Насосные станции без гидроаккумулятора и с гидроаккумулятором: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

Для подъема воды из скважины или колодца, а также для ее дальнейшей транспортировки по трубам автономной системы водоснабжения загородного дома или дачи может использоваться насосное оборудование различных типов. Достаточно часто в этих целях применяют насосную станцию без гидроаккумулятора или установку, оснащенную гидробаком.

Насосные станции без гидроаккумулятора

Насосные станции с гидроаккумулятором, которые отличаются более сложной конструкцией, если сравнивать их с устройствами без гидробака, кроме стабильности напора транспортируемой ими по трубопроводу жидкой среды, способны обеспечить бесперебойность ее подачи в течение некоторого времени даже в тех случаях, когда сам насос не работает из-за поломки или сбоя в сети электроснабжения.

Принцип действия насосных станций с гидробаком

Насосная станция с гидроаккумулятором, используемая для откачивания из подземного источника и дальнейшей транспортировки по трубопроводу воды, – это целый комплекс технических устройств, основным из которых является водяной насос.

Устройство насосной станции с гидробаком

Принцип действия насосной станции с гидроаккумулятором заключается в следующем.

• По помещенному в скважину или колодец шлангу, оснащенному фильтром грубой очистки и обратным клапаном, вода откачивается из подземного источника и направляется в гидроаккумулятор. Гидробак, представляющий собой емкость с мембраной, разделяющей в нем жидкую и воздушную среды, отвечает за циклы включения и выключения насосного оборудования.
• Вода поступает в гидроаккумулятор до полного натяжения мембраны, с другой стороны которой находится половина емкости с воздухом, закачанным под определенным давлением.
• Как только та половина гидробака, в которую поступает вода, заполняется до предела, реле давления насосной станции автоматически отключает работу насоса.
• После того как вода из гидроаккумулятора начинает поступать в трубопроводную систему, давление жидкости в гидробаке падает до критического значения, а реле давления подает сигнал на включение насоса.

Принцип действия гидроаккумулятора

В зависимости от того, какое количество человек проживает в доме, для водоснабжения которого используется насосная станция, выбирается емкость гидроаккумулятора в диапазоне от 20 до 500 литров и даже более.

Преимущества и недостатки насосных станций с гидроаккумулятором

Если говорить о достоинствах, которыми обладает насос с гидроаккумулятором, то к наиболее значимым из них обычно относят следующие.

1. В водопроводах, обслуживаемых насосными станциями с гидроаккумулятором, который всегда заполнен, обеспечивается постоянное наличие воды.
2. Гидроаккумулятор для насосной станции, основным конструктивным элементом которого является мембрана, создающая требуемый напор жидкой среды в системе, обеспечивает подачу воды в трубопровод даже в тех случаях, когда не функционирует насос. Однако вода в трубопровод при неработающем насосе будет поступать только до того момента, пока она не закончится в емкости гидробака.
3. Использование гидроаккумулятора позволяет исключить такое негативное явление, как гидроудар в трубопроводной системе.
4. Насосы для воды, эксплуатируемые в комплекте с гидробаком, отличаются более длительным сроком службы, так как работают в более щадящем режиме, включаясь только в те моменты, когда уровень жидкости в гидроаккумуляторе падает до критической отметки.

Для обеспечения эффективной работы насосной станции, оснащенной гидроаккумулятором, очень важно, чтобы реле давления, которое на ней установлено, было правильно отрегулировано.

Для любой системы водоснабжения можно подобрать подходящий гидроаккумулятор

Среди недостатков насосных станций с гидробаком можно выделить следующие.

1. Необходимо отвести приличную площадь для установки такого оборудования, что объясняется большими габаритами гидроаккумулятора.
2. При выходе из строя реле давления площадка, на которой установлено такое оборудование, будет заливаться водой.
3. Особенности устройства гидробака предполагают необходимость регулярного (раз в 2–3 месяца) стравливания воздуха из его емкости, что обеспечивает эффективность работы такого оборудования (устройство гидроаккумулятора предполагает наличие специального клапана для этой процедуры).

Виды гидроаккумуляторов для оснащения насосных станций

В оснащении насосной станции для дома могут использоваться различные виды гидроаккумуляторов. Отличаться друг от друга такие устройства могут не только своей емкостью, но и конструктивным исполнением. Так, по последнему параметру различают гидроаккумуляторы двух основных типов:

• вертикальные (их конструктивная схема предполагает, что клапан, через который стравливается скапливающийся воздух, располагается в верхней части бака);
• горизонтальные (чтобы снизить воздушное давление в гидроаккумуляторе данного типа, используют специальный кран, устанавливаемый с тыльной части бака).

Гидробаки могут быть с мембраной или с грушей

Для того чтобы понять, как работает гидроаккумулятор, необходимо узнать, из чего состоит такое устройство. Основными элементами конструкции гидроаккумулятора являются:

• бак, который изготавливается преимущественно из металла;
• мембрана для гидроаккумулятора, которая разделяет его бак на две половины;
• ниппель, через который в гидроаккумулятор закачивается воздух;
• выходной патрубок, через который находящаяся в гидроаккумуляторе вода поступает в трубопроводную систему.

Устройство гидроаккумулятора насосной станции

Более подробно принцип работы гидроаккумулятора, который обязательно функционирует в паре с реле давления, можно описать следующим образом.

• Закачиваемая в бак устройства вода сжимает мембрану, с обратной стороны которой (в другой половине бака) находится воздушная среда, характеризующаяся определенным давлением.
• Давление воздуха, находящегося в одной половине гидробака, через мембрану воздействует на воду во второй половине емкости, также создавая в ней давление, способствующее выдавливанию жидкой среды через выходной патрубок под определенным напором.

Фазы работы гидробака

Как становится понятно из принципа работы гидроаккумулятора, в системе водоснабжения такое устройство обеспечивает поддержание постоянного напора жидкой среды.

Насосные станции без мембранного бака

Водоснабжение также можно организовать с помощью насосных станций без гидроаккумулятора. Если для этого используются хороший насос и вся необходимая автоматика для насоса, то такое оборудование вполне способно обеспечить транспортировку воды по трубопроводной системе под постоянным напором. Устройство насосной станции водоснабжения данного типа включает в себя насос, а также приборы контроля и механизмы управления, которые обеспечивают его работу в автоматическом режиме.

Принцип работы насосной станции, в оснащении которой отсутствует гидроаккумулятор, заключается в следующем: при открывании крана на любой из водозаборных точек датчики и реле, установленные на таком оборудовании, автоматически включают насос, который начинает откачивать воду непосредственно из подземного источника – скважины или колодца. Как только кран закрывается, насос автоматически перестает работать. Таким образом, принцип действия данных насосных станций достаточно прост, что определяет как плюсы, так и минусы этого оборудования.

Схема водоснабжения дома без гидроаккумулятора

К достоинствам насосных станций, не оснащенных гидроаккумулятором, следует отнести компактные размеры, а также то, что они способны создавать поток жидкости с бóльшим напором, чем станции, оснащенные гидробаком. Из минусов станций данного типа следует отметить то, что насосы в них работают в более интенсивном режиме и, соответственно, значительно быстрее выходят из строя, чем в станциях, оснащенных гидроаккумулятором. Кроме того, такие станции не могут обеспечить подачу воды в трубопроводную систему в тех случаях, когда возникают перебои с электроснабжением и насос перестает работать.

Автоматическая насосная станция без гидроаккумулятора с электронным контроллером, обеспечивающим поддержание постоянного напора и исключающим частые включения-выключения насоса

Насосные станции без гидроаккумулятора целесообразно использовать тогда, когда водопроводной системой, которую они обслуживают, пользуется не более двух человек. Когда же в загородном доме или на даче живет большее количество людей, такие станции лучше не применять, отдав предпочтение оборудованию, оснащенному гидробаком.

При установке любого насосного оборудования, описанного выше, следует надежно защитить его от воздействия низких температур. Это позволит избежать замерзания воды в трубопроводной системе и, соответственно, даст возможность пользоваться насосной станцией в круглогодичном режиме.

Насос для скважины без гидроаккумулятора

Станция с гидроаккумулятором и без него

Подъем воды с глубинных источников или домашних колодцев требует устройства специального оборудования, которое обеспечит бесперебойную подачу жидкости в систему водоснабжения. Но при этом еще и важно поддерживать оптимальное давление в системе водоснабжения. С поставленной задачей такого плана отлично справляется насосное оборудование с гидроаккумулятором (но можно использовать станцию и без гидробака).

Устройство представляет собой четкий механизм, обеспечивающий постоянное наличие воды в системе и предотвращающий возникновение воздушных пробок в трубах. В результате полностью исключен гидравлический удар в системе. Кроме того, такой механизм способен работать некоторое время даже без электричества.

Принцип работы насосной станции

Частная станция для подъема воды с глубины и транспортировки её по трубам к каждой сантехнической точке — это комплекс оборудования, соединенный по схеме

Частная станция для подъема воды с глубины и транспортировки её по трубам к каждой сантехнической точке — это комплекс оборудования, соединенный по схеме. Работа агрегата происходит по такому принципу:

• Сначала шланг, оснащенный сетчатым фильтром и обратным клапаном, при помощи включенного эжекторного поверхностного насоса забирает воду из скважины или колодца и отправляет её в гидробак.
• В свою очередь именно гидробак в дальнейшем контролирует циклы включения и выключения станции, поскольку является резервуаром, поделенным надвое специальной мембраной. В одну половину гидробака станции попадает вода до полного натяжения мембраны. С другой её стороны находится воздух под давлением. Как только водная половина станции заполнена до предела, насосу поступает сигнал на отключение (посылает его реле давления, которое контролирует уровень наполненности бака). Как только вода покидает пространство бака станции и отправляется в дом по трубам, давление в системе падает и по достижении критической отметки реле давления посылает сигнал насосу на включение. Гидробак станции снова наполняется.

Важно: ёмкость гидроаккумулятора (гидробака) может варьироваться от 20 литров до 500 и более (в зависимости от количества человек, проживающих в доме и от потребностей семьи).

Преимущества и недостатки насосной станции

Станция обеспечивает постоянное наличие воды в системе водопровода частного дома, благодаря заполненности гидроаккумулятора

Если вы решили устанавливать насос с гидроаккумулятором, то налицо будут такие преимущества:

• Станция обеспечивает постоянное наличие воды в системе водопровода частного дома, благодаря заполненности гидроаккумулятора.
• Именно благодаря гидроаккумулятору, который подает воду в трубы при помощи мембраны, станция может некоторое время работать даже при отсутствии электричества (но лишь до тех пор, пока вода в баке не закончится).
• Станция предотвращает образование гидравлического удара в трубах.
• Износ насосного оборудования станции, оснащенной гидроаккумулятором, будет не таким скорым, как у станции без гидробака, поскольку каждый насос имеет в резерве определенное количество циклов включения и выключения. Гидробак дает насосу в этом случае отдыхать и сокращает число включений/выключений. Таким образом, жизнь насоса будет продлена.

Важно: для того чтобы насосная станция работала чётко, как часы, необходимо обязательно установить на систему реле давления и отрегулировать его в требуемом порядке.

К недостаткам насосной станции с наличием гидроаккумулятора можно отнести:

• Большие габариты гидробака и необходимость отведения места под него;
• При этом гидроаккумулятор необходимо устанавливать выше уровня помещения, а это создает дополнительные трудности при монтаже станции;
• Риск затопления дома в случае выхода из строя реле давления или мембраны.
• Кроме того, мембрана каждого гидроаккумулятора подвержена скоплению воздуха в ней. В результате эффективность работы бака снижается. Чтобы наладить работу оборудования станции придётся 1 раз в 2-3 месяца стравливать скопившийся в станции (баке) воздух через специальный клапан. Такая профилактика продлит срок службы оборудования в разы.

Виды гидроаккумуляторов

Насосная станция с подключенным гидроаккумулятором может быть оснащена баком любой формы

Насосная станция с подключенным гидроаккумулятором может быть оснащена баком любой формы. В современных точках продаж можно найти такие:

Вертикальные. В таких баках клапан для стравливания скопившегося воздуха располагают в верхней части бака.

Горизонтальный. Для откачивания собравшегося воздуха здесь предусмотрен специальный кран с тыльной части гидроаккумулятора.

Важно: гидробаки ёмкостью до 50 литров освобождаются от скопившегося воздуха методом полного слива воды из резервуара.

Станции без гидробака

Если вы решите использовать насосную станцию и при этом не подключать к ней гидробак, то такое оборудование также имеет право на жизнь и функционирует вполне прилично

Если вы решите использовать насосную станцию и при этом не подключать к ней гидробак, то такое оборудование также имеет право на жизнь и функционирует вполне прилично. При этом единственным минусом будет постоянное включение/выключение насоса в момент открывания крана. Ясно, что такая работа способна вывести из строя насос в разы быстрее. Либо в какой-то момент произойдёт его сгорание (от этого не застрахован ни один даже самый надёжный насос от европейского производителя).

Кроме того, здесь запаса воды станция не обеспечивает и поэтому при отключении электричества вероятно отсутствие воды.

Важно: использование станции без гидробака актуально для семьи из двух человек.

Плюсом такой установки является её компактность и гораздо больший напор воды в системе.

Несколько советов по установке любой насосной станции

Периодически необходимо проводить профилактический осмотр оборудования, чтобы избежать возможных поломок

В любом случае насосная станция должна устанавливаться в защитном кессоне, чтобы быть защищенной от холода. Чтобы избежать замерзания воды в системе, трубы водопровода укладывают ниже уровня промерзания грунта. Для большей надёжности их можно утеплить.

Периодически необходимо проводить профилактический осмотр оборудования, чтобы избежать возможных поломок. И выбирать сам насос необходимо в соответствии с потребностями семьи в воде и с возможностями вашего источника (глубина, дебит, необходимый напор и пр.).

Выбор автоматики для скважинного насоса

Иметь автономное водоснабжение на участке — это очевидное преимущество. Пользование водой со скважины будет действительно удобным, если установлена автоматика для насоса: она позволяет существенно упростить процесс добычи воды.

Установить автоматику для насосов водоснабжения своими руками не представляется трудоемким — для этого не требуется специальное техническое образование. Достаточно изучить, какой бывает автоматика для скважинного насоса, определить бюджет на решение данной задачи, изучить руководство по монтажу выбранной системы.

Следует отметить, что имеет смысл ставить именно глубинный насос с автоматикой. Для поверхностного, который используется для полива придомовой территории и огородных насаждений, автоматизация является неоправданными затратами — его не составит труда включить и выключить самостоятельно.

Сперва необходимо узнать, чем оборудован уже имеющийся в эксплуатации скважинный насос (или тот, который планируется приобрести). Многие производители изготавливают оснащение с определенной базовой защитой — от перегрева, от «холостого» (сухого) хода, также некоторые модели оборудованы поплавками.

Выбирать автоматику для дренажного насоса необходимо ориентируясь на уже имеющийся функционал. Дублирование функций ни к чему, тем более, оно приведет к удорожанию системы. Современная автоматика представлена тремя базовыми категориями — поколениями.

Оборудование 1 поколения

Оно устанавливается довольно быстро, поскольку состоит всего из трех элементов:

• 1 эл. — блокиратор сухого хода — защищает мотор от перегревания, так как при перекачивании воды жидкость служит охлаждающим агентом для мотора, вырабатывающего энергию, и работа всухую приводит к быстрому перегреву и поломке глубинного насоса;
• 2 эл. — гидроаккумулятор — работает как накопитель жидкости и является незаменимым элементом цепи;
• 3 эл. — реле давления воды для насоса имеет встроенный манометр, с помощью которого и настраивают параметры срабатывания контактов.

Работает оборудование 1 поколения просто: когда начинается процесс расходования воды, снижается давление в гидроаккумуляторе. При снижении данного показателя до нижней грани реле передает сигнал двигателю на запуск закачивания, а при увеличении давления до верхней грани реле автоматически отключает скважинный насос.

Благодаря наличию гидроаккумулятора всегда остается определенный запас воды — это удобно при отключении электроэнергии.

Среди оборудования данной категории стоит выделить продукцию «Джилекс», в частности «Джилекс Краб». Оборудование «Джилекс» представляет собой не отдельные элементы системы, а цельный блок со встроенным гидроаккумулятором. Благодаря этому монтаж «Джилекс» становится еще проще — комплекс за несколько минут устанавливается на насосы для скважин.
Помимо «Джилекс» хорошо зарекомендовали себя такие системы как «Водолей» и «Акваробот Турбипресс».

Рис. 1. Пример автоматика — насос «Джилекс Краб 50».

Оборудование 2 поколения

Такой автоматический насос для воды является более современным и компактным: он включает в себя собственно блок управления скважинным насосом и набор датчиков, расположенных внутри трубопровода. Оборудование 2 поколения работает без гидроаккумулятора. Правда, чтобы его подключить, требуются хотя бы минимальные знания электротехники.

В блоке управления погружным насосом реализована электронная навигация. Он принимает сигналы датчиков, что позволяет осуществлять управление электронасосами практически без личного участия. Данное оборудование состоит из двух элементов:

• 1 эл. — электронный блок автоматики погружного насоса;
• 2 эл. — датчики системы.

Поскольку гидроаккумулятора в системе нет, вода накапливается непосредственно в трубопроводе. При снижении давления установленный в нем датчик подает сигнал блоку управления, который запускает автоматический насос для воды, что, при помощи вибрационных движений, осуществляет забор воды. Когда напор доходит до нужной отметки, помпа приостанавливает свою работу.

Работа оборудования как 1, так и 2 поколения базируется на напоре воды. Но за счет электронного управления оборудование для глубинного водопровода данной категории имеет более высокую стоимость.

Рис. 2. Комплекс «Brio 2000-M»

Оборудование 3 поколения

Наиболее современной и, соответственно, наиболее эффективной является автоматика для погружного насоса именно этого класса. Схема работы данного оборудования для скважины принципиально отличается от работы техники предшествующих поколений: в отличие от них, забирающих воду в колодце всегда на максимальной мощности двигателя, новейшее оснащение имеет более тонкие настройки. Датчики реагируют на количество забранной холодной воды из накопленного объема и на основании полученных данных регулируют мощность работы двигателя. Благодаря этому он полностью защищен от основной массы поломок, таких как перегрев от работы всухую либо сгорание обмоток в случае перепада напряжения.

Также особенностью данной системы, обслуживающей погружные насосы, является частотное преобразование тока: двигатель начинает и завершает работу плавно, что увеличивает срок эксплуатации техники.

Управляющий блок четко регулирует мощность работы, в связи с чем погружные насосы с автоматикой 3 поколения заметно экономят не только ресурсы двигателя, но и расход электроэнергии. Разумеется, стоимость такого погружного насоса с автоматикой выше, чем у предшественников, но окупаемость лучше.

Рис. 3. Автоматическая станция «Karcher BP3»

Для подключения такого оборудования понадобятся хорошие знания в области электротехники, но если в своих силах есть сомнения — лучше пригласить специалиста.

На каком блоке автоматики для погружного насоса остановить свой выбор — это зависит от личных предпочтений, а также от финансовых возможностей. И, напротив, совершенно не имеет значения, насколько глубокий канал используется в скважине. Выбор велик: от простейших механических систем до сложных – «умных» электронных.

Похожие статьи по данной теме:

Как выбрать погружной насос с автоматикой для вашего колодца

Разновидности и специфика погружных насосов для грязной воды

Выбор насосной станции для дома

Что учесть при выборе колодезного насоса

Автоматика для скважины

Думаю не стоит долго распинаться тут о том, что автоматика для скважины это, в наше время, жизненная необходимость. Никому не хочется втыкать насос в розетку или нажимать на какую-то кнопку, ради того, чтобы набрать кружку воды. Хочется открыть кран и «как в городе» увидеть бодрый напор, хотя бы холодной, воды.

Для того чтобы реализовать это желание скважинный насос необходимо снабдить автоматикой. Автоматика для скважины по цене может различаться примерно раз в 100, то есть блок автоматики может стоить 300 рублей, а может и 30000, все зависит от параметров и возможностей блока.

Механический регулятор давления для скважины

Самый простой и бюджетный способ автоматизировать скважину это поставить на неё механический регулятор давления. Действует он достаточно просто, вода создаёт давление в капсуле, и если оно недостаточно, то замыкаются контакты и насос включается, как только кран закрывается, давление возрастает и контакты размыкаются.

Бывает, что такие реле давления оснащаются манометром, но самые недорогие модели лишены и этого. Такое реле может устанавливаться в любой точке магистрали, давление в трубе везде одинаковое. Самый существенный недостаток этого устройства это отсутствие защиты от «сухого хода» и если по каким-то причинам вода в скважине закончится и давление в системе упадёт, то реле давления подаст электричество на насос, и насос будет работать до тех пор, пока не выйдет из строя.

Второй момент — это наличие гидроаккумулятора в системе. Он выполняет минимум две функции:

1. Предотвращает частые включения насоса.
2. Принимает на себя гидроудары, возникающие при резком закрывании крана.

Как работает гидроаккумулятор

Гидроаккумулятор — это бак сделанный из чёрного металла или нержавейки. Как правило, красятся в голубой цвет и имеют ёмкость от 5 до 500 литров. От объёма бака напрямую зависит количество включений насоса. При небольшом потреблении воды в системах, оснащённых гидроаккумуляторами малых объёмов (до 50 литров), запросто может наблюдаться частые перепады давления в напоре воды. Гидроаккумулятор имеет встроенную мембрану накачивается до давления около 2 атм. Давление в системе всегда должно быть выше давления в мембране, иначе мембрана попросту не будет работать.

Во время включения насоса вода начинает заполнять расширительный бак и сжимает мембрану в объёме, так как та имеет более низкое давление. После того как насос отключается, давление в мембране и в баке выравнивается. Когда открывается кран, то вода из бака выливается, а объем вылитой воды из бака заполняет воздух в мембране. В тот момент, когда давление в системе падает до настроенного в реле на включение включается насос и процесс повторяется.

Итак, подведём промежуточный итог. Недорогие реле давления необходимо снабжать датчиком сухого хода и гидроаккумулятором.

Блок автоматики для скважины

Это уже более продвинутые системы, которые и стоят в 10-15 раз дороже обычного реле давления. За эти деньги вы получите удобное управление минимальным и максимальным давлением на ЖК-дисплее, встроенную защиту от сухого хода, защиту от заклинивания насоса, а в некоторых моделях и автоматические запуски через определённый интервал времени после остановки насоса из-за ошибки.

Эти автоматические регуляторы для скважины также будет нелишним дополнить гидроаккумулятором. Как правило, ставят на такие системы небольшие баки, объёмом около 5 литров, для того, чтобы компенсировать гидроудары.

Частотный преобразователь

Это самый дорогой вариант автоматики для скважинного насоса, но и самый удобный с точки зрения пользования водоснабжением. Частотный преобразователь будет выдавать такую частоту, которая необходима для поддержания установленного давления в системе. Это позволяет не только продлить жизнь насоса за счёт снижения износа деталей, но и снизить потребление электроэнергии, тем самым окупить часть расходов на приобретение частотника.

Что такое частотный преобразователь, с точки зрения пользователя?

1. Вы открываете кран, насос плавно запускается и набирает обороты для создания определённого давления.
2. Вы открываете второй кран, расход воды увеличивается и давление падает. Частотный преобразователь раскручивает насос быстрее и тем самым, опять же, поднимает давление до рабочего.

Производители частотных преобразователей также рекомендуют устанавливать расширительный бак небольшого объёма на 1–2 литра, для предотвращения перезапусков вызванных небольшими утечками.

Итак, для потребителя выбор весьма непрост. Удобство и надёжность частотного регулятора стоят достаточно дорого, поэтому люди часто делают выбор не в пользу него.