Насосные станции для скважин: как выбрать, особенности подключения и установки

Автоматизированный процесс подачи воды из скважины в жилой дом, сад и огород поможет минимизировать время, планируемое на хлопоты по хозяйству. «Сердцем» водопроводных сетей являются насосные станции для скважин – устройства, перекачивающие воду из источника к точкам водоразбора.

Для их бесперебойной работы надо знать нюансы расположения, установки и подключения насосного оборудования. Согласны?

Мы расскажем, как грамотно подобрать насосную станцию для обеспечения водой загородного дома. У нас вы узнаете все о правилах прокладки водопроводных линий от водозабора в дом. С учетом наших советов организация водоснабжения со скважиной в качестве источника не вызовет малейших затруднений.

Как устроена насосная станция?

Уровень комфорта в загородном доме в немалой степени определяется наличием профессионально отлаженной системы водоснабжения, основным компонентом которой относится насосная станция.

Строение приборов, участвующих в организации подачи воды, необходимо знать в любом случае. Пригодится, если вы самостоятельно прокладываете водопровод или поручаете монтажные работы профессионалам.

Зная принцип работы отдельных элементов системы, в случае аварии или при выходе из строя одного из устройств, вы сможете самостоятельно, а главное, быстро произвести ремонт насосной станции или замену.

Итак, важнейшими составляющими частями схемы водоснабжения с применением насосной станции являются следующие:

• устройство для водозабора с фильтром;
• обратный клапан, предотвращающий движение воды в обратном направлении;
• всасывающая магистраль – труба, ведущая к насосу;
• реле давления для регулировки подачи воды;
• манометр, показывающий точные параметры;
• гидроаккумулятор – автоматический накопитель;
• электродвигатель.

Вместо гидроаккумулятора, более современного и практичного устройства, иногда используют накопительный бак, имеющий несколько минусов (слабая сила напора, неудобный монтаж и др.).

Однако сейчас, когда в магазинах появилось множество современных недорогих моделей с гидроаккумулятором, смысла самостоятельной сборки системы с накопительным баком нет.

Если вы все же решили приобрести емкость для набора воды, постарайтесь учесть следующие нюансы:

• Резервную емкость устанавливают на максимально высоком участке (например, на чердаке), чтобы создать необходимый напор.
• Объем бака должен быть таким, чтобы сохранялся запас на 2-3 дня в случае выхода из строя насосного оборудования (но не более 250 л, иначе возможно накопление осадка).
• Основание для монтажа емкости необходимо усилить балками, плитами, дополнительными перекрытиями.

Резервный накопительный бак, как и мембранное оборудование (гидроаккумулятор), следует оснастить фильтром. Кроме того, обязательна установка страховочного патрубка для отвода излишков воды. Шланг, соединенный с патрубком, выводят в дренажную систему или опускают в емкости, предназначенные для хранения поливочной воды.

Принцип работы насосной станции цикличен. Как только снижается запас воды в системе, включается насос и начинает качать воду, заполняя систему.

При достижении давления необходимого уровня срабатывает реле давления и отключает насос. Настройки реле необходимо выставить перед началом работы оборудования – они зависят от объема бака и характеристик насоса.

Критерии выбора станции для скважины

При покупке насосной станции следует обратить внимание на параметры насоса и факторы, характеризующие источник воды (в нашем случае – скважину), в том числе его удаленность от здания.

Например, не лишним будет уточнить следующие величины:

• Максимальная глубина забора воды. Нас интересует динамический уровень воды, то есть средний показатель за 1-2 суток при постоянном использовании воды. Если брать во внимание статический уровень, то можно ошибиться в расчетах.
• Номинальный напор агрегата. Условная высота водяного столба, который способно создать насосное оборудование. Вычисляют по формуле, суммируя величину всасывания, длину горизонтальных участков трубопровода, вертикального подъема и потери на транспортировку по трубопроводу.
• Производительность насосной станции. Для расчетов можно взять средний расход воды на всех точках водоразбора (например, смеситель на мойке – 0,15 м/с, душевая кабина или стиральная машина – 0,3 м/с). Суммарное значение не должно быть выше дебита скважины, иначе источник не будет справляться с поставкой.
• Напряжение электропитания. В бытовых сетях это 220 В (кроме мощных станций с трехфазными двигателями, где напряжение равняется 380 В).
• Потребляемая мощность. Разброс потребляемой станциями энергии внушителен. В среднем 500-2000 Вт. От мощности напрямую зависит выбор типа автоматического выключателя.
• Объем резервуара гидроаккумулятора. От 24 л (для семьи из 1-2 человек) до 100 л (6 человек и более).

Понятно, что без знания технических нюансов перед выбором и приобретением агрегата лучше проконсультироваться со специалистом, хорошо разбирающимся в бытовом насосном оборудовании.

Выбор насосной станции для скважины зависит от глубины выработки. Например, если глубина достигает 12-15 м, необходимо устройство со встроенным эжектором, более 20 м – с внешним эжектором. Благодаря закольцованному всасыванию увеличивается сила подъема воды, однако резко падает КПД и повышается энергопотребление.

Как выбрать место для оборудования?

Для эксплуатации насосного оборудования постарайтесь соблюсти некоторые условия:

• минимальное удаление станции от источника воды;
• необходимый температурный режим;
• возможность снижения уровня шума;
• удобное расположение оборудования для обслуживания.

С учетом перечисленных факторов наиболее подходящими местами для установки станции являются кессон, подвал дома и котельная, хотя каждое место имеет свои плюсы и минусы.

Кессоном принято называть сооружение, оборудованное в земле. Его устраивают прямо над выходом ствола скважины, при этом вырывают глубокий котлован, который должен находиться ниже уровня промерзания грунтов. Если насос установить недостаточно глубоко, он не сможет работать круглогодично, так как при первых же морозах выйдет из строя.

Кессон требует гидроизоляции и дополнительного утепления верхней части – крыши. Кроме того, объема помещения должно быть достаточно, чтобы можно было при необходимости произвести ремонт.

Преимущество установки насосной станции непосредственно в устроенный над устьем скважинный кессон в том, что работающий агрегат будет находиться вдали от жилых помещений и не причинять дискомфорта громким шумом.

Неплохим вариантом для установки станции является подвал. Он находится дальше от скважины, чем кессон, зато в цокольном помещении легко оборудовать место для монтажа. Учитывая угрозу затопления, агрегат устанавливают на небольшом устойчивом возвышении.

В подвалах загородных домов часто устраивают подсобные помещения (прачечные, кладовки, погреба для хранения консервов), поэтому отопление предусмотрено заранее. Если все же подвал является не отапливаемым, нужно позаботиться о дополнительной теплоизоляции, а еще практичнее – установить дополнительный радиатор.

Устраивать котельную рядом с жилыми комнатами не рекомендуем, так как уровень шума работающего оборудования довольно высок. Если вы все же решили установить насосную станцию в коридоре или кладовке, постарайтесь максимально изолировать помещение.

Существует еще одно решение, но оно будет интересно лишь тем, кто посещает дачу исключительно в летний период.

Можно приобрести компактный переносной агрегат и установить его в небольшую времянку – деревянное сооружение, напоминающее ящик. Главное, чтобы строение было защищено от осадков. На зиму насосную станцию вместе с временным водопроводом разбирают и помещают в теплую комнату.

Выбираем насос для скважины для индивидуального водоснабжения

В индивидуальном водоснабжении скважины занимают лидирующее место по сравнению с колодцами — их бурение и обустройство обходятся намного дешевле при более высоких параметрах. На эффективность водозабора и качество воды большое влияние оказывает насос для скважины, выбор которого в высокой степени связан с характеристиками источника.

Решая, как правильно подобрать насос для скважины, рассматривают множество факторов, в основном стараются найти оптимальное соотношение цены и качества, изучая модели и отзывы о них от различных производителей. Для точного подбора характеристик приобретаемой насосной техники понадобятся некоторые расчеты с учетом семейных потребностей и особенностей скважины.

Рис. 1 Разновидности насосов для скважины

Виды и характеристики скважин, влияющие на выбор насоса

Подбирая глубинный насос для скважины, всегда рассматривают параметры источника, основными из которых являются характеристики водоносного слоя: глубина прохождения, скорость его наполнения и количество различного вида примесей в воде. В бытовом бурении различают несколько видов скважин, отличающихся глубиной расположения водоносного горизонта и структурой его донной области.

Абиссинские

Бюджетный вид скважины с водозабором из первого или второго водоносного пласта от поверхности земли, обычно ее глубина не превышает 10 метров и очень редко доходит до 15. При буровых работах используют обсадные трубы малого диаметра (1 — 2 дюйма), нижнюю часть в виде заостренного копья с фильтром помещают в водный пласт на некотором расстоянии от дна. Благодаря малому весу обсадной колонны и некоторым мерам по ее фиксации на поверхности (бетонная отмостка), колонна находится в неподвижном состоянии, не давая фильтрующей части опускаться в ил и песок — таким образом обеспечивается высокая чистота воды.

Хотя дешевую абиссинку можно пробурить своими руками или использовать для этого малогабаритную буровую технику и забивную бабу, выгода себя не окупает при водоснабжении частного дома. Связано это с низким дебитом источника, который редко превышает 3 м.куб./ ч, поэтому абиссинку в основном используют для бытовых нужд — полива огородов, наполнения бассейнов, прудов и прочих емкостей. Часто наверх скважины вместо электро устанавливают ручные насосы.

Рис.2 Оборудование для бурения самодельной скважины

Самодельные

Приведенная выше технология по бурению абиссинских скважин давно устарела — забивать трубы в землю или вкручивать в нее самодельный бур слишком долго и неэффективно для получения больших глубин. В настоящее время широкой популярностью среди индивидуальных домовладельцев пользуется бюджетное (меньше 100 у.е.) гидравлическое бурение кустарным способом.

Для этого используют самодельный бур, присоединенный к концу трубы с противоположной наружной резьбой, для устройства канала используют ряд труб с приваренной резьбовой муфтой с одного конца и нарезанной винтовой нитью с другого. В начале процесса первую трубу вкручивают в землю с помощью съемной ручки (принцип действия напоминает вороток для метчика) одновременно подавая воду дренажной помпой с помощью шланга, подключенного через резьбовой фитинг к ее верхнему концу.

После погружения в землю шланг и ручку снимают, подсоединяют новую трубу и процесс повторяют. При обнаружении водоносного слоя трубную колонну извлекает из земли и постепенно разбирают, в полученную шахту затем вставляют пластиковый шланг с перфорированным фильтром на конце. Таким образом, получают самодельные скважины глубиной до 40 метров, объем подачи может достигать 5 м.куб./ ч.

Буровой процесс занимает не более суток и часто напоминает лотерею с шансами 50 на 50 — при попадании на пути канала крупного булыжника работы можно считать завершенными. Также к недостаткам технологии относят обязательное условие нахождения зеркала воды не более 9 м от уровня земли (для водозабора используется только поверхностный электронасос).

Рис. 3 Скважины и характеристики грунта вокруг водоносного слоя

На песке

Основной вид бытовых скважин, бурение производится с помощью специализированной техники, колонна из соединенных с помощью резьбы обсадных труб опускается на песчано-глинистое дно. Глубина скважины составляет 15 — 60 м, всасывание воды осуществляется через отверстия в фильтре, расположенные на 1 — 2 м выше донной области.

Срок службы песчаной скважины зависит от размера фракций — чем они меньше, тем быстрее произойдет заиливание, эксплуатационный период может колебаться в диапазоне от 5 до 15 лет. Встречаются и более мелкие фракции с заиливанием источника после года эксплуатации, но в этом случае монтаж обсадной колонны для скважины на песок не производят из-за экономической нецелесообразности. Так как вода в скважине на песке содержит высокое количество твердых взвешенных частиц в придонной области, устанавливают насосное оборудование с конструкцией всасывающего механизма для работы в данных условиях.

Для устройства обсадной колонны используют металлические или пластиковые трубы с резьбой стандартным диаметром от 3 до 6 дюймов и специальный фильтр на последней трубе для отсеивания мелких частиц песка.

Наивысший дебит таких скважин составляет 5 м.куб./ ч. (соответствует 83 литрам в мин.), что вполне пригодно для обеспечения питьевой водой загородного дома с семьей из 5 человек.

Артезианская

Самые дорогие глубоководные скважины, в бытовых условиях колонна опускается на известковое дно на расстоянии от поверхности земли 40 — 250 метров. Так как известковая основа довольно прочна и не содержит мелких взвешенных частиц, на конец труб ставят простейший перфорированный фильтр. Из-за большой глубины высокое давление грунта на водоносный пласт заставляет воду подниматься по скважинному стволу внутри шахты на значительную высоту, нередки случаи, когда вода фонтанирует из источника.

В связи с большой глубиной, для бурения используют сложную технологию из обсадных труб разных диаметров, чаще всего встречается 3 типоразмера — 125, 133, 159 мм. Артезианская скважина имеет высокий дебит (10 — 20 м.куб./ч.) и способна обеспечить водой несколько домов или небольшой многоквартирный дом, ее эксплуатационный срок составляет около 50 лет.

Хотя артезианская вода отличается высокой чистотой, часто в ней содержится повышенная концентрация природных солей, сероводорода и железа — все это требует использования дорогих фильтрующих систем для воды из скважины.

Рис. 4 Артезианская и песчаная скважины — структура

Как правильно подобрать насос для скважины

Решая, как выбрать насос для скважины, обращают внимание на ряд факторов, которое можно разбить на несколько групп:

• Место расположения . Все виды насосов для скважин делятся на две большие группы: устанавливаемые на поверхности земли или погружаемые в воду. В первых моделях охлаждение обмотки электродвигателя происходит естественным путем за счет большой массы или вентилятора, размещенного на задней стенке, погружные модели охлаждает водная среда.
• Принцип работы. Подавляющее большинство бытовых электронасосов для забора воды работают по центробежному принципу — такие агрегаты имеют высокую производительность и наивысший коэффициент полезного действия. Для работы с загрязненной водной средой широко применяет винтовые и вибрационные модели, последние пользуются широким спросом у населения ввиду низкой стоимости. Намного реже на рынке можно встретить вихревые виды, предназначенные для эксплуатации только в чистой воде без примесей.
• Технические характеристики. Параметры электронасоса являются важнейшим критерием выбора, основные из них: объем перекачиваемой жидкости, напор и глубина погружения под зеркало воды, размер пропускаемых частиц. Иногда полезно обратить внимание на мощность насоса, класс защиты от проникновения влаги и грязи (стандартное значение IP 68), наличие внутри агрегата реле отключения электропитания в случае перегрева обмотки.

Рис. 5 Электронасос поверхностного типа на даче

• Конструкция. Модели от ведущих мировых производителей могут существенно отличаться по конструктивному исполнению от бюджетных российско-китайских аналогов, при разработке их основных узлов (геометрия рабочих колес, исполнение уплотнений и т. д.) использованы инновационные технологии.
• Размеры электронасосов. В отличие от обычной техники, где основными размерными параметрами являются высота (мм) ширина (мм) и толщина, для погружных электронасосов основным размером служит наружный диаметр. Его измеряют в дюймах, типовые значения у бытовых приборов 3, 3 1/2, 4 дюйма.
• Материалы изготовления. В подавляющем большинстве распространенных центробежных скважинных моделей корпуса и основные узлы выполнены из нержавеющих материалов или высокопрочных полимеров, наиболее часто детали из некачественных материалов встречаются в бюджетных вибрационных моделях.
• Производитель и цена. Основные и взаимосвязанные параметры выбора, среди большого количества фирм, поставляющих на отечественный рынок свою продукцию, есть две категории с существенной разницей в ценах: это европейцы и российско-китайские производители.
  Лидером по качеству, применению инновационных технологий и стоимости среди электронасосов, представленных на отечественном рынке, является насосное оборудование датского концерна Grundfos, немного уступают ему в цене известные итальянские поставщики Pedrollo, DAB, Speroni. Неплохо зарекомендовали себя на рынке относительно недорогие российские и российско-китайские бренды: Aquario, Джилекс, Водолей, Belamos, Вихрь, Unipump.

Рис. 6 Электронасос вихревой Pedrollo — конструктивное устройство

Критерии выбора

При выборе погружного насоса для скважины в первую очередь исходят из главного параметра источника — объема подачи (дебита), если проводилось официальное бурение, в паспорте на скважину указывают этот показатель.

Следует отметить, что дебит зависит от используемого электронасоса, поэтому если он устраивает хозяев, следует выбирать агрегат с таким же значением. Помимо этого, в паспорте приводятся цифры статического и динамического уровня, высоты обсадной колонны и ее диаметра.

При самостоятельном проведении буровых работ определить значение дебита не составляет большого труда – поднятая насосом вода выливается в емкость известного объема и отсчитывается время ее заполнения.

Поверхностный или погружной

Из-за небольшого расстояния водоносного слоя от поверхности земли и малого диаметра обсадных труб в абиссинке или самодельной скважине используют агрегаты поверхностного типа, глубина всасывания которых не превышает 9 м. Также поверхностные насосы в скважину под воду можно применять в артезианском или песчаном источниках, если их статический и динамический уровень меньше 9 м.

Обычно наружное водозаборное оборудование размещается в едином блоке под названием насосная станция, она включает в себя поверхностный центробежный электронасос, элементы автоматики (реле), контрольные приборы (манометр) и расширительный бак (гидроаккумулятор).

Из-за высокого шума при работе выбранную поверхностную станцию нужно размещать в подвальном помещении дома или кессонной яме, к преимуществам можно отнести легкий доступ к оборудованию в любое удобное время.

Рис. 7 Глубинный центробежный насос для скважины – конструкция на примере Pedrollo

Погружные насосы используют в случаях, когда водное зеркало расположено на большой глубине, по сравнению с поверхностными моделями они обладают более высокими характеристиками, позволяя обеспечивать водой несколько домов из высокопроизводительной артезианской скважины даже в бытовом исполнении. Их сложнее устанавливать и погружать в скважину, для этого требуются специальные оголовки и адаптеры. Так как скважинный насос находится вне зоны видимости, обслуживание и контроль его работы затруднены.

При отсутствии омывающей воды погружной насос выходит из строя, если в системе не установлено реле холостого хода или агрегат не содержит встроенной защиты от перегрева обмотки, любое падение водного уровня ниже всасывающих воду отверстий фильтра приведет к сгоранию электродвигателя.

Производительность насоса — метод определения

Как отмечалось ранее, поверхностные модели эффективнее использовать при небольших расстояниях водного зеркала от поверхности земли, такое насосное оборудование лучше подходит к самостоятельно устроенным скважинам. При самостоятельном бурении скважин нет никаких данных о скорости наполнения источника водой, а ведь на основании этой информации подбирают нужную модель будущего насоса. Без электронасоса, забирающего воду из источника, в этом случае не справиться, поэтому его придется временно одолжать или взять напрокат.

Рис. 8 Вибрационный погружной насос для скважины – устройство и внешний вид

При определении дебита источника поверхностным электронасосом его ставят как можно ближе к скважине и погружают напорную трубу в воду, на выходе электронасоса воду сливают в емкость известного объема, замеряя при этом время ее заполнения.

Допустим, обычная 20 литровая канистра наполняется за 60 секунд, переведя это время в часы, мы получаем скорость подачи 1200 литров в час, что соответствует стандартным единицам подсчета 1,2 м. куб./ч. Если спустя некоторое время (1 час) вода в источнике опустилась ниже уровня расположения всасывающего патрубка и не появляется на выходе, электронасос отключают и дают время скважине восполнить водные запасы. На выходе трубы от насоса устанавливают запорный вентиль и спустя некоторое время снова включают электронасос, уменьшая краном расход воды, за наличием которой также наблюдают в течение часа.

Таким образом, путем нескольких экспериментальных заборов разных объемов воды определяют количество жидкости в час, которое может откачивать скважинный насос, методику можно использовать и в случае определения дебита скважины с погружным электронасосом.

Высота подъема — какие факторы учитывать

Водяной насос в водопроводной системе должен выполнять три задачи: поднять воду из источника, доставить ее по трубам к потребителю, преодолевая их гидравлическое сопротивление, и обеспечить в системе заданное давление для работы автоматики и домашней техники (стиральные и посудомоечные машины). Именно из этих составляющих и состоит формула расчета напора воды, которая будет рассмотрена ниже.

Рис. 9 Винтовой глубинный насос для скважины – устройство

Глубина погружения

Глубина погружения под водное зеркало является паспортным параметром, учитываемым при установке погружного электронасоса, поверхностные виды находится на земле и в их технические характеристики данные не входят. Чтобы определить глубину погружения, которую должен иметь выбираемый агрегат, измеряют статический и динамический уровень.

Статическим уровнем называют расстояние от поверхности земли до водного зеркала в спокойном состоянии источника, динамический определяют при работающем на глубине электронасосе в течение часа, он также равен расстоянию от поверхности земли до водного зеркала.

Все измерения водных уровней делают с помощью длинной сухой веревки с грузом, ее опускают в скважину до появления звука всплеска и затем отмеряет расстояние между краем мокрого участка и поверхностью земли.

Выбираемая погружная модель должна иметь в паспортных характеристиках глубину погружения, равную расстоянию между статическим и динамическим уровнем с запасом 3 — 5 метров. Это позволит располагать электронасос достаточно далеко от заиленного скважинного дна при использовании песчаных скважин и таким образом повысить качество забираемой воды.

Также при опускании водного уровня в сухую погоду или при заиливании источника запас в несколько метров обеспечит бесперебойную работу электронасоса. Еще одно преимущество размещения электронасоса подальше от дна — экономия средств на материалах и выборе более дешевой модели с меньшими техническими требованиями.