматики продолжает работать и перегреваться, что приводит к выходу из строя. Часть насосов, имеющихся в продаже, оснащена встроенной защитой от сухого хода, но цена их может быть выше, чем приобретение насоса и защиты по отдельности.

Задача защиты от сухого хода одна – отключить насос при отсутствии воды. В автоматической системе подачи воды с такой задачей успешно справляется реле давления – прибор, отключающий насос при падении уровня давления до определенного уровня. Реле имеет заводские настройки параметров включения/выключения насоса, и могут подстраиваться пользователем индивидуально.

Другой принцип работы некоторых моделей реле – отключение насоса при уменьшении потока воды до заданного уровня. Такой прибор реагирует только на наличие воды, уровень давления он не учитывает. Поэтому в этом случае, созданная система подачи воды должна иметь максимальное давление.

Манометр

Манометр вместе с реле давления и защитой от сухого хода входит в блок управления насосной системой. Его главное предназначение – отслеживание уровня давления.

Бытовые манометры производят измерения в диапазоне 0-6 бар с точностью 0,2 бар.

Приборы различаются по расположению резьбового соединения для установки в систему.

1. Аксиальное подключение. Резьба расположена на задней части прибора.

2. Радиальное. Соединение вынесено на нижнюю часть корпуса. Оба типа оснащены внешней резьбой диаметром 1/4“.

Обратный клапан

Обратный клапан предотвращает обратное движение воды в трубе. Такое может случиться при остановке насоса, утечке воды и других технических неполадках. Установленный клапан перекрывает обратный путь, поэтому насосу после включения не нужно качать воду заново.

Комплектующие для подключения системы

Для монтажа автоматической системы водоснабжения потребуется прокладка труб от скважины или точки водозабора и соединение с собранной системой. Для соединения используются фитинги различных видов.

Подбор труб, шлангов и фитингов необходимо осуществлять исходя из конкретных параметров собранной системы.

Где установить насосную систему?

При установке насосной станции в помещении нужно позаботиться, чтобы приборы были не подвержены затоплению. Помещение должно быть утеплено для защиты от промерзания воды зимой. Нежелательно ставить станцию у стены из-за вибраций, под устройство можно положить резиновый коврик для амортизации колебаний.

Также станция может размещаться в специальной кессонной камере. Камера полностью герметична, монтируется ниже уровня промерзания земли и обязательно нуждается в утеплении. Кессонную камеру можно установить как можно ближе к скважине и на глубине, снизив нагрузку насоса на подъем воды.

Автоматика для скважины: основные виды, принцип работы и схемы подключения

Скважинные источники получения чистой воды относятся к категории индивидуального водоснабжения. Для этого нужно подключать поверхностные или погружные электрические насосы. Они отключаются при наполнении магистрали, потому что оборудование не может работать без перерывов. Для этого подключают автоматику, которая отвечает за управление циклами отключения и включения.

Автоматика для насоса поддерживает нормальную работу системы.

Что такое автоматика для скважины

Блок автоматики для погружных или поверхностных насосов — это современная электроника, которая включает в себя гидравлический аккумулятор, модули и манометр. Все они гарантируют правильную работу магистрали.

Функции автоматики на водяные насосы:

1. Управление. Все процессы осуществляются в автоматизированном режиме, без контроля и наблюдения.
2. Защита от гидравлических ударов. В магистрали создается водный запас на случай неисправности и поломки оборудования.
3. Электронные устройства срабатывают при отсутствии жидкой среды, отключают электрический ток.

Автоматика для насоса водоснабжения без гидроаккумулятора помогает предотвратить поломку оборудования, его преждевременный выход из строя.

Устройство автоматики для скважины.

Принцип действия и разновидности

Автоматика для насосной станции изменяет направление воды, поднимает ее по системе. Включение и отключение происходит без помощи человека. Реле реагирует на изменения напора.

Чтобы использовать погружной электрический насос, нужно установить отдельные узлы управления и гидравлический аккумулятор. Если установлены поверхностные агрегаты, то элементы управления монтируются на один каркас с учетом схемы обвязки.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика регулирует функционирование поверхностного и погружного электрического насоса. При его включении происходит отключение цепи питания в приборах, которые реагируют на любые изменения в подаче жидкости. Размыкание осуществляется при помощи контактов или усиленных радиодеталей для этой воды под большим напором.

Насосная станция в скважине.

Управление насосом по давлению

Реле для погружного насоса монтируют на водоподающую магистраль. Она крепится на штуцер, который располагается на гидравлическом аккумуляторе. Реле — это главный управляющий элемент. Его устанавливают во все системы подачи воды.

Оно помогает остановить поступление электричества, если повышается показатель давления в системе до верхней отметки. Мембрана смещается, потому что на нее давит жидкость. Механизм размыкает внутренние контакты. В корпусе предусмотрены регулировочные винты, которые можно настроить, выставить предельное значение давления внутри системы.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Принцип подключения реле давления с защитой от работы на сухую.

Помпа защищается от поломок при помощи реле, который отвечает за работу холостого хода. Этот автоматический элемент устанавливается рядом с другими узлами. Электрический прибор разрывает цепь подачи энергии в момент снижения напора внутри системы до максимального значения.

Задать границы срабатывания автоматики можно при помощи регулировочных винтов. Они находятся под крышкой. Для подключения проводов используют разъемы.

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы применяются в качестве отдельных деталей или встроенных в систему водоснабжения. Они замыкают или размыкают контакты во время изменения положения поплавковой головки.

Внутри есть шар, который давит на рычаг и контакты. Когда жидкость поступает в емкость, то отключается подача электричества, если достигнута верхняя граница. Поплавок не защищает насос, а предотвращает затопление дома.

Контролирование работы по уровню воды

Поплавок выключатель для насоса.

Когда в скважине снижается уровень воды, то помпа выходит из строя. Водяное охлаждение обмотки в двигателе отсутствует, если не предусмотрены датчики. Производители изготавливают погружные насосы, которые отключаются при отсутствии воды в скважине.

Электрические насосы с поплавковыми выключателями применяют исключительно в колодцах. В скважинном канале нет свободного места. Поплавок — это просто устройство, которое включает в себя металлический шар и рычаг.

Он замыкает контакты при отсутствии воды в системе прерывает поступление напряжения на обмотку электрического двигателя.

Пресс контроль

Это устройство управляет насосом. На его работу влияет уровень жидкости в трубопроводе. Пресс-контроль — намагниченный лепесток, который находится в воде. Когда жидкая среда проходит свободно, он располагается в приподнятом состоянии. При понижении уровня воды шторка опускается и происходит размыкание контактов геркона.

Выбор реле

Стандартное значение гидрореле составляет 1,5-3 бар. Оно настраивается регулировочными винтами. Для обеспечения водоснабжения высотного частного дома нужно дополнительно выставить все настройки.

Верхняя и нижняя граница срабатывания повышается. Марка реле для водоснабжения должна соответствовать напорному диапазону.

Из каких частей состоит автоматический блок

Автоматика делится на 3 основных группы. Главные отличия заключаются в технологических разработках, которые применяются во время изготовления, а также диапазоне функций.

Блоки управления второго поколения

Для автоматизированного управления насосом применяются простые узлы:

1. Реле давления и холостого хода. Мастера смогут самостоятельно выполнить установку и сделать настройку.
2. Гидравлический аккумулятор. Это емкость, где собирается вода. Ее объем колеблется в обозначенных пределах. Гидроаккумулятор поддерживает напор, компенсирует удары внутри системы.
3. Манометр. Это один из основных элементов, которые контролируют уровень давления, настройку гидравлического реле.

Устройство блока управления.

Помпа отключает оборудование, когда внутри труб нет воды или повысилось давление. Автоматика второго поколения на скважинные насосы может настраиваться. Есть световые индикаторы, которые сигнализируют о работе узлов, состоянии оборудования.

Третье поколение

Автоматические блоки управления третьего поколения.

Блоки управления третьего поколения — это продвинутая электроника, которая экономит электроэнергию. По принципу своей работы она не отличается от другой автоматики. Подключение должно выполняться специалистом, который сделает установку, правильно настроит блок.

Автоматика комплексно защищает оборудование от преждевременных поломок при сухом ходе, разрыве трубопровода, а также от резких скачков напряжения в сети. Отличие заключается в возможности делать точную регулировку и настройку.

Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки

Это комбинированное оборудование, которое обладает следующими особенностями:

1. Все узлы находятся рядом. Для монтажа не требуется много свободного пространства. Автоматику можно подключить самостоятельно, без помощи специалистов.
2. Приборы имеют широкий функционал для управления.

К преимуществам относят увеличение срока эксплуатации электрического насоса и остальных узлов. Автоматика для скважин помогает экономить электроэнергию, упрощает контроль, диагностические мероприятия, настройку и управление.

Недостатки — высокая стоимость автоматики, работа приборов только от электрической сети. Есть модели с датчиком сухого хода, который срабатывают при отсутствии воды в системе. Некоторые модели рассчитаны на подключение к указанной марке насоса, поэтому настройки ограничены и фиксированы.

Установка поверхностного электронасоса

Для установки поверхностного электронасоса, наружных станций требуется сделать и оборудовать скважину. В частных и загородных домах, на дачных участках рекомендуется делать кессон. Он бывает металлическим, пластиковым, бетонным. Такие конструкции отличаются между собой формой — круглые, квадратные или прямоугольные.

Экономичными вариантами считаются кессоны из пластика. Они имеют небольшой вес, легкие в обустройстве и монтаже. Но грунтовая вода может поднять материал наружу, поэтому произойдет разрушение конструкции. Для дачного дома можно купить бетонные кессоны, которые сделаны из отдельных колец. Этот материал пропускает воду, поэтому внутри конструкции будет влага.

Оптимальный вариант — использование металла, но он дорогостоящий, требует затрат при обустройстве и монтаже. Внутри кессона располагают водозаборное оборудование, гидравлический аккумулятор, насос. В поверхностных насосах глубина забора составляет не больше 9 м. Для подключения поверхностного оборудования нужна глубокая и большая яма.

Схема установки поверхностного электронасоса.

Повысить уровень давления воды в системе и защитить узлы сможет всасывающий патрубок. Его опускают на 1 м. После установки выполняют подключение, проверяют работоспособность оборудования и устраняют ошибки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Чтобы установить погружную помпу, требуется оголовок. Его помещают в кессонную яму с адаптером или оборудованием. Оголовок врезается в боковую часть обсадной трубы. Они бывают стальными (из нержавеющий, эмалированной, оцинкованной стали), асбестоцементные, пластиковые. Чтобы правильно выбрать материал, нужно участь глубину залегания грунтовой воды, технологию бурения, диаметр скважины, тип грунта.

Чтобы определить приблизительный горизонт, рассчитывают глубину скважины, проводят анализ химического состава воды. В частных домах устанавливают обсадные трубы из металла, которые имеют срок эксплуатации 10-15 лет. Единственная проблема заключается в появлении ржавчины, коррозии. Сталь выдерживает движение грунта.

Если владелец участка выбирает адаптер, который врезают в обсадную трубу, то автоматика и важные узлы должны размещаться в жилом доме. Можно построить отдельное хозяйственное строение. Автоматика должна работать в сухих условиях, чтобы влага не проникала внутрь узлов.

При выборе насоса один из главных критериев — это стоимость. Она зависит от уровня мощности и габаритов техники. Если монтируется недорогой электрический насос, то автоматика должна быть простой, с минимальным набором функций. Для нормального функционирования дорогостоящих аппаратов требуются настройки, которые связаны с частотным регулированием скорости.

Последовательность и рекомендации по подключению погружного насоса:

1. На вход насоса подключают ПВХ-трубу, которая выполняет функцию забора воды. Оптимальный диаметр должен составлять 25-35 мм.
2. С использованием фитинга на второй конец трубы крепят обратный клапан, опускают его вниз в скважину. Длина должна быть такой, чтобы основание погрузилось в воду минимум на 1 м. Если не соблюдать такое требование, то во время работы насоса в трубу будет поступать воздух вместе с водой.
3. Перед первым включением двигателя нужно заполнить водой заливное отверстие, заборную трубу.
4. Если подключения надежные и выполнены согласно установленным требованиям, то после включения насоса будет слышен характерный звук заполнения системы.

Система не должна работать на полную мощность. Насос будет функционировать не правильно, с регулярными и частыми перебоями. Существует вероятность непропорционального перерасхода электрической энергии, несрабатывания автоматики. При подключении проводки делают надежные и крепкие колодки клемм с соблюдением полярности насоса.