Что такое насосная станция и чем она отличается от насоса?

Когда нужно забрать воду из одного места и транспортировать ее в другое, к примеру, воду из колодца нужно доставить в дом, многие скажут: «нужен насос». Конечно, устройство по автоматической перекачке воды, которым является насос, лучшая альтернатива хождению по воду с ведрами и коромыслом. Но человек постоянно стремится повысить уровень своего комфорта и облегчение физического труда, вследствие чего появляются все новые и новые устройства и механизмы. Так сейчас многие, говоря об автономном водоснабжении, упомянут о необходимости подключения насосной станции, а не просто насоса.

Действительно, когда мы слышим впервые «насосная станция», возникает образ некоторого массивного сооружения или даже предприятия, как например электростанция, только с насосами. В действительности в быту насосной станцией называют небольшую систему, состоящую из нескольких элементов, среди которых главное место занимает насос, которая обеспечивает автоматическую подачу воды с постоянным давлением. Мы уже говорили о повышении бытового комфорта для человека, так вот, постоянный напор воды в водопроводе – это уже привычный для городского человека фактор комфорта. Обеспечение постоянного давления воды в водопроводе необходимо для постоянного напора воды в кранах, для равномерного смешивания горячей и холодной воды в смесителях, а также для корректной работы стиральных и посудомоющих машин. Природные источники воды, будь то колодец или скважина, не могут непрерывно давать постоянный объем воды, уровень воды в них падает при разборе и возобновляется через какой-то промежуток времени. Постоянно работающий насос, нагнетая воду в замкнутую систему водопровода, может скоро вывести её из строя или выйти из строя сам. Постоянная работа насоса требует много электроэнергии. Включение насоса при каждом потреблении воды, даже незначительном, не обеспечит ожидаемый уровень комфорта.
Для оптимизации работы насоса и поддержания определенного давления воды в водопроводе используют гидроаккумуляторы. Гидроаккумулятор – это устройство, представляющее собой металлическую емкость с резиновой перегородкой или грушей внутри, устроенной так, что с повышением объема воды, нагнетаемой в эту емкость, повышается давление, под которым вода находится в этой емкости. Таким образом, один раз заполнив водой гидроаккумулятор, он будет способен отдавать воду под давлением (с постепенно уменьшающимся) без каких-либо затрат электроэнергии.

Рисунок 1. Цикл работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор является вторым основным элементом насосной станции.

Насосная станция, как устройство призванное в автоматическом режиме обеспечивать подачу воды с постоянным давлением, содержит смонтированные в единый агрегат: насос, гидроаккумулятор и элементы автоматического управления работы насоса. Сам насос качает воду, гидроаккумулятор оптимизирует работу насоса и поддерживает давление и запас воды. Автоматика насосной станции в основном обеспечивает автоматическое выключение насоса при достижении требуемого уровня давления воды в водопроводе и автоматическое его включение при понижении давления ниже допустимого уровня. Различные модели автоматических насосных станций оборудуются различными элементами автоматики, призванными повысить безопасность и вариативность настроек работы насоса.

Рисунок 2. Классическая бытовая насосная станция типа UGP-1203SL

Различные производители выпускают различные модели автоматических насосных станций для воды, при этом компоновка основных элементов станции в большинстве случаев остается такой, как представлено на Рисунке 2.
Итак, автоматическая насосная станция является во многих случаях оптимальным решением задачи по обеспечению стабильной работы автономного водоснабжения, в том числе водоснабжения загородного дома. Единое устройство избавит Вас от сложностей компоновки всех необходимых элементов системы водоснабжения, их настройки и ошибок монтажа. Тем не менее, при установке и автоматической насосной станции необходимо знать, как ее подключить.
Как подключить насосную станцию?
В комплекте к почти любой насосной станции Вы найдете схему подключения и правила ее эксплуатации. При этом остается вопрос размещения автоматической насосной станции при ее включении в единую систему водоснабжения.
Основными факторами, определяющие место размещения насосной станции, являются:
• Подвод электроэнергии
• Удаленность от источника воды
• Удаленность от системы водопровода
• Звукоизоляция (шум от работы станции)
• Температура окружающей среды (работа только при положительных температурах)
• Простота доступа для технического обслуживания
• Сохранность оборудования
Принимая во внимание эти факторы, вы можете найти различные варианты размещения Вашей насосной станции. Приведем некоторые варианты размещения станции в системе автономного водобеспечения загородного дома:

— относительная сложность монтажа, сложность технического обслуживания, менее благоприятная рабочая среда по сравнению с теплым сухим помещением.

Обрати внимание на подготовку самой площадки, на которой будет фиксироваться насосная станция. В процессе работы станция создает определенный уровень вибрации. Надежное крепление насосной станции в случае размещения в колодце является очень важным.
Для снижения уровня вибрации рекомендуется при всех способах размещения при фиксации насосной станции к своему рабочему месту, использовать резиновую подложку, толщиной до нескольких сантиметров.

— относительная сложность технического обслуживания, дополнительное обеспечение сохранности, менее благоприятная рабочая среда по сравнению с теплым сухим помещением.

— удаленность от источника, необходимо пространство в периметре дома, возможная сложность доступа для технического обслуживания.

— удаленность от источника, необходимо пространство в периметре дома, возможная шумность.

Монтаж и установка автоматической насосной станции можно осуществить своими силами, имея небольшие навыки по выполнению сантехнических работ. Выбор же насосной станции лучше доверить специалистам, которые смогут произвести расчет требуемой мощности насоса и размера гидроаккумулятора на основании характеристик Вашей скважины или колодца, а также планируемого потребления воды.

По опыту фирмы Насосы Ампика, реальный срок службы реле давления (самых разных марок и фирм) в закрытом сыром непроветриваемом помещении составляет примерно 1,5-3 года, после этого срока электроконтакты превращаются в ржавую труху. Чтобы этого избежать, можно вынести реле давления наружу, но это требует лишних шлангов и проводов, к тому же механическое реле ощутимо щёлкает при срабатывании.

В заключении хотелось бы отметить, что все разнообразие существующих насосных станций не ограничивается описанными в этой статье, например бытовая станция водоснабжения может быть не только с питанием от сети 220 вольт, но и низковольтовой, питающейся от аккумулятора напряжением 12 или 24 вольта (они часто применяются для домов на колёсах, или в местах без промышленного электричества), например станция на базе насоса UP10
Бывают насосные станции и без гидроаккумуляторного бака, например:
— с блоком контроля потока (насос включается всегда, когда есть хоть малейшее потребление воды) AGP-1201S
— компактный моноблок со втроенными блоком пусковой автоматики и маленьким расширительным бачком Grundfos MQ
— с автоматом плавной регулировки частоты вращения вала насоса в зависимости от давления Espa Tecnoplus.

Кроме того, выше рассмотрены только станции водоснабжения с поверхностными самовсасывающими насосами. А ведь если источником воды служит скважина, то логично примерно такую же станцию сделать на основе специального погружного насоса Скважина. Насос будет бесшумно работать на глубине, а в доме останутся только бак, реле давления и соединительные элементы.

Но это все уже другая, но не менее интересная тема для новых статей.

Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения

Из чего состоит станция подачи воды

Для организации водоснабжения в частном доме магазины предлагают насосные станции в виде компактного блока из гидробака, блока автоматики и электронасоса. Также можно подобную установку подачи воды собрать из отдельных частей и оборудования. Оба варианта приемлемы, но лучше выбрать готовый комплект с гарантией производителя. Это обойдется дешевле и практичней при дальнейшем обслуживании. По устройству собранная в заводских условиях насосная станция водоснабжения отличается от поверхностного насоса наличием системы управления по значениям давления.

В состав входят следующие функциональные компоненты:

• Поверхностный электронасос.
• Гидроаккумулятор с ниппелем и внутренней резиновой “грушей”.
• Манометр.
• Реле давления.
• Соединительная арматура.

Для забора воды к ней подсоединяется всасывающая труба с обратным клапаном и сетчатым фильтром. А к выходному отверстию установки подключается магистраль, транспортирующая перекачиваемую жидкость к точкам потребления. При этом если станция имеет встроенный фильтр и клапан, то ими всасывающий шланг можно не дополнять.

Гидравлический мембранный бак вкупе с центробежным насосом способен поддерживать в водопроводе коттеджа давление в 1,5 атмосфер. Этого вполне достаточно для стабильной работы всей бытовой техники, которая устанавливается в частных домах. Причем большая часть моделей гидроаккумуляторов рассчитана на 4,5 атмосфер максимально возможного давления, чего с избытком хватает даже для коттеджа в два-три этажа.

Автоматическая станция компакта и не требует тяжелого бетонирования площадки под оборудованием. Самый большой ее элемент – это аккумулирующий воду бак. Однако для ее установки требуется отдельное помещение из-за создаваемого при работе гула. Чаще всего всю установку монтируют на первом этаже или в подвале, где удобней всего ее эксплуатировать и обслуживать.

Несколько дорогим, но вполне разумным решением для размещения оборудования может стать кессон, в котором может быть расположен как весь комплекс агрегатов, так и насос с автоматикой без гидробака, установленного в доме. Бюджет вариант расположения станции на даче предполагает устройство отдельного павильона, защищающего агрегат от атмосферного негатива.

Состав и особенности блока управления

В задачу управляющей насосной станцией автоматики входит отслеживание давления в системе и включение/выключение двигателя гидронасоса по мере необходимости. Для этого блок управления включает манометр и реле. Первый контролирует текущее давление, а второе – управляет насосом.

Основные элементы реле – две пружины. Большая настроена на замыкание контура при самом низком давлении в мембранном баке, когда в нем мало воды. А меньшая контролирует максимум давления, размыкая цепь при достижении последнего.

При покупке насосной станции для работы в контурах с вероятностью кратковременной работы без воды необходимо обратить вниманием на наличие устройства контролера потока. Он предназначен для предохранения двигателя от перегрева в случае отсутствия воды в водозаборе. В таких агрегатах блок управления ориентирован не на предельные значения давления, а на понижение потока.

Принцип работы насоса с гидроаккумулятором

Емкость мембранного бака подбирается с учетом объема водопотребления. Семейной паре вполне хватит варианта в 25–40 литров, а для семейства в несколько человек придется подбирать устройство от 100 литров. Баки менее 15 л и вовсе покупать рекомендуется только для сезонного использования на даче. Из-за постоянной подкачки воды мембрана в них быстро изнашивается.

В гидробак в исходном состоянии через ниппель (воздушный клапан) закачан воздух, создающий давление в 1,5 атм. Во время работы в мембрану под давлением закачивается вода, сжимающая воздушный «запас». При открытом кране сжатый воздух выталкивает воду.

Считается, что чем больше емкость, тем дольше прослужит насосное оборудование, потому что численность циклов включения/выключения сократиться. Однако бак большой вместительности стоит немало. По правилам гидробак подбирают на основании расчетов, исходя из указанных производителем значений давления включения и выключения, реального расхода воды при включенных одновременно водозаборных точках.

Резерв жидкости в гидравлическом баке обычно составляет около трети от общего объема емкости. Все оставшееся пространство отдано под сжатый воздух, который нужен для поддержания постоянного напора воды в трубах.

Если гидроаккумулятор в систему водоснабжения встраивается для минимизации связанных с гидроуарами рисков, то бак можно подбирать небольшого размера. В этом случае важен не объем емкости, а наличие мембраны и воздуха за ней. Именно они в случае чего примут на себя удар, сгладив его последствия.

Производительность насоса должна соответствовать объему мембранного бака (для емкости 20–25 л рекомендуется брать гидронасос на 1,5 м3/ч, для 50-ти литров – 2,5 м3/ч, а для резервуара на 100 л – не менее 5 м3/ч).

Работает автоматическая насосная станция в два цикла:

1. Сначала в гидроаккумулятор закачивается вода насосом из водозабора, создавая в нем избыточное давление воздуха.
2. При открытии крана в доме мембранный бак опустошается, после чего автоматика вновь запускает насосное оборудование.

Устройство гидроаккумлятора для насосной станции водоснабжения предельно просто. Он состоит из металлической корпуса и герметичной мембраны, которая разделяет все пространство внутри на две части. В первой из них находится воздух, а во вторую подкачивается вода.

После заполнения гидроаккумулятора реле отключает насос. Открытие крана в умывальнике приводит к тому, что выдавливаемая нажимом воздуха на мембрану вода начинает постепенно перетекает в систему водоснабжения. В какой-то момент бак опустошается до такой степени, что напор ослабевает. После этого опять включается насос, запуская цикл работы насосной станции по новой.

При пустом баке мембранная перегородка сминается и прижимается к фланцу входного патрубка. После включения гидронасоса мембрана расправляется водным давлением, сжимая воздушную часть и повышая в ней давление уже воздуха. Именно это взаимодействие газ-жидкость через изменяющийся барьер и лежит в принципе работы мембранного бака насосной станции.

Какое выбрать насосное оборудование

Насосные станции заводской компоновки идут с поверхностным гидронасосом, часто имеющим внутренний или внешний эжектор. Однако гидроаккумуляторы можно также использовать с погружным насосным оборудованием, но им присваивается несколько иной технический термин «насосная система».

В случае работы в тандеме со станцией мембранные баки могут быть меньше объемом, чем гидробаки для систем с погружными насосами. Это связано с тем, что у погружных насосных агрегатов число допустимых в час включений/выключений меньше, чем у поверхностных насосных машин.

Поверхностные насосы, имеющие внутренний эжектор, имеют серьезные ограничения по глубине водозабора. Они воду способны поднять только с 7–8 метров. Однако они выдают мощный водяной напор на выходе со столбом воды в 40–60 метров (4–6 бар).

Выбор места для станции водоснабжения

Выбирая месторасположение для насосной станции, необходимо ориентироваться на характеристики гидронасоса. Каждые десять метров горизонтальной трубы между источником воды и насосом снижают его всасывающие способности на 1 м. Если предполагается их разнесение на расстояние более десяти метров, то модель насосного агрегата нужно подбирать с повышенной глубиной всасывания.

Автоматическую станцию системы автономного водоснабжения можно расположить:

• на улице в кессоне возле скважины;
• в возведенном специально для насосного оборудования утепленном павильоне;
• в подвале дома.

Стационарный наружный вариант предусматривает обустройство кессона и прокладку от него напорной трубы до коттеджа ниже уровня промерзания грунта. При устройстве круглогодично эксплуатируемого трубопровода прокладка его ниже глубины сезонного промерзания обязательна. При устройстве временных летних магистралей на период проживания на даче трубопровод не заглубляется ниже 40 — 60 см или прокладывается на поверхности.

Если выполнить монтаж станции в цоколе или подвале, то не придется опасаться замерзания насоса зимой. Надо лишь всасывающую трубу проложить ниже границы промерзания грунта, чтобы она не перемерзла в сильные холода. Нередко скважину бурят прямо в доме, тогда существенно сокращается протяженность трубопровода. Но не в каждом коттедже подобное бурение возможно.

Установка насосных станций водоснабжения в отдельной постройке возможно только в случае эксплуатации оборудования в период положительных температур. Однако для районов с очень низкими зимними температурами такой вариант, предназначенный для функционирования круглый год, необходимо утеплять или устраивать систему отопления. Лучше сразу монтировать насосную станцию прямо в обогреваемом доме.

Возможные неполадки в работе установки

Если насос слишком часто включается и тут же отключается, то необходимо немедленно проверить давление воздуха в гидроаккумуляторе. При заниженных показателях надо будет оный подкачать. Но устранить проблему таким способом получится только в том случае, если мембрана и корпус бака не повреждены. Здесь уже поможет только обращение в сервисный центр к ремонтникам.

При появлении водных капель на ниппеле воздушного клапана гидроаккумулятор надо немедленно отсоединить от водопроводной системы. Это прямой признак повреждения мембраны. Без ее замены в подобной ситуации не обойтись. Воздух в водопроводную систему частного дома через мембранный бак поступать не должен.

Если насос вовсе не хочет включаться, то стоит посмотреть на регулировку реле давление. Бывают случаи, когда оно настроено на слишком высокое давление. Но возможен и вариант с попаданием воздуха во всасывающий шланг, что приводит к срабатыванию защиты от сухого хода.

В чем достоинства насосной установки с гидробаком

Насосный агрегат является неотъемлемой частью автономной системы водоснабжения. Он обеспечивает подачу воды из скважины либо колодца, водораздача которой дальше по коттеджу осуществляется за счет работы самого насоса, использования водонапорного бака либо применения гидроаккумулятора.

Гидропневматическая водоподъемная установка и водонапорная емкость предназначены для поддержания постоянного давления во внутридомовой системе водоснабжения.

Использование при раздаче воды по коттеджу только одного насоса сопряжено с множеством проблем. При такой компоновке автономного водоснабжения насосное оборудование вынуждено постоянно включаться/выключаться, из-за чего его срок службы резко сокращается. А в ситуации с отключением электроснабжения жилище вовсе остается без воды.

Чтобы уменьшить износ насосов и обезопасить дом на случай аварий на электрических сетях, в систему водоснабжения дома включается дополнительный накопитель. Это может быть водонапорный бак на чердаке, из которого вода до сантехнических приборов течет самотеком, либо поддерживающий напор в сети искусственным путем гидроаккумулятор (он же мембранный бак или гидробак).

В обоих случаях насос включается для формирования запаса воды в емкости. Только во втором случае запас создается в автоматическом режиме системой управления по параметрам давления. При этом, накопительный бачок позволяет создать резерв воды на случай отключения электропитания, а система с гидробаком без электроэнергии не будет работать вообще. Однако накопитель в наполненном состоянии отличается немалым весом и при установке в пределах чердака требует укрепления перекрытия и теплоизоляции.

Вариант с мембранным баком более удобен и практичен. Принцип работы системы водоснабжения с такой насосной станцией основан на искусственном поддержании водного напора в трубах. Сам насос, качающий воду из водозабора, включается только для заполнения емкости. Далее ее подача в систему осуществляется при помощи сжатого воздуха.

В отличие от варианта с расширительным баком гидропневматическая установка более компактна. Плюс использование гидроаккумулятора мембранного типа гарантирует отсутствие гидравлических ударов в сети и постоянный напор в трубах водопровода, а также упрощает обслуживание системы водообеспечения потребителей в частном доме.

Единственный недостаток насосных станций с гидроаккумулятором – это энергозависимость. Аккумулирующий воду бак часто имеет небольшие размеры в 25–50 литров. Насосу для его заполнения приходится включаться часто, а при отключении света резерва воды хватает не слишком надолго. Для того чтобы исключить подобные ситуации желательно запастись автономным генератором.