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.

САН САМЫЧ

Собираем насосную станцию сами.

Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Сегодня мне бы хотелось рассказать вам о том, как возможно собрать насосную станцию, и в каких случаях оправдана сборка насосной станции из разрозненных частей, которые можно купить в магазине.

Почему собирают насосную станцию сами.

Прежде всего, как мне кажется, насосную станцию стоит собирать самостоятельно, если у вас уже есть какие-то из её составных частей, обычно наиболее дорогих. Это – насос и гидроаккумулятор. Потому что стоимость насоса – это, примерно, половина стоимости насосной станции, соответственно, гидроаккумулятор – примерно треть. То есть, не имеет смысла покупать новую насосную станцию, если у вас раздавило зимой гидроаккумулятор или сгорел по какой-то причине насос. Можно купить отдельно и то, и другое, и просто заменить то, что у вас сломалось, благо крепежи насоса и крепежная площадка гидроаккумулятора, как правило, стандартные и соединить одно с другим можно без особого труда.

Другой причиной собирать насосную станцию самостоятельно, может послужить несоответствие ваших требований и характеристик оборудования готовой насосной станции. Например, вам нужен насос с большим напором или расходом воды, чем у предлагаемых вам насосных станций, а то, что устраивает вас по характеристикам, не устраивает – по стоимости или по надежности. Или габариты насосной станции слишком велики для места, куда вы собираетесь её поставить, или вас не устраивает емкость гидроаккумулятора, ну и т.д. Только нужно иметь в виду, что итоговая стоимость насосной станции вполне может быть намного больше той, что вы планировали.

Третий, наиболее распространенный вариант, когда вы вынуждены собирать распределенную насосную станцию из-за очень глубокого залегания воды или приличной удаленности от дома источника воды. Как правило, в этом случае используют мощный погружной насос, а гидроаккумулятор с блоком автоматики ставят где-нибудь дома.

Так ли нужен гидроаккумулятор?

Резонный вопрос: можно ли обойтись без гидроаккумулятора? В принципе, это возможно, но с обычным блоком автоматики насос будет включаться и выключаться очень часто, реагируя даже на незначительный расход воды. Ведь количество воды в напорном трубопроводе невелико, и малейший расход воды приведет к быстрому падению давления и такому же быстрому нарастанию его при включении насоса. Именно из-за того, чтобы насос не включался по каждому вашему «чиху», ставят гидроаккумулятор, хотя бы небольшой. Так как вода – вещество не сжимаемое, в гидроаккумулятор накачивают воздух, который, в отличие от воды, хорошо сжимается и выступает своеобразным демпфером, регулирующим накопление и расход воды. Если воздуха в гидроаккумуляторе нет или слишком мало, то и сжиматься будет нечему, то есть не будет накопления воды.

В идеале, емкость гидроаккумуляторов должна быть лишь немного меньше дебета вашего источника воды, и насос, в этом случае, будет включаться лишь при израсходовании какого-то, довольно приличного запаса воды, т.е. очень редко, но надолго. Но тогда это будет очень дорогая по стоимости накопительная схема.

Сейчас в продаже появились насосные станции с улучшенными блоками автоматики со встроенной защитой от сухого хода, которые плавно запускают и останавливают насос, регулируют его мощность в зависимости от заданного давления. Считается, что гидроаккумулятор, в принципе, им не нужен. Но все это хорошо работает только при отсутствии перепадов напряжения, чем наша глубинка и дачные поселки похвастать не могут. И, к сожалению, стабилизаторы не всегда спасают от этой беды. К тому же цена такой станции очень часто намного выше обычной, что, как мне кажется, себя не оправдывает.

Готовые системы автоматики.

Вистан.

Из всех готовых систем автоматики для насосных станций особенно выделяется наша отечественная разработка Вистан, предназначенная исключительно для организации насосной станции на базе вибрационного насоса. Я не сторонник применения вибрационных насосов в системах водоснабжения частных и дачных хозяйств, но не могу не уделить внимание этому устройству из-за большой популярности «Малышей», «Ручейков» и т.д. на постсоветском пространстве.

Вистан и схема его подключения.

В интернете очень много лестных отзывов об этом устройстве. В жизни, к сожалению, не все так радужно. Итак, вкратце.

Достоинства:

— Специальная разработка для вибрационных насосов;

— Автоматически поддерживает давление в системе на уровне 1,5-2,0 бар;

— Имеет встроенную защиту от сухого хода;

— Имеет встроенный стабилизатор напряжения, может работать с напряжением от 160 до 250 Вольт;

— Может работать без гидроаккумулятора, плавно изменяет мощность насоса;

— Плавный пуск и останов насоса;

— Имеет защиту по превышению электрического тока: плавкий предохранитель на 5 Ампер;

— Автоматически возобновляет работу при восстановлении параметров: напряжение в сети, появление давления воды на напоре насоса (сухой ход).

— Простота монтажа и демонтажа схемы: производитель рекомендует использовать гибкую подводку на ½ дюйма.

Недостатки:

— Насос должен создавать давление на входе в устройство не меньше 3,0 бар: не всякий вибрационный насос способен на это, учитывая разницу по высоте между зеркалом воды в колодце (скважине) и местом расположения Вистана.

— Расход воды ограничен внутренним сечением гибкой подводки, или нужно ставить гидроаккумулятор.

— Защита по сухому ходу решена своеобразно: устройство отключает насос, если давление на входе не поднимается выше 0,8 бар за 10 секунд. Т.е. вода на самом деле есть, и насос исправно её качает, просто ему не хватает сил поднять давление до необходимого.

— Нет возможности регулировать давление в системе.

— Высокая цена устройства по сравнению со стоимостью вибрационных насосов. Стоимость набора «Вистан + насос» сопоставима по стоимости готовой насосной станции не самого плохого качества (а китайские, раза в полтора дешевле).

В целом, этот вариант организации насосной станции подойдет дачникам, привыкшим к своим вибрационным насосам и не избалованным благами цивилизации на даче. К тому же, систему легко собрать весной перед использованием и разобрать осенью, забрав все хозяйство с собой в город и не боясь, что её украдут или разорвет морозами. Для более серьезной системы водоснабжения дома это устройство, впрочем, как и использование вибрационного насоса, вряд ли подойдет.

Блок автоматики для центробежных насосов.

Для организации насосной станции на основе центробежного насоса, неважно погружного или поверхностного, необходим блок автоматики. Самое простое – это собрать его самому, используя покупные элементы: коллектор, реле давления, манометр. Но можно купить и готовый блок, на котором все это уже будет установлено. Останется только лишь установить его на напоре насоса в удобном для обслуживания месте.

Различные фирмы предлагают большое разнообразие таких блоков, отличающиеся по комплектации и стоимости. Самые простые и недорогие, включают в себя только необходимые элементы, названные выше. Чуть подороже будут стоить блоки, в которые добавлен датчик сухого хода. Самыми же навороченными считаются блоки автоматики, которые самостоятельно, регулируя мощность насоса, поддерживают заданное давление в системе, а также имеют несколько (до трех) защит от разных неприятных вещей (сухой ход, перегрузка насоса, разрыв напорного трубопровода).

Собственно, каждый волен делать свой выбор. Кому-то проще собрать такой блок самому, кому-то проще его купить. Как мне кажется, единственный недостаток таких блоков, кроме цены, это как раз их блочность. Т.е. если что- то сломается в составе такого блока автоматики, то менять придется весь блок, а это иногда бывает накладно.

Схемы насосных станций.

Самая распространенная схема насосной станции это когда все её элементы собраны вместе, как написал один из читателей: «насос на бочонке». В этом случае блок автоматики ставится на напоре насоса, а к гидроаккумулятору вода отводится по отдельной трубе или гибкой подводке. Получается, что можно поставить в разных местах насос и гидроаккумулятор (ГА), просто заменив отвод к ГА на более длинный.

Но лучшим вариантом будет поставить блок автоматики на ГА, соединив коллектор блока с насосом трубой. Тогда мы получаем распределенную насосную станцию, где насос может стоять, например, в колодце (или в скважине для погружного насоса), а ГА находится в теплом доме.

Продолжая усовершенствовать нашу схему, можно найти наиболее удобное место для блока автоматики. Мне таким местом представляется распределительный коллектор холодной воды, где блок автоматики будет поддерживать постоянное давление (ведь именно это нам и нужно). Гидроаккумулятор, в этом случае, можно поставить под ванну или в любое другое свободное место ванной комнаты, а от насоса будет подходить напорный трубопровод. Сам же насос можно поставить поближе к источнику водоснабжения и подальше от дома, чтобы не слышать его шум, или купить погружной насос (опять же никакого шума в доме).

Таким образом, разместив элементы насосной станции в тех местах, где это удобно и не бросается в глаза, вы получите максимальный комфорт при эксплуатации водоснабжения дома: «как в квартире». Главное не забыть, что и куда вы запихнули.

Возможно, Вам будут интересны похожие материалы::

1. Где поставить насосную станцию.Вопрос только на первый взгляд кажется простым. Для того чтобы найти место для насосной станции, я имею в виду насосную.
2. Ремонт и эксплуатация насосных станций.Насосная станция это уже не просто насос с электродвигателем, это комплекс оборудования, предназначенный для подачи воды из скважины, колодца и.
3. Выбор насоса для насосной станции.Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Мне кажется, нет нужды повторять прописную истину о том, что насос является «сердцем» системы водоснабжения.