Любой владелец загородного дома обязательно сталкивается с проблемой водоснабжения. Попытка организовать его в коттедже/на даче аналогично городской квартире неизбежно приводит к необходимости либо приобрести насос и гидроаккумулятор, собрав затем полноценную автоматическую станцию, либо сразу купить комплектный агрегат. В чем заключается принцип работы насосной станции, общий для любого ее конструктивного исполнения? Его сущность – автоматическое поддержании заданного уровня давления в системе внутридомового водоснабжения.
Насосная станция для водоснабжения дома из открытого водоема
Общая характеристика принципа работы насосной станции
Агрегаты предназначены для водоснабжения загородных домов из любого источника: скважины, колодца, открытого водоема, центрального водопровода (как повысительные установки). В зависимости от мощности, станции, периодически включаясь и выключаясь, могут обеспечивать водой от одного до нескольких потребителей без потери напора в системе.
Как только в доме открывается хотя бы один водопроводный кран, давление, имевшееся в системе до начала водоразбора, сразу начинает падать. Когда его уровень достигает нижнего порогового значения (обычно 1 ат, максимум 2,5 ат) автоматика насосной станции включает агрегат на закачку воды. Когда кран закрывается, насос быстро доводит давление внутри системы до верхнего порогового значения (обычно 3 ат, максимум 4,5 ат), тогда автоматика отключает агрегат и забор воды прекращается. Дачник (домовладелец) получает возможность пользоваться водой для бытовых нужд (полива), просто открывая и закрывая водопроводные краны.
Варианты использования насосных станций.
Основные части и компоновка
Комплектно поставляемые компактные агрегаты оснащены поверхностными самовсасывающими насосами центробежного или вихревого типа. Станции, укомплектованные погружными (скважинными) насосами, будучи распределенными (не компактными) системами, далее не рассматриваются.
Компактная насосная станция с поверхностным насосом содержит следующие основные части:
- насосную установку:
- гидроаккумулятор (мембранный гидробак);
- блок автоматики.
Насосная установка с горизонтальным расположением валов насоса и двигателя (обычно асинхронного короткозамкнутого однофазного) монтируется сверху на гидроаккумулятор также горизонтального типа. Баки некоторых фирменных станций (например, Aquario) оснащены специальными монтажными площадками под насосы. Это обеспечивает большую его устойчивость при транспортировке и эксплуатации.
Составные части нососной станции.
В хорошо спроектированных агрегатах составные части соединяются посредством пятиходового штуцера (в просторечии «пятерика»), латунного или из нержавеющей стали. Конструктивно «пятерик» представляет собой обычный тройник с двумя дополнительными выходами, устанавливаемый на напорный патрубок насоса. Боковой выход служит для присоединения шланга-переходника (в металлооплетке) к гидроаккумулятору. Два дополнительных выхода малого диаметра служат для присоединения манометра и блока автоматики (реле давления). Оставшийся выход служит для присоединения напорного трубопровода.
Присоединение составных частей станции посредством пятиходового штуцера.
Однако на рынке достаточно распространены и другие варианты компоновки станций, производители которых используют упрощенную комплектацию, отказываясь от одних комплектующих и экономя на других.
ществуют станции без пятиходового штуцера, в которых реле давления, соединительный шланг и манометр крепятся непосредственно к корпусу насоса. Есть компоновка, содержащая блок автоматики, закрепленный на фланце гидроаккумулятора. При этом производители таких станций, экономя на комплектующих, жертвуют удобством потребителя при эксплуатации оборудования.
Назначение основных частей станции
Назначение насосной установки общеизвестно – подъем воды из заглубленного источника и подача в жилище под давлением по напорному трубопроводу. Из вышесказанного следует, что технически насосная станция – это электронасос, укомплектованный дополнительными элементами. позволяющими ему работать автоматически. Отсюда вытекает, что расходо-напорные характеристики станции определяются входящим в ее состав насосом.
Блок автоматики предназначен для отслеживания давления в системе водоснабжения дома. Это может быть относительно простое механическое (с пружинными задающими элементами), пневматическое или электронное реле давления, имеющее две настройки: нижний и верхний порог. Иногда встречается т.наз. «струйная» автоматика, фиксирующая начало каждого отбора воды из кранов. В любом случае данный блок включает и отключает забор воды насосом путем пуска/останова приводного электродвигателя.
Гидроаккумулятор представляет собой полый цилиндр, внутри которого расположена эластичная (резиновая, пластиковая) «груша», заполняемая водой при работе станции. Этот элемент предназначен:
- уменьшения числа включений насоса;
- для демпфирования гидроударов;
- создания оперативного запаса воды;
- поддержания давления внутри системы при выключенном насосе.
Устройство гидроаккумулятора.
Работа его происходит аналогично мембранному расширительному баку закрытой системы отопления: заполняясь водой, подаваемой насосом, «груша» расширяется, сжимая воздух между собой и стенками стального бака, пока давление жидкости не достигнет верхнего порогового значения срабатывания автоматики. Однако «груша» гидроаккумулятора постоянно подвергается частым знакопеременным нагрузкам (в отличие от мембраны расширительного бака). Поэтому она должна быть гораздо прочнее, хотя термостойкость ее может быть ниже.
Гидроаккумулятор достаточной емкости позволяет реже включать/выключать насосную установку. Ведь износ электродвигателя и насоса происходит не вследствие длительной работы, а из-за частых пусков/остановов. Внутри дома можно выполнять водоразбор, пока избыточное давление воды в системе остается выше нижнего порогового значения.
Многие домовладельцы (дачники) не понимают назначения гидроаккумулятора. Стремясь достичь экономии бюджета, они строят автономное водоснабжение путем соединения обычного садового насоса с блоком автоматики, рассчитывая, что последний будет поддерживать давление воды непосредственно в трубах.
, эту величину можно поддерживать стабильной таким способом. Однако гидроаккумулятор выполняет весьма важную функцию – он демпфирует (смягчает) гидроудары в системе, т.е. резкие скачки давления воды в трубах, вызываемые изменениями скорости движения потока. Данное явление возникает при открытии кранов, когда создается резкий и сильный напор воды. Гидроудары сильно сокращают сроки службы труб и запорной арматуры. Частые скачки давления могут вывести из строя смесители и другие сантехустройства.
Насосы и эжекторы
В комплектных станциях применяются насосные установки со следующими видами насосов:
- центробежными (одноступенчатыми — одно рабочее колесо, многоступенчатыми — несколько рабочих колес);
- вихревыми.
Наиболее известен и распространен центробежный вид, относящийся к типу динамических насосов, имеющих постоянное соединение входа жидкости с выходом. Вход перекачиваемой жидкости расположен на оси агрегата, выход – на максимальном удалении от оси. Внутри рабочей камеры располагается рабочее колесо из двух параллельных дисков с центральным отверстием, между которыми вдоль окружности под постоянным углом к радиусам расположены лопатки. Вращаясь, они придают частицам жидкости вращательное движение, вызывающее воздействие центробежной силы (отсюда и название!), отбрасывающей жидкость к периферии рабочей камеры, где находится выходной патрубок. Вблизи оси образуется область разрежения, характеризующаяся низким давлением, обеспечивающим постоянное всасывание жидкости.
Напорно-расходная характеристика центробежного насоса H=f(Q) существенно нелинейна (напор быстро падает) в области больших расходов Q. Этого недостатка лишены центробежные многоступенчатые агрегаты, отличающиеся повышенной мощностью, большими максимальными расходами, малошумностью, позволяющей устанавливать оснащенные ими станции непосредственно внутри дома.
Линейка популярных станций Aquario с одноступенчатыми центробежными насосами, насчитывающая около трех десятков модификаций, имеет диапазон мощностей агрегатов от 550 Вт до 1150 Вт, диапазон максимальных расходов Q_max от 40 л/мин до 80 л/мин, диапазон максимальных напоров H_max от 38 м до 54 м.
Станция Aquario с одноступенчатым центробежным насосом.
Вихревой насос также относится к динамическому типу, но жидкость через него протекает по рабочему каналу, имеющему форму кольца, охватывающего периферию рабочего колеса, напоминающего зубчатую шестерню. Отличительной особенностью такого механизма является близкое расположение входного и выходного патрубков, однако чтобы пройти от первого ко второму, жидкость протекает вдоль всей длины кольцевого канала, закручиваясь множеством вихрей (отсюда и название). Напорно-расходная характеристика вихревого насоса H=f(Q) строго линейна во всем диапазоне изменений расхода Q.
Любые вихревые насосы очень чувствительны к песку в воде, максимальный размер твердых частиц не должен превышать 0,1 мм (центробежные агрегаты некритичны к частицам до 1 мм). Производители не рекомендуют устанавливать их на источники воды с песком: песочные скважины, заиленные колодцы. Данные механизмы весьма просты в эксплуатации и ремонте, легко разбираются/собираются домашними умельцами, отличаются невысокой стоимостью.
Линейка станций Aquario с вихревыми насосами, насчитывающая девять модификаций, имеет диапазон мощностей агрегатов от 430 Вт до 760 Вт, диапазон максимальных расходов Q_max от 35 л/мин до 40 л/мин, диапазон максимальных напоров H_max от 35 м до 55 м.
Станция Aquario с вихревым насосом.
Высота всасывания насосных станций
Вода открытых водоемов вблизи ее поверхности находится под действием атмосферного давления, величина которого выраженная в метрах водяного столба. равна 10 м (1 ат = 10 м вод.ст.). Даже если предположить, что внутри рабочей камеры центробежного насоса (вблизи оси) возникает абсолютный вакуум (это разумеется не так!), то разность давлений между местом водозабора и насосом не превысит 1 ат. Получается, что высота 10 м от уровня оси насоса — это теоретический предел подъема (самовсасывания) жидкости таким насосом.
Станции Aquario с центробежными насосами характеризуются максимальной высотой всасывания 8 м, складывающейся из высоты оси насоса над поверхностью 0,5 м и глубины залегания воды 7,5 м. Высота всасывания вихревого агрегата поменьше, не более 7 м (рекомендуется использовать при глубинах залегания воды до 5 м).
Высота всасывания типового центробежного насоса.
Высоту самовсасывания центробежного агрегата можно поднять, используя встроенный эжектор. Это дополнительный, т.наз. струйный насос, размещаемый внутри рабочей камеры основного механизма, повышая его самовсасывающую способность. Станции Aquario, оснащенные насосами со встроенным эжектором, имеют высоту всасывания 9 м.
Эжектор (самодельный/покупной) можно разместить вне насоса, опустив его внутрь водоема к месту водозабора. При этом от насоса станции к водозабору подходят два трубопровода, образующие циркуляционное кольцо, включающее основной агрегат и эжектор. Небольшая часть забираемой воды непрерывно циркулирует по кольцу, создавая внутри эжектора за счет специально созданной формы потока область высокого давления на выходе, и область низкого давления перед боковым всасывающим патрубком, через который внутрь корпуса устройства непрерывно добавляется основной поток воды, суммирующийся с небольшим потоком циркуляции. Таким способом высоту всасывания можно поднять до 10-15 м и более (правда ценой некоторого снижения кпд станции).
Схема подключения внешнего эжектора.
Секреты гидроаккумуляторов
Согласно нормативным документам (САНПиН, ГОСТР) вода, находящаяся внутри мембранных гидроаккумуляторов систем горячего и холодного водоснабжения, не должна соприкасаться со стенками стальных баков Поэтому мембрана таких устройств имеет форму мешка («груши»).
Производители предлагают очень большой ассортимент подобных устройств емкостью от 2 л до 1000 л и более. Однако в компактных насосных станциях наибольшее распространение получили гидроаккумуляторы с номинальной емкостью от 18 л до 50 л. Важно знать: фактический объем воды, могущий быть помещенным внутри такого бака, примерно вдвое-втрое меньше его номинальной емкости. Если станция собрана на баке 24 л, то запас воды составит 8-12 л. Это особенность всех мембранных баков независимо от производителя.
Проектируя систему водоснабжения, выбирают производительность насоса, соответствующую максимуму требуемого расхода. Однако продолжительность максимального расхода обычно невелика. Путем грамотного подбора емкости бака можно уменьшить производительность насоса до средней за сутки величины, покрывая пиковые расходы из гидроаккумулятора.
«Груша» гидроаккумулятора.
Большая часть изготовителей мембранных баков дают рекомендацию по определению объема гидроаккумулятора в виде следующей формулы:
- VГА = 16,5 · Qmax · (Рmах + 1) · (Рmin + 1) / n · (Рmах – Рmin) · (Р0 + 1), (л)
где:
- Qmax – средняя величина расхода насоса, равная расчетному расходу воды в системе, л/мин;
- Рmах – верхний порог давления, сигнализирующий о необходимости выключения насоса, бар;
- Рmin – нижний порог давления, сигнализирующий о необходимости включения насоса, бар;
- Р0 – настроечное давление воздуха внутри бака, обычно принимаемое (Рmin – 0,5), бар;
- n – максимально допустимая паспортная частота включений насоса (обычно n = 12–15), 1/ч.
Пример: нужно вычислить емкость гидроаккумулятора системы, характеризуемой расчетным расходом 10 л/мин, при нижнем и верхнем порогах давлениях соответственно 1 и 3 бара.
VГА = 16,5 · 10 · (3 + 1) · (1 + 1) / 15 · (3 – 1) · (0,5 + 1) = 29,3 л.
Максимальный запас воды в «груше» гидроаккумулятора вычисляется по формуле:
- Vводы = VГА · (Рmах – Рmin) / (Рmах + 1), л
Пример: нужно вычислить объем воды в гидроаккумуляторе емкостью 30 л при Рmах = 4 и Рmin =1,5 бара.
- Vводы = 30 · (4 – 1,5) / (4 + 1) = 15 л.
Блок защиты от «сухого хода»
Практика эксплуатации насосных станций показывает существование реального риска работы насоса без воды («сухой ход»), что запрещается всеми производителями. Возникает такая ситуация в следующих случаях:
- дебит колодца/скважины менее производительности насоса (неправильный подбор насоса);
- пересыхание источников (падение дебита) в засушливый период года;
- неотслеженное опорожнение источника-емкости;
- пропадание воды в источнике-водопроводе, когда насосная станция используется как повысительная.
Представьте ситуацию: давление внутри системы меньше нижнего порогового плюс пропадает подача воды. Насос продолжает «молотить всухую», пытаясь безуспешно поднять давление. Поломка агрегата будет вполне гарантирована. Поэтому станция, укомплектованная блоком защиты от «сухого хода», гораздо надежнее защищена.
В качестве такой защиты может использоваться специальное реле давления, настроенное на низкую величину (менее 0,4 бар), называемое реле «сухого хода». Оно включается рядом с основным реле давления.
Подключение реле «сухого хода».
Ряд производителей предлагают датчики протока, а также реле протока, иногда именуемые прессконтролями. Последние совмещает функции обычного реле давления, дополнительно фиксирует отсутствие протекания воды через свой внутренний канал, формируя команду отключения электродвигателя насоса с небольшой задержкой относительно момента пропадания потока.
Прессконтроль всегда можно приобрести отдельно и установить в напорный трубопровод, чтобы фиксировать проток/давление воды. Штатное реле давления станции можно демонтировать. Электрическое подключение блока производится посредством шнура с вилкой и розеткой, является интуитивным, посильным даже неспециалистам.
buildip.ru
Функции, назначение, виды
В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.
Назначение
Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары мы выяснили. Но есть и другие:
- Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включиться только тогда, когда ее останется совсем немного.
- Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.
- Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.
Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.
Виды
Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.
По назначению они бывают трех видов:
- для холодной воды;
- для горячей воды;
- для систем отопления.
Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.
По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.
Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.
Принцип работы
Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.
Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.
За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.
Баки большого объема
Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.
Как выбрать объем бака
Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.
При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти в половину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.
Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.
Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, унитаз, мойка и небольшой водонагреватель. При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.
Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе
В одной части гидроаккмулятора находится сжатый воздух, во вторую закачивается вода. Воздух в баке находится под давлением — заводские настройки — 1,5 атм. Это давление не зависит от объема — и на баке емкостью 24 литра и в 150 литров оно одинаковое. Больше-меньше может быть предельно допустимое максимальное давление, но оно зависит не от объема, а от мембраны и указывается в технических характеристиках.
Предварительная проверка и коррекция давления
Перед подключением гидроаккумулятора в систему желательно давление в нем проверить. От этого показателя зависят настройки реле давления, а при транспортировке и хранении давление могло упасть, так что контроль очень желателен. Контролировать давление в гиробаке можно при помощи манометра, подключенного к специальному входу в верхней части бака (емкость от 100 литров и больше) или установленного в нижней его части как одну из деталей обвязки. Временно, для контроля, можно подключить автомобильный манометр. Погрешность у него обычно невелика и работать им удобно. Если такого нет, можно использовать штатный для водопроводов, но они обычно точностью не отличаются.
При необходимости давление в гидроаккумуляторе можно увеличить или уменьшить. Для этого есть ниппель в верхней части бака. Через ниппель подключается автомобильный или велосипедный насос и при необходимости давление увеличивается. Если же его надо стравить, каким-то тонким предметом отгибают клапан ниппеля, выпуская воздух.
Какое давление воздуха должно быть
Так таким же должно быть давление в гидроаккумуляторе? Для нормальной работы бытовой техники необходимо давление 1,4-2,8 атм. Чтобы мембрана бака не рвалась, давление в системе должно быть чуть больше давления бака — на 0,1-0,2 атм. Если в баке давление 1,5 атм, то давление в системе не должно быть ниже чем 1,6 атм. Это значение и выставляют на реле давления воды, которое работает в паре с гидроаккумулятором. Это оптимальные настройки для небольшого одноэтажного дома.
Если дом двухэтажный, придется давление повышать. Есть формула расчета давления в гидробаке:
Vатм.=(Hmax+6)/10
Где Hmax — высота наивысшей точки водоразбора. Чаще всего это душ. Измеряете (высчитываете) на какой высоте относительно гидроаккумулятора находится его лейка, подставляете в формулу, получаете давление, которое должно быть в баке.
Если в доме установлена джакузи, все сложнее. Придется подбирать опытным путем — меняя настройки реле и наблюдая за работой точек водоразбора и бытовой техники. Но при этом рабочее давление не должно быть больше максимально допустимого для другой бытовой техники и сантехнических приборов (указывается в технических характеристиках).
Как выбрать
Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из изобутированной резины (ее еще называют пищевой). Материал корпуса имеет значение толкьо в баках мембранного типа. В тех, в которых установлена «груша» вода контактирует только с резиной и материал корпуса значения не имеет.
Что действительно важно в баках с «грушами» — это фланец. Обычно его делают из оцинкованного металла. В этом случае важна толщина металла. Если это всего 1 мм, примерно через год-полтора эксплуатации в металле фланца появится дырка, бак потеряет герметичность и система перестает работать. Причем гарантия всего год, хоть заявленный срок эксплуатации — 10-15 лет. Фланец портиться обычно после окончания гарантийного срока. Заварить его нет никакой возможности — очень тонкий металл. Приходится искать в сервисных центрах новый фланец или покупать новый бак.
Итак, если хотите чтобы гидроаккумулятор служил долго, ищите фланец из толстой оцинковки или тонкий, но из нержавейки.
Подключение гидроаккумулятора к системе
Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:
- насоса;
- гидроаккумулятора;
- реле давления;
- обратного клапана.
В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.
С пятивыводным штуцером или без
Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.
Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Потому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем не обязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.
Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.
Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.
Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно также. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).
Как установить два гидробака на один насос
При эксплуатации системы иногда владельцы приходя к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.
Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.
Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.
stroychik.ru
Устройство насосной станции и принцип ее действия
Насосные станции включают в себя несколько функциональных узлов:
* водозабор с сеткой и обратным клапаном, располагающийся непосредственно в скважине;
* всасывающую магистраль, по которой осуществляется подъем воды из скважины и подача ее в корпус насоса;
* центробежный насос, создающий разрежение с одной стороны, за счёт чего и поднимается вода, и давление с другой стороны, благодаря чему вода поступает в дом и распределяется в нём по потребителям;
* реле давления, которое автоматически включает насос при падении давления ниже определенной величины и выключает при повышении давления до конкретной величины;
* мембранный бак (или гидроаккумулятор), служащий для предотвращения эффекта гидравлического удара, возникающего при включении станции, что могло бы нанести немалый вред всей нашей системе водопровода, включая трубы, сантехнику и сам насос;
* электромотор, сопряжённый механически с насосом, и электрически — с реле давления;
* стрелочный манометр, по которому осуществляется визуальный контроль давления в магистрали и при необходимости его регулировка.
На рисунке приведено устройство гидроаккумулятора насосной станции.
Цифрами на рисунке обозначено:
- Корпус бака
- Внутренний бак, изготовленный из пищевой резины
- Ниппель. Точь-в-точь как в шине автомобиля
- Фитинг для присоединения к водопроводу
- Воздушное пространство, где воздух находится под давлением
- Вода, находящаяся внутри резинового бака
- Выход воды к потребителям
- Вход воды от насоса
Между мембраной и металлическими стенками бака находится воздух. Когда вода отсутствует, то мембрана находится в смятом виде и прижата к фланцу, в котором располагается входной водяной патрубок. Под давлением вода поступает в бак. При этом мембрана расправляется, занимая пространство внутри бака. В определенный момент времени давление воды в мембране уравновешивается с давлением воздуха между баком и мембраной и поступление в бак воды прекращается. Теоретически, в водопроводе давление воды при этом должно установиться необходимой величины и двигатель насоса должен отключиться немного раньше того момента, когда давления воды и воздуха уравновесятся.
Для того, чтобы гидравлические удары сглаживались, необходим бак очень маленького объема и абсолютно не нужно, чтобы он вообще наполнялся. Тем не менее, хозяева предпочитают на практике использовать баки внушительной емкости, которая может достигать и 50 литров, и 100 и так до полутонны. В данном случае мы имеем дело с эффектом накопления воды. Иначе говоря, насос дольше работает, чем нам нужно для того, чтобы помыться. Зато потом двигатель и дольше отдыхает. Считается, что портится мотор не от времени, которое он находился в работе, а от числа включений и выключений. Применение накопительного бака дает насосу возможность включаться на гораздо более продолжительные промежутки времени и на кратковременные расходы воды не реагировать.
Накопление воды весьма полезно не только в целях продления насосу срока службы. Представьте себе, моетесь в душе, и вдруг выключается электричество. И даже мыло с себя будет смыть нечем, если… в баке нет запаса воды.
Мембранный бак на 80 литров воды не может в себе содержать все 80 литров, ведь между стенками бака и мембраной находится воздух. Изменяя давление воздуха , можно регулировать некоторое наибольшее количество воды, которое может находиться в баке. Кроме того, можно подключать баки в любом количестве параллельно друг другу.
В обслуживании баки почти не нуждаются. Нужно их только подкачивать примерно раз в год обычным автомобильным насосом.
Помимо реле давления, включающегося при падении и выключающегося при росте давления, существует и так называемая автоматика давления, имеющая другой принцип. Она рассчитана на несколько иной класс потребителей воды. Автоматика давления также при падении в системе давления включает насос до достижения определенной величины, однако отключается насос не по достижении давления, а по прекращении тока через автоматику жидкости. В чем различие? Не трудно догадаться, включение насоса будет более частым с автоматикой, нежели с накопительным баком и реле давления. Выключение насоса будет происходить по достижении наибольшего, развиваемого им, давления. Это очень существенно. У меня, например, очень мощный и высокопроизводительный насос. У него максимальное давление составляет более 6-ти атмосфер. В водопроводе мне такое давление не нужно. В этом случае необходимо использовать расширительный бак и обычное реле давления. А вот если насос очень маленький и не развивает давления более четырех атмосфер, да к тому же используется для значительных и длительных заборов воды, например, для полива, то в таком случае автоматика давления без применения накопительного бака поможет сэкономить копеечку. Кстати, ничто не мешает, во-первых, использовать автоматику давления совместно с накопительным баком, и во-вторых, стоимость хорошего реле давления не намного меньше стоимости автоматики.
Как собрать и установить насосную станцию своими руками?
О том как собрать насосную станцию своими руками, вы можете узнать из приведенных ниже видеороликов.
Как собрать и установить насосную станцию (видео)
Как собрать насосную станцию (видеоурок)
Еще одно видео на польском языке мне понравилось тем, что весь процесс сборки показывается очень подробно и наглядно, может кому будет полезно.
Подробная инструкция по подключению насосной станции (гидрофора) MH-1300
Приведу дословный перевод, прошу не судить строго. ? Какие заметите ошибки, в том числе в терминологии — просьба написать в комментарии, я поправлю. Итак…
Как подключить напорный бак на участке
Здравствуйте! Сегодня покажем, как смонтировать комплект напорного бака для обеспечения водой дома на одну семью или для поливки огорода. Нам понадобятся: всасывающий шланг, шланг для подачи воды, обратный клапан, шаровой клапан (кран), второй обратный клапан, тефлоновая клейкая лента для герметизации, фильтр, который защитит роторы напорного бака от повреждения.
(0.37) Это труба, которую опустим в колодец. И, чтобы вода не возвращалась обратно, нужно замонтировать обратный клапан. Конец шланга прикрепляем к самому клапану, далее крепим насос и сетку, которая предохраняет клапан от попадания сторонних частичек.
(1.14) Для герметизации нам послужит клейкая тефлоновая лента.
(1.46) Мы смонтировали всасывающее устройство, которое опускаем в водозаборную скважину.
(2.00) Если нам нужен напорный бак для использования круглый год, то шланг нужно вкопать на глубину одного метра, чтобы защитить воду в нем от замерзания. Приступаем к монтажу еще одного обратного клапана.
(2.32) В нашем монтаже используем фильтр, предохраняющий роторы насоса от попадания сторонних частичек.
(2.54) Случается, что уровень воды в колодце падает, и насос работает «насухо», повреждая роторы. Поэтому мы используем защиту от работы «насухо».
(3. 43) Используем также шаровой клапан, которым сможем перекрыть воду в случае аварии.
(4.23) Приступаем к подключению шланга, по которому вода будет поступать в наш дом.
(5.00) Для облегчения подключения используем гибкую соединительную трубку. В то время, как голубой шланг зафиксирован неподвижно под фундаментом — гибкая трубка поможет нам маневрировать напорным баком.
(5.35) Перед включением насоса следует наполнить всю систему водой.
(6.25) Держа нажатой кнопку на устройстве, защищающем от работы «насухо», включаем насос. Насос уже работает. И за минуту вся система наполняется водой из колодца. Вот и все — у нас есть вода!
muzhik-v-dome.ru
Конструктивные особенности гидроаккумулятора
Гидроаккумулятор представляет собой металлическую емкость разделенную на две условные части мембраной: диафрагмой или баллоном.
Гидробаки с диафрагменной мембраной состоят из:
- камеры для воды;
- диафрагменной мембраны, которая установлена поперек бака; газовой камеры;
- гнезда с клапаном;
- патрубка подсоединения к системе.
Гидробаки с мембраной баллонного типа состоят из:
- камеры для воды;
- баллона мембраны, который закреплен на входе около входного патрубка;
- гнезда с клапаном; газовой камеры;
- патрубка подсоединения к системе.
Гидробаки предназначены для:
- холодного водоснабжения;
- горячего водоснабжения;
- системы отопления.
Различают горизонтальные и вертикальные гидроаккумуляторы.
Чаще для загородных домов используют гидробаки вертикальные. У них имеются ножки, а также специальное крепление на корпусе для подвешивания на стену. Занимают мало место.
Горизонтальные гидробаки чаще всего используют в насосных станциях с наружными насосами. В таком случае насос устанавливается на бак, что прилично экономит место.
Гидроаккумулятор с мембраной имеет больший срок службы, чем гидробак из оцинкованной стали
Нужен ли гидроаккумулятор для погружного насоса?
- Гидроаккумулятор предназначен для защиты насоса, т.к. в нем накапливается небольшое количество воды, которое будет использоваться при открытом кране.
- При установке гидроаккумулятора дополнительно устанавливаются следующие устройства: манометр, воздухоотводчик и реле давления.
- Гидроаккумулятор устанавливается в доме, в специальном помещении или в приямке, защищенной от поступления осадков.
Если гидроаккумулятор не установлен, то насос будет включаться постоянно, как только будет открываться кран. В связи с этим, возрастает вероятность гидроудара. Гидроудар образуется при скачкообразном повышении давления, которое появляется из-за частых включений.
Поэтому важность гидроаккумулятора очевидна. Гидроаккумулятор имеет несколько названий, его называют гидробаком, расширительным или мембранным баком.
Таким образом, гидроаккумулятор выполняет следующие функции:
- сглаживающую – помогает избежать гидроудары;
- поддерживающую – совместно с реле поддерживается стабильное давление воды;
- защитную – защищает насос от постоянных включений, а также в отсутствие электрической энергии, за счет небольших запасов воды.
В одной половине гидробака – сжатый воздух, находящийся под давлением 1,5 атм. Вторая часть гидроаккумулятора наполняется водой. Объем давления неизменен и на размеры емкости никак не влияет.
Самый простой прибор, который помогает измерять давление, манометр. Подключается манометр к гидроаккумулятору при помощи штуцера.
Если при проверке выявлено, что давление в гидробаке упало, то его легко увеличить до необходимого уровня при помощи велосипедного насоса через ниппель, который расположен наверху оборудования. А для того чтобы уменьшить давление, необходимо отогнуть клапан ниппеля и выпустить воздух.
При проведении данных действий необходимо следить за параметрами на манометре.
Нормальное давление в гидроаккумуляторе составляет от 1,4 до 2,8 атм. Давление в системе должно превышать давления бака на 0,1 атм. Если Вам необходимо высчитать самостоятельно, какое давление в гидроаккумуляторе необходимо настроить, то воспользуйтесь следующей формулой:
Давление в гидробаке = (Максимальная высота точки разбора +6) / 10
Схема подключения гидроаккумулятора
Система водоснабжения включает в себя: насос, гидроаккумулятор, реле давления, обратный клапан, запарную арматуру, фильтрующую систему, манометр, трубопровод, ну и, конечно же, электрическое питание.
Гидроаккумулятор устанавливается рядом с наружным насосом в приямке или же в помещении в доме, смотря где выделено место.
Все устройства, которые необходимы для подключения всего оборудования, присоединяются с помощью 5-выводного штуцера.
5-выводной штуцер располагает выходами разного диаметра, что идеально подходит при подключении схемы для обвязки гидроаккумулятора. Поэтому данный элемент является основой в схеме обвязки как погружного, так и поверхностного насоса с гидроаккумулятором.
Сначала штуцер прикрепляется к гидробаку, потом к нему подключаются манометр, реле давления. Последними подключениями к пятивыводному штуцеру является насосная труба и разводка к водоснабжению дома.
Обратный клапан позволяет накопить воду в гидробаке от погружного насоса.
Устанавливается на насос до подключения всей схемы гидроаккумулятора в следующей последовательности:
- Опускаем насос в скважину;
- Необходимо закрепить страховочный трос, который удерживает насос;
- Подсоединяем все элементы схемы при помощи пятивыводного штуцера;
- Необходимо произвести настройку реле давления.
Реле давления
Реле давления играет важную роль в работе гидроаккумулятора, а также всей домашней системы. Для эффективности и правильность работы реле необходимо настроить.
Для этого необходимо:
- Первым дело необходимо избавиться от воды в системе водоснабжения, для этого нужно открыть кран, который расположен внизу;
- Открывается крышка реле и включается насос для заполнения системы водой.
- После отключения насоса необходимо запомнить показания манометра, который показывает давление в системе;
- Опять спускается небольшое количество воды, чтобы запустить насос. Также записываются показания манометра. Дальше производится математический расчет: от наибольшего числа вычитаем наименьшее. От получившего числа происходят дальнейшие действия. Если значение меньше, чем 1,4 бар, то гайку малой пружины на реле необходимо затянуть. Если значение больше, чем 1,4 бар, то ослабить.
- Гайкой на большой пружине в реле можно регулировать напор воды. Действия абсолютно аналогичные. Больший напор – затягивается, поменьше – ослабляется.
- Все настройки должны проводиться при выключенном насосном оборудовании.
- После всех пройденных этапов нужно запустить систему и проверить как она работает. Настраивать можно бесконечное количество раз, до того момента, пока все не устроит.
Схема водоснабжения с погружным насосом и гидроаккумулятором после подключения работает так:
- Погружной насос перекачивает воду из скважины в гидробак;
- По мере заполнения воды в гидроаккумуляторе происходит повышение давления воздуха. Когда будет достигнута точка максимума на реле, насосное оборудование отключится.
- Запас воды, скопившейся в гидробаке, позволит пользоваться водой определенное количество времени. Когда количество воды будет уменьшаться в мембране гидробака, давление будет снижаться до минимума на реле, контакты замкнуться и насос включиться.
- И так по кругу.
Как часто будет включаться Ваш насос напрямую зависит от объема гидроаккумулятора. Не забудьте учитывать это при выборе емкости.
iseptick.ru
Что нужно знать при выборе агрегата?
Чтобы правильно подобрать насосную станцию под свои конкретные потребности необходимо учитывать два фактора: технические характеристики самой станции и особенности скважины.
В первом случае ключевым параметром является производительность. То есть станция должна обеспечивать подъем такого объема воды, который полностью удовлетворит все хозяйственные потребности в доме и на придомовой территории. Что касается скважины, то здесь нужно оценить такие ее характеристики:
- производительность;
- глубина;
- статистический уровень воды – при неработающем насосе;
- динамический уровень воды – при включенном насосе;
- тип фильтра;
- диаметр трубы.
В подавляющем большинстве классические насосные станции способны эффективно поднимать воду со скважины, глубина которой не превышает 9 м.
Что касается насосной станции, то, несмотря на отсутствие официальной классификации, она может принадлежать к одной из двух категорий, которые выделяют практикующие специалисты:
- с самовсасывающим центробежным насосом;
- с самовсасывающим вихревым насосом.
Практический опыт показывает, что для дома, в котором проживает семья из 4-х человек, вполне достаточно будет установить насосную станцию малой или средней мощности. Объем гидроаккумулятора (если он входит в комплектацию) которой будет около 20 литров. Такие станции, как правило, характеризуются производительностью 2-4 м. куб. в час и напором в 45-55 метров.
Как устроена насосная станция?
С накопительным баком
Устройство насосной станции, где присутствует накопительный бак, на сегодня считается устаревшим, хотя такие варианты еще можно очень часто встретить. Дело в том, что накопительный бак является достаточно громоздкой конструкцией. Напор и количество воды в емкости контролируется поплавком. При снижении уровня воды до заданных величин, срабатывает датчик, который и запускает подкачку. Такая система долгое время была очень популярной, несмотря на целый ряд очевидных недостатков:
- вода идет самотеком, поэтому низкий напор;
- большие габариты;
- сложность монтажа;
- бак должен быть установлен выше уровня самой станции;
- если выйдет из строя датчик переполненности, то неизбежен перелив воды в помещение.
С гидроаккумулятором
Устройство насосной станции водоснабжения гидроаккумулятором – это принципиально новый подход в создании автономного водоснабжения. Дополненная реле давления, такая система является самой прогрессивной и характеризуется гораздо меньшим числом недостатков.
Посредством реле контролируется верхний предел давления окружающего воздуха, а в гидроаккумуляторе он сжимается под давлением воды. Как только устанавливается нужное значение давления, насос отключается, а снова начнет работать при поступлении сигнала реле о нижнем пределе давления. Если потребление воды небольшое, то насос включаться не будет – в кран будет подаваться вода из бака.
Общая комплектность
Независимо от того выбрана насосная станция с накопительным баком или аккумулятором, кроме одного из этих элементов она будет укомплектована:
- насосным агрегатом;
- мембранным напорным баком, ограничивающим число запуска насоса;
- реле давления;
- манометром;
- кабелем;
- разъемом для подключения;
- клеммами для заземления.
Разновидности по виду насоса
Со встроенным эжектором
Насосные станции классифицируются по типу рабочего насоса, который может быть с эжектором и без. Принцип работы эжекторных модификаций (со встроенным эжектором) заключается в том, что вода поднимается за счет созданного разряжения. Они имеют более высокую стоимость в сравнении с более простыми моделями, но благодаря особой конструкции способны подавать воду с больших глубин – 20-45 м.
Такое насосное оборудование характеризуется высокой производительностью, но работа сопровождается высоким уровнем шума. По этой причине, такая насосная станция должна устанавливаться в подсобном помещении и при возможности за пределами жилого дома. Оборудованию такого типа чаще всего отдается предпочтение при ведении большого подсобного хозяйства и для удовлетворения садово-огородных потребностей.
С выносным эжектором
Кроме того, потребителям предлагаются насосы с эжектором выносным, который, вместе с двумя трубами опускается в скважину или колодец. По одной трубе вода подается вниз в эжектор, что приводит к созданию всасывающей струи. Такая конструкция заметно проигрывает по сравнению с классическим эжекторным насосом по своим эксплуатационным характеристикам.
Такие насосы «боятся» наличия в системе воздуха и песка. Кроме того их КПД значительно ниже. Но зато станция с подобным насосом может без проблем быть размещена в доме, даже, если колодец находится на расстоянии 20-40 метров.
aqua-rmnt.com
Устройство гидроаккумулятора
Основными элементами любой насосной станции являются сам насос и накопительный бак — гидроаккумулятор. Все остальные детали обеспечивают их нормальную работу. Гидроаккумуляторы бывают двух основных модификаций — с мембраной и с грушей. Внешне и те, и другие представляют собой герметичный металлический бак с патрубком для подключения в систему с водой и обычным автомобильным золотником для подкачки воздуха.
Пространство внутри мембранного бака разделяется резиновой мембраной на два отсека — для воды и для воздуха. Обычно, такие устройства устанавливаются в замкнутых системах отопления взамен старых расширительных бачков с переливом из подающей трубы в возвратную. Это позволяет сделать систему отопления герметичной и в несколько раз уменьшить количество воздуха в теплоносителе.
Как известно, вода при нагревании расширяется и без расширительного бачка может разорвать трубы или повредить котел. В случае же использования мембранного бачка лишняя вода из системы просто выдавливается в один из отсеков в нем, а при понижении температуры теплоносителя снова возвращается в систему благодаря выдавливающему воздействию воздуха в соседнем отсеке. Бывают модели с несъемной мембраной, поэтому при приобретении следует обратить на это внимание.
К особенностям эксплуатации мембранных баков относится:
1. высокая температура теплоносителя;
2. медленное изменение давления в системе;
3. материал мембраны не соприкасается с питьевой водой, значит, не обязан являться пищевым.
Иногда мембранные баки устанавливают в системах водоснабжения для устранения гидравлического удара. Это явление может возникать при высоком давлении и резком закрывании крана, проявляется в дребезжании труб и постепенном расшатывании соединений.
Гидроаккумулятор с грушей чаще всего используют в составе насосных станций. Он представляет собой герметичный металлический бак, внутри которого расположена резиновая емкость для воды в форме груши, шара или баллона. Одной своей стороной эта емкость закрепляется на металлическом фланце — именно здесь имеется патрубок с резьбовым соединением для подачи воды в грушу. Дополнительно закрепляется и с противоположной стороны — фактически, груша как бы растянута в баке. В моделях гидроаккумуляторов с объемом более 100 литров она имеет два выхода — на патрубок и на специальный штуцер для стравливания воздуха. Между ней и стенками бака есть промежуток, в который через золотник закачивается воздух. Включенная в работу насосная станция накачивает в грушу гидроаккумулятора воду и при достижении определенного выставленного давления насос отключается. После этого воздух, находящийся между стенками бака и грушей, стремится расшириться на весь доступный объем и сжимает резиновую емкость, выталкивая под давлением воду на подключенного потребителя (например, в систему домашнего водоснабжения). По мере расходования воды давление в баке падает, и насос снова включается — цикл повторяется.
Почему именно груша, если существуют шар и баллон? Всё потому, что даже при емкости в форме баллона вода под действием известного закона физики будет собираться не по всему объему, а в нижней части — вот и получается форма груши. Многие путают, где именно в гидроаккумуляторе находится воздух, а где — вода. Здесь всё просто, главное понять причину именно такого расположения. Если бы внутри груши находился воздух, а вода закачивалась в пространство между станками бака и резиновой емкостью, то вода постепенно разрушила бы корпус бака. А баки из нержавеющей стали стоили бы дороже, чем обычные железные. Также встречается утверждение, что можно было вообще обойтись без груши. Предлагается вариант, когда герметичный бак наполовину заполнен воздухом, а вода закачивается в тот же объем. Вода сжимает воздух, и система работает так же, как и с грушей. Но, как известно, воздух растворим в воде, тем более находясь под давлением, поэтому подобные гидроаккумуляторы пришлось бы часто подкачивать.
Очень важной характеристикой является материал этой емкости. Если насосная станция используется для снабжения питьевой водой, то нужно понимать, что вода в гидроаккумуляторе находится в постоянном соприкосновении с материалом груши. Всегда при приобретении следует изучать паспорт на бак, где должно быть санитарное заключение. Есть емкости из пищевого материала, а есть — только для технических нужд.
Существуют пять основных типов:
1. Натуральная (Natural) — настоящая каучуковая резина для питьевой воды. Самая эластичная из всех, но со временем может проявиться проникновение воды через ее стенки. Применяется для воды от -10 до +50 градусов.
2. Бутиловая (Butyl) — искусственная бутиловая резина для питьевой воды. Подходит по всем санитарным нормам. Менее эластична, чем Natural, однако более долговечна. Подходит для воды от -10 до +99.
3. EPDM — искусственная этилен-пропиленовая резина для питьевой воды. Все нормы, как и у бутиловой, кроме повышенного уровня пропускания воды сквозь стенки через время.
4. SBR — для технической воды. Чаще всего используют в расширительных бачках систем отопления.
5. Nitril — для масел и топлива.
Заботьтесь о своем здоровье — выбирайте правильный материал мембраны или груши для гидроаккумулятора!
Принцип работы насосной станции и ее устройство
Насосная станция позволяет повысить эффективность системы водоснабжения, безопасность оборудования и трубопроводов. Принцип работы насосной станции и ее комплексное оснащение обеспечивает защиту от внешних факторов и возможность бесперебойной подачи воды даже при отключении электроэнергии. При постоянном использовании, постоянном или долговременном проживании в частном доме, такая станция значительно повышает уровень комфорта.
Устройство и принцип работы
Для того чтобы понять, как работает насосная станция для дачи или частного дома, следует подробнее рассмотреть ее устройство и основные функциональные элементы. Рассмотрим их последовательность по ходу движения воды.
- Водозабор, расположенный в скважине или колодце оснащается фильтрующей сеткой, препятствующей попаданию в систему относительно крупных частиц примесей. Здесь же расположен обратный клапан для предотвращения обратного тока воды при снижении давления или прекращении работы насоса.
- Всасывающей магистралью называют участок трубопровода от водозабора до насоса.
- Работа центробежного насоса создает разрежение в трубопроводе, подающем жидкость от источника, что способствует ее интенсивному подъему, и избыточное давление в магистрали, ведущей к точкам водопотребления, для обеспечения тока воды по коммуникациям. Для оптимизации работы системы насос оснащается манометром и реле давления. настройки которого обеспечивают включение и отключение перекачивающего агрегата при достижении критических значений.
- Принцип работы насосной станции для дачи был бы непонятен без уточнения – настройки реле выставляются с учетом характеристик насоса, объема и необходимого давления в гидроаккумуляторе и других параметров.
- Системы оснащаются резервуарами, из которых осуществляется подача воды в трубопровод.
На фото схема устройства водоснабжения на базе насосной станции с гидроаккумулятором
Таким образом принцип работы насосной станции для дома поэтапно выглядит следующим образом:
- При включении насоса вода поднимается из источника, заполняет систему и гидронакопитель до достижения определенного значения давления либо уровня. После этого насос отключается.
- При расходе воды (открытие крана, использование душа или водопотребляющей техники) давление либо уровень в системе снижается, что способствует подаче жидкости из камеры гидроаккумулятора/накопительного бака. Так расход воды из накопителя осуществляется вплоть до достижения критического значения давления/уровня. После этого вновь включается насос и цикл повторяется.
Преимущества насосных станций
Устройство насосной станции для дома позволяет обеспечить целый ряд преимуществ при использовании:
- возможность подачи воды при отсутствии электроснабжения,
- стабильность напора в системе,
- компактность и небольшой вес комплексного оборудования,
- возможность выбора места установки,
- экономичность эксплуатации за счет продления срока службы элементов системы водоснабжения и снижения расходов на электроэнергии благодаря своевременным включениям и выключениям перекачивающего агрегата,
- долговечность оборудования.
Выбор накопителя
Напорные водонакопители (обычные емкости, расположенные на высоте, что обеспечивает возможность подачи воды в систему самотоком) все чаще заменяются на более современные и эффективные гидроаккумуляторы .
Схема насосной станции с накопительным баком и погружным насосом
Принцип работы насосной станции водоснабжения в обоих случаях остается тем же. В то же время несомненными преимуществами гидроаккумуляторов является возможность размещения рядом с насосом (без подъема на высоту) и наличие камеры со сжатым воздухом, которая дает возможность настраивать значение избыточного давления и, соответственно, режим подачи воды в трубопровод. Кроме того, гидроаккумулятор лучше обеспечивает наличие и стабильность напора .
Типовые гидроаккумуляторы для насосных станций бюджетной и средней ценовой категории могут иметь небольшой объем. Если вместимость резервуара за вычетом объема сжатого воздуха будет составлять 25-40 литров, гидроаккумулятор сможет работать на систему, но расценивать его как возможность обеспечить большой запас воды на случай аварийного отключения системы уже нельзя. В большинстве случаев устройство насосной станции позволяет подключение дополнительного гидронакопителя без нарушений работы. Если в доме часто отключают электроэнергию, следует заблаговременно узнать, существует ли подобная возможность.
Принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором
Тем не менее, напорный бак тоже имеет определенное преимущество. Его наличие позволяет выбрать менее мощный (а значит, и более дешевый) насос. Обратной стороной такого преимущества является низкая производительность маломощных перекачивающих агрегатов, а значит, наполнять резервуар он будет медленно, то есть, бак должен иметь большой объем.
Насосное оборудование
Современные производители предлагают отдельно погружные насосы или насосные станции с поверхностными насосами. Считается, что первый вариант оптимален для скважин практически всех типов, а второй подходит для колодцев и абиссинских источников (из-за минимальной ширины их обсадных труб и неглубокого расположения зеркала воды).
- Действительно, погружные модели обладают возможностью подъема воды даже с очень большой глубины (например, высота обсадной трубы артезианских скважин достигает 100 метров и более).
- В то же время поверхностные перекачивающие агрегаты удобны в обслуживании, их легко ревизировать и периодически осматривать. Однако в классической модификации такие модели способны обеспечить подъем жидкости с глубины 8-9 метров максимум.
Основной дилеммой является сочетание большой высоты подъема с небольшой производительностью и достаточно скромными напорными характеристиками у погружных моделей и хорошая производительность и напор в сочетании с возможностью использования только для неглубоких источников у поверхностных агрегатов.
Дополнительную информацию о схеме подключения насосной станции для частного дома или дачи вы можете найти в другой статье.
Если вам интересно, какие бывают баки для душа с подогревом и без него, то рекомендуем ознакомиться с нашим материалом на эту тему.
Компромиссом могут стать эжекторные модели. Эжектор обеспечивает образование разреженной зоны в трубопроводе за счет разницы давлений. Последнее возникает следующим образом: в упрощенном виде эжектор представляет собой конусообразное устройство, двигаясь по которому жидкость увеличивает скорость по мере сужения просвета. В зоне высокой скорости потока образуется разреженность, которая через дополнительное отверстие или патрубок захватывается жидкость из внешней среды.
Важно: Следует учитывать при выборе модели, что эжектор насосной станции может быть выносным или встроенным.
Оснащенный внешним эжектором. который непосредственно опускается в водоисточник, насос способен поднимать воду с большей глубины (в зависимости от мощности перекачивающего агрегата и конструкции эжектора – до 25-40 метров). Выносные эжекторы более эффективны и обычно отличаются по конструкции, представляя собой две параллельный трубы (одна из них может быть заменена гибким шлангом) – вакуумно-нагнетающую и основную. Но они также чувствительны к песку в воде и другим загрязнениям.
Насосная станция с внешним эжектором
К недостаткам эжекторных станций со встроенным устройством часто относят повышенный уровень шума во время работы, однако он может стать заметной помехой только в том случае, если насосная станция размещается на открытом пространстве и близко к окнам дома. При установке в специальной постройке (которая часто необходима для защиты оборудования от промерзания зимой) теплоизоляция также выполняет и роль шумопоглотителя. Устроить звукоизоляцию помещения при установке оборудования в подвале так же не составит труда и не потребует чрезмерных затрат. Нужно отметить, что увеличение высоты подъема при использовании оборудования с встроенным эжектором не происходит, но возрастает производительность.
О том, как выбрать насосную станцию для дачи. более подробно мы рассказали в отдельной статье.
Если в процессе ее эксплуатации возникнет необходимость в ремонте, то вам будет полезен наш материал. в котором разобраны стандартные неисправности и даны рекомендации по их самостоятельному устранению.
Информацию про самостоятельную чистку колодца вы найдете на этой странице http://okanalizacii.ru/vodosnabzhenie/kolodec/kak-pochistit-svoimi-rukami.html. Описаны технологии и необходимые приспособления для работ.
Автоматические системы управления
Наличие автоматических систем управления заметно увеличивает стоимость насосной станции, поэтому целесообразность такого оснащения определяется индивидуально. Специалисты рекомендуют устанавливать датчики контроля и автоматические регуляторы при постоянном использовании системы водоснабжения.
Автоматика может обеспечить защиту от различных факторов, например, от так называемого «сухого хода», когда при снижении уровня жидкости насос захватывает воздух, насосная станция работает рывками, перекачивающий агрегат перегревается. Кроме того, востребованной оказывается защита от:
- повышения температуры (перегрева) насоса,
- перепадов напряжения в питающей сети и пр.
На видео можно посмотреть как устроена насосная станция и описание ее работы.
Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения
С автономным водоснабжением небольшого частного дома способен справиться обычный бытовой насос. Однако в случае с двухэтажным коттеджем и количеством жильцов от пяти нужно что-то более мощное. Без гидроаккумулятора, реле давления и манометра здесь обойтись будет сложно. Но надо четко себе представлять устройство и принцип работы насосной станции с ним, иначе при выборе этого оборудования можно сильно просчитаться.
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.
Насосная станция представляет собой комплекс оборудования, включающий гидробак, реле давления, манометр и непосредственно поверхностный электронасос. Если есть вероятность работы агрегата в состоянии «сухого хода» рекомендуется покупать насосы-автоматы, оборудованные контроллером потока и блоком автоматики
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.
Чем больше емкость бака гидроаккумулятора, тем реже двигателю насоса придется включаться на работу и меньше будет его износ
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.
Реле давления автоматически запускает насос станции при снижении давления до 1,4 бара, например, и выключает при достижении максимального значения, указанного производителем. Нежелательно менять заводские настройки реле, т.к. они рассчитаны на возможности запорной арматуры
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:
- Сначала в гидроаккумулятор закачивается вода насосом из водозабора, создавая в нем избыточное давление воздуха.
- 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.
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.
Насос закачивает жидкость в мембранный бак только тогда, когда давление в системе падает до показателей в районе 1,5 атм, при достижении заданного предельно высокого значения давления, станция отключается
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.
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.
Насосные станции, полностью подготовленные к работе на предприятии-изготовителе, необходимо лишь подсоединить к соответствующим трубопроводам и электропитанию
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).
Внутреннему эжектору не страшны воздушные пробки. Они вначале прокачивают воздух без каких-либо негативных последствий для себя, а потом начинают уже нагнетать в систему саму воду из скважины.
Главный недостаток станций с внутренним эжектором – это высокий уровень шума при работе. Если эти модели насосного оборудования для автономного водоснабжения планируются к установке в честном доме, то делать это рекомендуется только в подсобных помещениях с хорошей звукоизоляцией.
Выносной эжектор позволяет забирать воду с глубин до 50-ти метров. Эти насосы более экономичны, но имеют низкий КПД (не более 40%). Зато они издают гораздо меньше шума, нежели аналоги с встроенным эжектором.
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.
Теплый вентилируемый подвал с шумоизоляцией является идеальным местом для монтажа насосной станции, там она и трубы водоснабжения зимой точно не замерзнут (+)
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.
Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе
Для исправной работы бытовых сантехнических устройств в водопроводе коттеджа необходимо поддерживать напор в 1,4–2,6 атмосфер. Чтобы мембрана гидроаккумулятора не изнашивалась слишком быстро, производители рекомендуют устанавливать в нем давление на 0,2–0,3 атм выше водопроводного.
Регулирование давления в воздушной части гидроаккумулятора производится через золотник путем стравливания лишнего воздуха либо его подкачки автомобильным насосом
Давление в водопроводе одноэтажного дома обычно равняется 1,5 атм. От этой цифры и следует отталкиваться при регулировке гидробака. Но для более крупных жилых строений давление необходимо увеличивать, чтобы вода была во всех самых удаленных от стояка кранах. Здесь нужны более сложные гидравлические расчеты с учетом протяженности и конфигурации трубопроводов, а также количества и типа сантехнических устройств.
Упрощенно рассчитать нужное давление для внутридомового водопровода можно по формуле (H+6)/10. Где «H» – это высота от насоса до самой высокой точки подачи воды в сантехнику на верхнем этаже дома. Однако если рассчитанный показатель будет превышать допустимые характеристики имеющихся сантехнических и бытовых устройств, то при выставлении такого давления оные выйдут из строя. В этом случае необходимо подбирать другую схему разводки водопроводных труб.
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.
Ниппель для подкачки воздуха чаще всего располагается с обратной от ввода воды стороны бака, но возможны и варианты сбоку
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.
Гидронасос устанавливаемой в подвале насосной станции работает на всасывание, что позволяет ее использовать только при неглубоких водоносных слоях или со скважинами с естественным подпором воды
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.
santex1.ru