Принцип роботи насосної станції: пристрій і складові

Anonim

Повірте, приватний будинок можна облаштувати з настільки високим рівнем комфорту, що проживати в ньому стане набагато зручніше, ніж в міській квартирі. У всякому разі, водопроводом можна користуватися з не меншим зручністю. Точно так же для отримання води потрібно буде всього лише відкрити кран, що поки не дуже сумісно з заміської інфраструктурою, згодні?

Але ж це зовсім не «райдужна» мрія. Для здійснення задумки в схему водопостачання досить включити насосну станцію. Вона переробить за господарів колосальний обсяг нелегкої фізичної роботи. Правда для її грамотного підключення і експлуатації треба добре знати будову устаткування.

Ми пропонуємо вам цінну інформацію про специфіку використання зазначеної техніки. Наша стаття допоможе зрозуміти принцип роботи насосної станції і ознайомить з правилами установки. Представлені нами відомості доповнені гранично зрозумілими схемами, фото-добірками і відео-посібниками.

Пристрій станції подачі води

Для організації водопостачання в приватному будинку магазини пропонують насосні станції у вигляді компактного блоку з гідробака, блоку автоматики і електронасоса. Також можна подібну установку подачі води зібрати з окремих частин і устаткування.

Обидва варіанти прийнятні, але краще вибрати готовий комплект з гарантією виробника. Це обійдеться дешевше і практичніше при подальшому обслуговуванні.

Основні робочі складові

По пристрою зібрана в заводських умовах насосна станція водопостачання відрізняється від поверхневого насоса наявністю системи управління за значеннями тиску.

Насосні станції використовуються для автоматизації роботи лінії водопостачання. Входить до складу обладнання автоматика запускає і відключає процес відкачування без участі людини Насосні станції на базі поверхневих насосів застосовуються при заборі води з неглибоких виробок і відкритих водойм Максимальна глибина, з якою насосні станції можуть відкачувати воду без додаткового зовнішнього ежектора, від 6 до 12 м в залежності від виробника і потужності обладнання Обмеження в можливостях по глибині відкачки впливають на сферу використання насосних станцій Насосні станції з поверхневими насосами нерідко використовуються як додаткове обладнання, що забезпечує перекачування води з накопичувача до точок водорозбору Насосну станцію можна купити в зібраному на заводі вигляді або укомплектувати самому. Крім насоса в її склад повинен входити гидробак, манометр, реле тиску або блок автоматики Для відкачування води з свердловин глибиною понад 25 м в схемі автоматизованого водопостачання поверхневий насос замінюється глибинним Гидроаккумулятор насосної системи з глибинним насосом встановлюється в кесоні або в межах яке забезпечується будинку

До складу входять такі функціональні компоненти:

  1. Поверхневий електронасос.
  2. Гидроаккумулятор з ніпелем і внутрішньої гумової "грушею".
  3. Манометр.
  4. Реле тиску.
  5. Сполучна арматура.

Для забору води до неї приєднується усмоктувальна труба зі зворотним клапаном і сітчастим фільтром. А на виходi установки підключається магістраль, транспортує рідину, що перекачується до точок споживання. При цьому якщо станція має вбудований фільтр і клапан, то ними шланг годі й доповнювати.

Насосна станція являє собою комплекс обладнання, що включає гидробак, реле тиску, манометр і безпосередньо поверхневий електричний насос. Якщо є ймовірність роботи агрегату в стані "сухого ходу" рекомендується купувати насоси-автомати, обладнані контролером потоку і блоком автоматики (+)

Гідравлічний мембранний бак укупі з відцентровим насосом здатний підтримувати в водопроводі котеджу тиск в 1, 5 атмосфер. Цього цілком достатньо для стабільної роботи всієї побутової техніки, яка встановлюється в приватних будинках. Причому більша частина моделей гідроакумуляторів розрахована на 4, 5 атмосфер максимально можливого тиску, чого з надлишком вистачає навіть для котеджу в два-три поверхи.

Автоматична станція компакта і не вимагає важкого бетонування площадки під обладнанням. Найбільший її елемент - це акумулює воду бак. Однак для її установки потрібно окреме приміщення через створюваного при роботі шуму. Найчастіше всю установку монтують на першому поверсі або в підвалі, де зручніше за все її експлуатувати і обслуговувати.

Чим більше ємність бака гідроакумулятора, тим рідше двигуну насоса доведеться включатися на роботу і менше буде його знос (+)

Кілька дорогим, але цілком розумним рішенням для розміщення обладнання може стати кесон, в якому може бути розташований як весь комплекс агрегатів, так і насос з автоматикою без гидробака, встановленого в будинку. Бюджет варіант розташування станції на дачі передбачає пристрій окремого павільйону, що захищає агрегат від атмосферного негативу.

Робота і особливості блоку управління

У завдання керуючої насосною станцією автоматики входить відстеження тиску в системі і включення / вимикання двигуна гидронасоса в міру необхідності. Для цього блок управління включає манометр і реле. Перший контролює поточний тиск, а друге - управляє насосом.

Основні елементи реле - дві пружини. Велика налаштована на замикання контуру при самому низькому тиску в мембранному баку, коли в ньому мало води. А менша контролює максимум тиску, розмикаючи ланцюг при досягненні останнього.

Реле тиску автоматично запускає насос станції при зниженні тиску до 1, 4 бару, наприклад, і вимикає при досягненні максимального значення, вказаного виробником. Небажано змінювати заводські настройки реле, тому що вони розраховані на можливості запірної арматури

При покупці насосної станції для роботи в контурах з ймовірністю короткочасної роботи без води необхідно звернути увагою на наявність пристрою контролера потоку.

Він призначений для запобігання двигуна від перегріву в разі відсутності води у водозаборі. У таких агрегатах блок управління орієнтований не на граничні значення тиску, а на зниження потоку.

Для автоматизації процесу запуску / відключення насоса станція оснащується реле тиску. У схемах водопостачання реле застосовується тільки в союзі з гідроакумулятором Реле тиску це двоконтактний пристрій комутації електроланок, одна з яких реагує на верхнє граничне значення тиску і відключає насос, друга включає при падінні тиску нижче виставленого в налаштуваннях межі Якщо є загроза роботи агрегату без води, так званий "сухий хід", станцію краще обладнати блоком автоматики: він відключить електронасос при виникненні подібної ситуації На відміну від реле тиску блок автоматики не припиняє роботу системи при досягненні мінімального значення, а плавно відключає її через 15 сек при зниженні витрат до найменших показників

У тому, як грамотно підібрати насосну станцію для облаштування дачної ділянки, розібратися допоможе запропонована нами стаття. Крім цінних рекомендацій покупцям обладнання в ній наведено рейтинг кращих пропозиції на вітчизняному ринку.

Взаємодія насоса з гідроакумулятором

Ємність мембранного бака підбирається з урахуванням обсягу водоспоживання. Подружжю цілком вистачить варіанту в 25-40 літрів, а для сімейства в кілька чоловік доведеться підбирати пристрій від 100 літрів.

Баки менше 15 л і зовсім купувати рекомендується тільки для сезонного використання на дачі. Через постійну підкачки води мембрана в них швидко зношується.

У гидробак в початковому стані через ніпель (повітряний клапан) закачано повітря, що створює тиск в 1, 5 атм. Під час роботи в мембрану під тиском закачується вода, що стискає повітряний "запас". При відкритому крані стиснене повітря виштовхує воду

Вважається, що чим більше ємність, тим довше прослужить насосне обладнання, тому що чисельність циклів включення / вимикання скоротитися. Однак бак великої місткості коштує чимало.

За правилами гидробак підбирають на підставі розрахунків, виходячи із зазначених виробником значень тиску включення і виключення, реального витрати води при включених одночасно водозабірних точках.

Резерв рідини в гідравлічному баку зазвичай становить близько третини від загального обсягу ємності. Решту простір віддано під стиснене повітря, який потрібен для підтримки постійного напору води в трубах.

Якщо гідроакумулятор в систему водопостачання вбудовується для мінімізації пов'язаних з гідроуарамі ризиків, то бак можна підбирати невеликого розміру. У цьому випадку важливий не обсяг ємності, а наявність мембрани і повітря за нею. Саме вони в разі чого візьмуть на себе удар, згладивши його наслідки.

Продуктивність насоса повинна відповідати обсягу мембранного бака (для ємності 20-25 л рекомендується брати гидронасос на 1, 5 м3 / год, для 50-ти літрів - 2, 5 м3 / год, а для резервуара на 100 л - не менше 5 м3 / ч)

Працює автоматична насосна станція в два цикли:

  1. Спочатку в гідроакумулятор закачується вода насосом з водозабору, створюючи в ньому надлишковий тиск повітря.
  2. При відкритті крана в будинку мембранний бак спустошується, після чого автоматика знову запускає насосне обладнання.

Пристрій гідроаккумлятора для насосної станції водопостачання гранично просто. Він складається з металевої корпусу і герметичній мембрани, яка розділяє весь простір усередині на дві частини. У першій з них знаходиться повітря, а в другу підкачуються вода.

Насос закачує рідину в мембранний бак тільки тоді, коли тиск в системі падає до показників в районі 1, 5 атм, при досягненні заданого гранично високого значення тиску, станція відключається (+)

Після заповнення гідроакумулятора реле відключає насос. Відкрити газовий кран в умивальнику призводить до того, що видавлюється натиском повітря на мембрану вода починає поступово перетікає в систему водопостачання. У якийсь момент бак спустошується до такої міри, що напір слабшає. Після цього знову включається насос, запускаючи цикл роботи насосної станції за новою.

При порожньому баку мембранна перегородка мнеться і притискається до фланця вхідного патрубка. Після включення гидронасоса мембрана розправляється водним тиском, стискаючи повітряну частину і підвищуючи в ній тиск вже повітря. Саме ця взаємодія газ-рідина через змінюється бар'єр і лежить в принципі роботи мембранного бака насосної станції.

Обсяг гідроакумулятора для систем водопостачання залежить від розмірів і складності системи. У спрощеному варіанті розрахунків літраж споживаної води ділять на заплановану кількість включень Для невеликих за довжиною і об'ємом систем випускають вертикально орієнтовані бачки об'ємом 6 - 10 л без опорних ніжок Для систем, що поставляють воду сім'ї з двох-трьох чоловік, в схему включають гидробак до 50 л. Їх випускають в горизонтальному виконанні з опорними ніжками і майданчиком для установки насоса зверху Для систем водопостачання з зануреними насосами, гойдаючими воду зі свердловин з глибини більше 25 м застосовують гідробаки обсягом понад 50 л, тому що необхідно скоротити число включень. Це вертикальні ємності на опорах, місткістю від 50 до 750 л

Критерії вибору обладнання

Насосні станції заводський компонування йдуть з поверхневим гідронасосом, часто мають внутрішній або зовнішній ежектор. Однак гідроакумулятори можна також використовувати з занурювальним насосним обладнанням, але їм присвоюється дещо інший технічний термін "насосна система".

У разі роботи в тандемі зі станцією мембранні баки можуть бути менше обсягом, ніж гідробаки для систем з зануреними насосами. Це пов'язано з тим, що у заглибних насосних агрегатів число допустимих в годину включень / виключень менше, ніж у поверхневих насосних машин.

Насосні станції, повністю підготовлені до роботи на підприємстві-виробнику, необхідно лише під'єднати наявними місцями з'єднань і електроживлення (+)

Поверхневі насоси, що мають внутрішній ежектор, мають серйозні обмеження по глибині водозабору. Вони воду здатні підняти тільки з 7-8 метрів. Однак вони видають потужний водяний напір на виході зі стовпом води в 40-60 метрів (4-6 бар).

Внутрішньому ежектору не страшні повітряні пробки. Вони спочатку прокачують повітря без будь-яких негативних наслідків для себе, а потім починають вже нагнітати в систему саму воду зі свердловини.

Головний недолік станцій з внутрішнім ежектором - це високий рівень шуму при роботі. Якщо ці моделі насосного обладнання для автономного водопостачання плануються до установці в чесному будинку, то робити це рекомендується тільки в підсобних приміщеннях з хорошою звукоізоляцією.

Використання виносного ежектора дозволяє забирати воду з глибин до 50-ти метрів. Ці насоси більш економічні, але мають низький ККД (не більше 40%). Зате вони видають набагато менше шуму, ніж аналоги з вбудованим ежектором.

Вибір типу насосного агрегату для станції залежить від якісних характеристик планованої до перекачування середовища:

Для облаштування дач і невеликих приватних котеджів, підключених до централізованих мереж, використовуються насосні станції з основним агрегатом вихрового типу Для забору води з відкритих водойм і колодязних шахт застосовуються станції з самовсмоктуючий насосами відцентрового типу дії У схемах водопостачання із застосуванням станції в якості агрегату, що перекачує воду їх накопичувача до споживачів використовуються відцентрові види У схемах водопостачання, які потребують підвищення тиску, застосовуються багатоступінчасті насоси в форматі насосних станцій

Визначення місця для станції водопостачання

Вибираючи місце розташування для насосної станції, необхідно орієнтуватися на характеристики гидронасоса. Кожні десять метрів горизонтальної труби між джерелом води і насосом знижують його усмоктувальні здатності на 1 м.

Якщо передбачається їх рознесення на відстань більше десяти метрів, то модель насосного агрегату потрібно підбирати з підвищеною глибиною всмоктування.

Автоматичну станцію системи автономного водопостачання можна розташувати:

  • на вулиці в кесоні біля свердловини;
  • в зведеному спеціально для насосного обладнання утепленому павільйоні;
  • в підвалі будинку.

Стаціонарний зовнішній варіант передбачає облаштування кесона і прокладку від нього напірної труби до котеджу нижче рівня промерзання грунту. При влаштуванні цілий рік експлуатується трубопроводу прокладка його нижче глибини сезонного промерзання обов'язкове.

При влаштуванні тимчасових літніх магістралей на період проживання на дачі трубопровід НЕ заглиблюється нижче 40 - 60 см або прокладається на поверхні.

Теплий вентильований підвал з шумоізоляцією є ідеальним місцем для монтажу насосної станції, там вона і труби водопостачання взимку точно не замерзнуть (+)

Якщо виконати монтаж станції в цоколі або підвалі, то не доведеться побоюватися замерзання насоса взимку. Треба лише всмоктувальну трубу прокласти нижче межі промерзання грунту, щоб вона не перемерзла в сильні холоди.

Нерідко свердловину бурять прямо в будинку, тоді істотно скорочується протяжність трубопроводу. Але не в кожному котеджі подібне буріння можливо.

Установка насосних станцій водопостачання в окремій будівлі можливо тільки в разі експлуатації обладнання в період позитивних температур. Однак для районів з дуже низькими зимовими температурами такий варіант, призначений для функціонування круглий рік, необхідно утеплювати або влаштовувати систему опалення. Краще відразу монтувати насосну станцію прямо в обігрівається будинку.

При виборі місця для розташування станції водопостачання необхідно врахувати температурні межі, зазначені в її паспорті виробником:

На відкритих майданчиках насосні станції можуть експлуатуватися тільки при плюсових показаннях термометра, що не перевищують + 40 - 45º С Для відкачування води з неглибоких свердловин, колодязів, відкритих водойм компактні насосні станції встановлюються тимчасово, а після роботи переносяться в закрите приміщення Для розташування станції поза домом на час робочого сезону можна використовувати критий неопалювальний павільйон, битовку, сарай, криничний будиночок і подібні споруди Стаціонарну установку насосної станції в межах будинку бажано провести в котельні, тому що при роботі обладнання шумить Насосну станцію заборонено встановлювати в приміщеннях, які можуть бути затоплені паводковими водами навесні або восени При низькому заляганні грунтових вод і відсутності ймовірності паводкових затоплень насосну станцію можна встановити в облаштований кесон Не припустимо цілорічне використання приямків, що не заглиблених нижче рівня промерзання гірських порід. Цей варіант прирівняний до розташування на вулиці В завершении рабочего сезона воду из станции, расположенной в неглубоком приямке, следует полностью слить. Также необходимо ее слить из всасывающей и водоподающей труб

Параметры давления 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.

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 давления в автономном водопроводе 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.

Регулирование давления в воздушной части гидроаккумулятора производится через золотник путем стравливания лишнего воздуха либо его подкачки автомобильным насосом

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.

Достоинства насосного агрегата 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 гидроударов 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.

Висновки і корисне відео по темі

Ролик # 1. С каких глубин насосное оборудование способно поднять воду:

Ролик # 2. Как самому собрать насосную станцию из бытового центробежного насоса:

Ролик # 3. Все о принципе работы гидроаккумулятора, идущего в составе насосной станции:

Автоматические автономные системы водоснабжения дают возможность при проживании в загородном доме не утруждать себя переноской воды в ведрах. Благодаря простому устройству насосные станции несложны в монтаже и обслуживании.

С их установкой способен справиться практически любой. Благо, количество конфигураций насосного оборудования различного типа с гидроаккумуляторами существует немало, для каждого коттеджа можно подобрать оптимальное решение.

Хотите поделиться собственным опытом по использованию насосной станции, появились вопросы или обнаружили недоработки в статье? Пишіть, будь ласка, коментарі в розташованому нижче блоці.