Оборудование для автономного водоснабжения загородного дома: принцип работы и преимущества использования

Бытовая насосная станция

Раньше для стабильного снабжения водой частного дома использовали насос в комплекте с накопительной емкостью, расположенной на чердаке. Или просто насос.

Первый вариант не обеспечивает достаточного давления воды, поступающей в систему самотеком, а второй чреват быстрым выходом из строя водоподъемного оборудования. Современные же насосные станции автономного водоснабжения решают обе проблемы, и делают жизнь в своем доме максимально комфортной.

О том, как они устроены, из чего состоят и как работают, расскажем в этой статье.

Устройство и основные узлы

Современный человек уже не может обходиться без ежедневного душа и автоматической стиральной машинки. И это минимум. Многие устанавливают в доме посудомойки, биде, ванны с гидромассажем. А этим приборам необходимо хорошее и стабильное давление в сети (см. Рабочее давление в системе водоснабжения: каким оно должно быть и как его повысить).

Если источником воды является колодец или скважина, лучшим решением станет установить оборудование для автономного водоснабжения дома в виде бытовой насосной станции.

Из чего состоит насосная станция

В состав такого оборудования чаще всего входят: центробежный поверхностный насос с мембранным баком и всасывающим шлангом, а также приборы для автоматического контроля давления в сети и его регулировки.

Каждый из этих элементов системы выполняет свою функцию:

• Фильтр не позволяет крупным частицам песка проникать в систему;
• Обратный клапан удерживает воду во всасывающей магистрали, не давая ей стекать обратно в источник;
• Насосы автономного водоснабжения с электрическим мотором, поднимают воду на поверхность и подают её в распределительную систему;
• Манометр позволяет контролировать давление в мембранном баке, и при необходимости регулировать его вручную.

Об остальных элементах стоит рассказать подробнее. Начнем с реле давления.

Реле давления

Этот узел отвечает за включение и отключение насоса, когда давление в системе падает или поднимается до заданных уровней. Минимального и максимального соответственно.

Основные элементы управления – это две пружины.

На фото показано реле со снятой крышкой, под которой находятся пружины

• Маленькая пружина отвечает за размыкание электрической цепи, и выключение двигателя насоса при достижении максимального давления;
• Большая пружина наоборот — замыкает контур, когда давление падает до критической отметки, включая насос.

Совет. Реле имеет заводские настройки, рассчитанные на способность запорной арматуры выдерживать определенное давление без ущерба для их прочности. Менять их нежелательно, но вполне возможно. Для этого нужно слегка поджать или отпустить пружины.

Схема настройки максимального и минимального значений давления

Гидроаккумулятор

За стабильное давление в системе водоснабжения отвечает мембранный бак или гидроаккумулятор (см. Гидроаккумуляторы для водоснабжения: обзор разновидностей, нюансы подбора и настройки). Это герметичная металлическая емкость, внутри которого находится резиновая «груша» или мембрана.

Гидроаккумулятор в разрезе

1. Внешний металлический корпус;
2. Внутренний резиновый резервуар;
3. Ниппель для подкачивания или стравливания воздуха;
4. Патрубок, через который станцию автономного водоснабжения подсоединяют к системе;
5. Воздушная камера;
6. Вода во внутреннем резервуаре;
7. Выход во внутридомовую систему распределения воды;
8. Подача воды от насоса.

Для справки. Гидроаккумулятор служит не только для поддержания давления, но и для предотвращения разрушительных последствий гидравлических ударов. Он гасит избыточное давление, не давая ему воздействовать на стенки труб и фитинги.

Использование мембранных баков позволяет значительно продлить срок службы насосов, который напрямую зависит от количества циклов включений и выключений, и времени, проходящего между ними. Кроме того, эти емкости обеспечивают запас воды на случай отключения электричества или недостаточного дебита источника.

Их выбор зависит от основной цели использования:

• Если это поддержание давления и защита от гидроударов, то достаточно бака небольшого объема (5-15 литров);
• Если же мембранный бак должен исполнять роль ещё и накопительной емкости, то его объем определяется исходя из потребностей семьи.

Обратите внимание. Чем больше объем резервуара, тем реже будут включаться насосы для автономного водоснабжения, а промежуток между циклами будет достаточным для отдыха и остывания мотора.

Выносной эжектор

Поверхностные насосы не способны поднимать воду с глубины более 8-9 метров, если они не оснащены внешним эжектором. Это устройство позволяет значительно увеличить высоту всасывания.

Однако мощность водоподъемного оборудования при этом падает, и они дают на выходе меньший напор, чем такой же насос с внутренним эжектором.

Понятно, что выбор зависит от уровня стояния воды в источнике. Во многих случаях, выбирать разумнее не между насосом с эжектором и без него, а между поверхностным и погружным оборудованием.

Принцип действия

Один конец всасывающего шланга опускается в колодец, а второй подключается к насосу, соединенному с мембранным баком. Вода при работе насоса закачивается в «грушу» гидроаккумулятора под давлением через входной патрубок, заставляя её растягиваться и увеличиваться в объеме.

Станция автономного водоснабжения – схема подключения

Занимая все больше места внутри бака, мембрана заставляет сжиматься воздух, находящийся между ней и металлическими стенками. Когда его давление становится максимально допустимым, реле отключает насос, и поступление воды прекращается.

При открытии водоразборного крана, насос сразу не включается, как это бывает при его использовании вне насосной станции. А вода в систему поступает из мембранного бака под давлением. Но по мере его опустошения, оно начинает падать. И в определенный момент, когда давление достигает предельного минимального значения, реле замыкает цепь и включает насос на подкачку воды в бак.

Станция с погружным насосом

В заводской сборке поставляются только станции с поверхностными насосами. Если же у вас глубокая скважина, то автономную систему водоснабжения с автоматическим управлением можно собрать своими руками из погружного насоса, гидробака и автоматики. Все это приобретается по отдельности и компонуется.

При этом следует знать, что у агрегатов погружного типа допустимое число включений и выключений в час обычно меньше, чем у поверхностных. Поэтому к ним нужно покупать мембранные баки достаточного объема. Большой запас воды позволит автоматике реже срабатывать на критические изменения давления в сети.

Сборка станции осуществляется через специальный штуцер с пятью выводами, к которому подключаются:

• Напорный шланг или трубопровод, соединенный с насосом в скважине;
• Реле давления;
• Манометр;
• Гидроаккумулятор;
• Выход в распределительную систему.

В отличие от поверхностных, погружные гидронасосы могут быть как центробежными, так и вибрационными, вихревыми или винтовыми.

Где поставить станцию

Выбор местонахождения станции автономного водоснабжения, зависит от её вида, типа насоса, сезонности эксплуатации.

• Если вы пользуетесь системой только летом, на зиму консервируя оборудование и продувая трубы, то прокладка трубопровода может быть поверхностной или мелкозаглубленной. Главное, чтобы поверхностный насос был надежно защищен от атмосферных осадков и механических повреждений. Этого требует инструкция по эксплуатации и здравый расчет на продолжительную работу агрегата.

Дачную насосную станцию можно установить в любом хозяйственном помещении

• Если же у вас загородный дом с круглогодичным проживанием, оборудование нуждается ещё и в защите от морозов. Поэтому, его устанавливают в отапливаемом помещении (подвале, хозблоке) или в утепленном кессоне над скважиной. А трубы от источника к дому прокладывают ниже уровня промерзания грунта.

Станция в доме, в помещении бойлерной

Обратите внимание. Автоматические станции водоснабжения во время работы издают достаточно ощутимый шум, поэтому их рекомендуется ставить в изолированных помещениях.

Все сказанное относится и к системам с погружными насосами, за исключением того, что от атмосферных осадков их прятать не нужно – они работают, будучи погруженными в воду. Там же их можно оставлять и на зиму, если вода в источнике находится на достаточной глубине и не замерзает.

Но для удобства обслуживания и нормальной работы автоматики, все остальные элементы должны находиться в сухом и теплом месте. Чаще всего это кессон, устроенный прямо над оголовком скважины.

Но нередко скважину бурят прямо в доме, на этапе его возведения. Подобный вариант был показан выше. Это очень облегчает эксплуатацию станции, не требуя строительства для неё отдельных утепленных укрытий. Но усложняет обслуживание и ремонт самой скважины.

Заключение

Станция автономного водоснабжения, состоящая из водоподъемного агрегата, гидроаккумулятора и автоматики – это самое современное решение для стабильного обеспечения питьевой водой загородного дома. Она сама и закачивает воду из источника, и создает её запас, и контролирует давление в системе, защищая её от гидроударов.

При правильном подборе и монтаже оборудования, оно работает как часы, практически не требуя к себе внимания, и не нуждаясь в постоянном контроле.

Если вы ещё не знакомы с принципом его работы, советуем посмотреть видео в этой статье и убедиться, что высокие по сравнению с покупкой одного насоса, расходы быстро окупаются продлением срока его службы и удобством эксплуатации.

Водоснабжение частного дома: источники, оборудование, материалы

Водоснабжение и водоотведение в коттедже

Как может быть организовано индивидуальное водоснабжение в частном доме? Сегодня мы познакомимся с возможными источниками воды, применяющимися схемами ее подачи, изучим оборудование и материалы для автономного и централизованного водоснабжения. В путь!

Источники

Вот перечень возможных источников воды для коттеджа:

• Магистральный водопровод;
• Так называемый дачный водопровод с подачей воды для полива по графику (как правило, 2-3 раза в неделю). В теплых регионах дачные водопроводы эксплуатируются круглогодично. В этом случае задача сводится к созданию резерва воды для ее непрерывной подачи;

Подключение к дачному водопроводу

• Колодец или скважина «на песок», использующие верхний водоносный слой. Преимущество этого решения — дешевизна, недостаток — невысокое качество воды, которая загрязняется поступающими с поверхности дождевыми и талыми водами, а также фильтрующимся через грунт содержимым расположенных по соседству выгребных ям и негерметичных септиков;

Обратите внимание: минимальное допустимое расстояние от колодца с питьевой водой до септика или выгреба — 50 метров.

• Артезианская скважина, эксплуатирующая водоносный слой, окруженный водоупорными пластами. Качество артезианской воды заметно выше, но выше и расходы на бурение скважины: ее глубина может достигать 70-100 метров;

Верховодная и артезианская скважины

• Наконец, если на вашем участке нет водопровода, а под ногами скальный грунт, водоснабжение дома может обеспечиваться привозной водой из емкости.

Кроме того: к унитазам и писсуарам допускается подача воды непитьевого качества, источником которой может быть любой открытый водоем или установленная под водостоком бочка.

Нормативные требования

Теперь пришло время изучить нормативные документы. Есть ли в них какие-то рекомендации относительно того, что нужно для водоснабжения частного дома?

Источником информации для нас послужит свод правил за номером 30.13330.2012, регламентирующий сооружение внутренних водопроводов и канализации. Для удобства читателя мы выделим актуальные для нашего случая пункты СП.

• Температура горячей воды на выходе из крана или смесителя должна лежать в диапазоне 60-75 градусов;
• При значительном расстоянии от водонагревателя до дальних точек водоразбора в системе горячего водоснабжение следует предусмотреть непрерывную циркуляцию воды;

Схема циркуляционного горячего водоснабжения

Комментарий автора: в этом случае вам не придется подолгу сливать воду в ожидании ее нагрева.

• Давление воды в местах ее разборе не должно быть выше 4,5 кгс/см2 и ниже значения, рекомендованного производителями сантехоборудования и подключенной к водопроводу техники;

Подсказка: вся бытовая и санитарная техника, с которой так или иначе сталкивался автор, сохраняла работоспособность при давлении свыше 0,3 кгс/см2. Именно это значение можно считать минимально допустимым.

• Если давление на вводе водоснабжения выше нормативного, ввод снабжается редуктором;

Редуктор на вводе воды в доме автора статьи

• При совместной прокладке водопровода и канализации трубы водоснабжения монтируются сверху. При совместной прокладке труб горячего и холодного водоснабжения разводка ГВС выполняется выше разводки ХВС;

Горячие трубы разводятся над холодными

• Длинные участки розливов и подводок ГВС, выполненные из полимерных материалов (прежде всего из полипропилена), должны снабжаться компенсаторами удлинения при нагреве;

Компенсатор удлинения на стояке горячей воды

• На холодном водоснабжении допускается использовать материалы с расчетным сроком службы при штатном давлении как минимум в 50 лет, на горячем — в 25. При этом гидравлическое сопротивление трубопровода не должно увеличиваться в процессе его эксплуатации;

Комментарий автора: это требование фактически запрещает использование стальных труб, подверженных коррозии и зарастающих отложениями.

• При среднесуточном расходе воды менее 10 кубометров (то есть практически в любом частном доме) диаметр водосчетчика на вводе должен быть равен 15 миллиметрам;

Диаметр счетчика — 15 мм

• Перед счетчиком устанавливается запорная арматура и фильтр грубой очистки.

Схемы и оборудование

Каким образом и с использованием какого оборудования можно обеспечить водоснабжение в частном доме своими руками? Реализация вполне предсказуемо зависит от источника воды.

Централизованное водоснабжение

Врезка в магистральный водопровод выполняется в водомерном колодце. Как правило, каждый коттедж имеет свой колодец; его строительство осуществляется за счет собственника дома.

Непосредственно после врезки монтируется водомер, включающий:

Латунный шаровый кран

Изображение	Описание
Запорную арматуру. Как правило, это шаровый кран: винтовые вентиля гораздо менее надежны и нуждаются в периодическом обслуживании (набивке сальника и замене прокладок), а пробковые краны не обеспечивают полного отсутствия утечек в закрытом состоянии.
Латунный фильтр для механической очистки воды Устройство крыльчатого водосчетчика	Водосчетчик. В его паспорте должно быть указано, что прибор способен работать в условиях затопления водомера.
Обратный клапан после счетчика исключит затопление колодца при его демонтаже	Опционально — второй кран или обратный клапан. Они позволят вам демонтировать счетчик для ремонта или поверки, не сливая воду из внутреннего водопровода.

Ввод воды в дом прокладывается ниже уровня промерзания грунта. Его лучше смонтировать полимерной трубой без армирования (полиэтиленовой или полипропиленовой): эти материалы благодаря своей эластичности переносят без разрушения подвижки грунта и даже разморозку с последующим оттаиванием.

Ввод выполнен полиэтиленовой трубой

Дачный водопровод

Как провести водоснабжение в частном доме, если вода подается по графику?

Для того, чтобы обеспечить ее круглосуточную подачу, нам понадобится накопительная емкость. Как правило, для хранения запаса воды используются баки из пищевого полиэтилена. Объем бака равен произведению среднесуточного потребления на максимальный промежуток между включениями дачного водопровода.

За автоматическое наполнение накопительной емкости при подаче воды отвечает заливной поплавковый клапан.

Поплавковый клапан наполняет бак при подаче воды в водопровод

Водоснабжение из бака может быть организовано двумя принципиально разными способами:

1. Самотеком;
2. С помощью насосной станции.

В первом случае бак устанавливается на чердаке дома или под потолком его верхнего этажа. Водопровод подключается к его нижней врезке через кран, позволяющий осушить систему водоснабжения без слива воды из емкости.

Подключенная к водопроводу емкость с водой в мансарде обеспечивает приемлемый напор этажом ниже

Такая схема проста, энергонезависима, безотказна, но имеет несколько довольно неприятных недочетов:

• Зимой баку, установленному на холодном чердаке, потребуются утепление и кабельный обогрев;
• Напор воды в 3-4 метра покажется комфортным далеко не всем;
• В доме с деревянными перекрытиями запас воды будет ограничен их несущей способностью.

Все эти проблемы успешно решаются путем покупки насосной станции. Так называется установка для водоснабжения частного дома, состоящая из центробежного насоса, гидроаккумулятора и автоматического реле давления.

Насос создает напор, реле управляет его работой в зависимости от текущего давления в водопроводе, а мембранный бачок исполняет роль ресивера, стабилизируя давление и увеличивая ресурс насоса за счет сокращения количества его запусков.

Схема водоснабжения из емкости с подачей воды насосом

Именно такая схема реализована в доме автора статьи в качестве резервной на случай аварийных отключений воды.

На фото — пример водоснабжения частного дома с резервной емкостью и насосной станцией

Вот смета водоснабжения частного дома:

Материал или изделие	Стоимость, рубли
Вертикальная полиэтиленовая емкость объемом 500 литров	4900
Насосная станция (600 Вт, 20 литров)	5290
Поплавковый клапан	390
Арматура (обратные клапаны, шаровые краны, резьбовые переходники и т.д.)	2000 (с округлением, чеки не сохранились)
Полипропиленовые трубы и фитинги к ним	1000 (с округлением)
Итого	13580

На что следует обратить внимание при монтаже такой схемы:

• Поплавковый клапан подключается непосредственно к вводу воды в дом или к дачному водопроводу, до остальных точек водоразбора;
• После врезки для подключения заливного клапана на вводе устанавливается обратный клапан или шаровый кран. Обратный клапан обеспечит автоматическое переключение с водопровода на емкость и обратно, зато перекрытый кран заставит воду в накопительном баке непрерывно обновляться даже при стабильном давлении на вводе;

Обратный клапан установлен после врезки для подключения резервной емкости

• Еще один обратный клапан должен стоять между насосной станцией и емкостью. Без него находящаяся в гидроаккумуляторе под давлением вода вернется в емкость сразу после отключения насоса;

Второй обратный клапан стоит перед всасывающим патрубком насоса

• Участок трубопровода между баком и насосной станцией должен иметь такой же внутренний диаметр, как и всасывающий патрубок насоса. Занижение сечения трубы приведет к падению производительности станции.

Диаметр трубы перед насосом — 32 мм, после — 20 мм

Капитан Очевидность подсказывает: водоснабжение привозной водой из емкости тоже реализуется одним из описанных выше способов — самотеком или с помощью насосной станции.

Колодец

Теперь давайте разберем порядок водоснабжения в частном доме из колодца или неглубокой (до 20-25 метров) скважины.

Оборудование, отвечающее за подъем воды и создание напора, нам уже знакомо — это насосная станция. Здесь стоит сделать небольшое отступление.

Большинство насосных станций имеет глубину всасывания воды, равную 8 метрам. Ограничение связано не с параметрами насосов, а с величиной атмосферного давления: именно оно обеспечивает подъем воды во всасывающей трубе, когда в ней создается разрежение.

Справка: избыточное давление в атмосферу (то есть при абсолютном вакууме во всасывающей трубе) может поднять воду на высоту 10 метров.

Расчет высоты столба воды при давлении в одну атмосферу

Однако это ограничение успешно обходится производителями насосных станций с внешним эжектором. Они используют для подъема воды с глубины до 25 метров эффект Бернулли (падение гидростатического давления в струе жидкости или газа по мере роста скорости потока).

Наглядная демонстрация эффекта Бернулли

Вода с избыточным давлением подается насосом к эжектору и при перетоке во всасывающую трубу увлекает за собой воду из скважины или колодца.

Насосная станция с наружным эжектором

Важно: всасывающая труба насосной станции снабжается обратным клапаном и фильтром для защиты от песка. Без обратного клапана вода из гидроаккумулятора будет сливаться обратно сразу после выключения насоса.

Скважина

При значительной глубине скважины для подъема воды используется погружной насос.

Двухступенчатый погружной насос

Создаваемый насосом напор рассчитывается как сумма нескольких значений:

• Расстояния от поверхности грунта до зеркала воды;
• Высоты над грунтом верхней точки водоразбора;
• Избыточного напора (10-15 метров);
• Запаса в 10-20 метров (в зависимости от расстояния между домом и скважиной), компенсирующего гидравлические потери на вводе.

Помимо насоса, за водоснабжение частного домовладения отвечают:

• Обратный клапан на выходе насоса;

Сразу после выходного патрубка скважинного насоса стоит обратный клапан

• Мембранный бак-ресивер;
• Реле давления.

Кроме того: ресурс насоса может заметно увеличить частотный преобразователь для водоснабжения частного дома. Он обеспечивает плавный пуск электромотора и управление его оборотами в зависимости от текущего расхода воды.

Частотный преобразователь для однофазного насоса

Очистка воды

Как уже упоминалось, вода из колодцев и неглубоких скважин часто не соответствует требованиям действующих СанПиН к питьевой воде и нуждается в доочистке. Фильтр для водоснабжения частного дома может быть установлен на вводе или непосредственно в точке разбора питьевой воды (как правило, на кухне).

Вторая схема заметно увеличивает ресурс сменных картриджей фильтра: вода для хозяйственных нужд в очистке не нуждается.

Осмотический фильтр с гидроаккумулятором расположился под кухонной мойкой

На мойке установлен отдельный кран с питьевой водой

Горячее водоснабжение

За нагрев воды могут отвечать:

Прибор	Описание и ключевые свойства
Для нагрева воды в теплоизолированном баке используется ТЭН. Бойлер обеспечивает исключительно стабильную температуру воды, но лидирует по стоимости киловатт-часа тепловой энергии (3-6 рублей в зависимости от местных тарифов). Часть энергии тратится на компенсацию утечек тепла через стенки бака.
Бойлер косвенного нагрева	Бак с теплообменником подключается к отопительной системе и использует для нагрева воды теплоноситель. Летом теплоноситель циркулирует по малому контуру — от котла к бойлеру. Прибор работает с любым типом котлов.
Проточный электрический нагреватель	Для него характерны значительная нагрузка на проводку (мощность приборов варьируется от 3,5 до 24 кВт), компактность и относительная экономичность по сравнению с бойлером: проточнику не нужно поддерживать заданную владельцем температуру воды в баке. Регулировка температуры воды на выходе у младших моделей водонагревателей оставляет желать лучшего: она настраивается ступенчатым изменением мощности и настройкой напора с помощью крана.
Проточный газовый нагреватель (колонка или двухконтурный котел)	Нагрев воды газовым оборудованием наиболее экономичен (до 70 копеек за киловатт-час тепла). К недостаткам можно отнести низкую точность регулировки температуры у энергонезависимых котлов и колонок с механическими термостатами.

Материалы

Какие материалы применяются для разводки воды в коттедже?

Давайте вспомним, с какими параметрами работает система автономного водоснабжения.

• Давление не превышает 4,5 кгс/см2. При необходимости (например, при подключении коттеджа к магистральному водопроводу в условиях многоэтажной застройки) оно ограничивается редуктором давления;

Типичное давление в водопроводе ХВС

• Температура горячей воды устанавливается владельцем и не превышает 75 градусов;
• Гидроудары в небольшом замкнутом контуре исключены.

Раз так, системе водоснабжения не нужен значительный запас прочности. При ее монтаже можно использовать недорогие полимерные и композитные материалы, обладающие солидным сроком службы при минимальной стоимости:

• Полипропиленовые трубы с фитингами под приварку;

Разводка воды в доме автора выполнена полипропиленовыми трубами

• Металлопластиковые трубы с компрессионными и пресс-фитингами;
• Сшитый полиэтилен (PEX) на компрессионных фитингах и использующих эффект молекулярной памяти штуцерах;
• Термостойкий полиэтилен PERT с муфтовыми привариваемыми фитингами.

Полезно: последние два материала обычно применяются для скрытой коллекторной разводки воды.

Скрытая коллекторная разводка выполняется трубами PEX

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на накопившиеся у уважаемого читателя вопросы. Видео в этой статье позволит вам узнать больше о том, как может быть реализовано водоснабжение и водоотведение частного дома. Успехов!