Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения

Здесь вы узнаете:

• Назначение и принцип работы насосной станции
• Что входит в устройство насосной станции
• Работа и особенности блока управления
• Взаимодействие насоса с гидроаккумулятором
• Преимущества насосных станций
• Чем хороша насосная станция без гидроаккумулятора
• Какое выбрать насосное оборудование
• Правила установки оборудования

Принцип работы насосной станции и ее комплексное оснащение обеспечивает защиту от внешних факторов и возможность бесперебойной подачи воды даже при отключении электроэнергии.

Конструкция станции водоснабжения

Для снабжения водой частного дома лучше всего подходят станции, состоящие из гидробака, а также электрического насоса и блока с автоматикой. Основное отличие от поверхностных насосов заключается в том обстоятельстве, что станции для водоснабжения обладают управляющий системой, зависящей от величины давления.

Перечислим следующие функционирующие компоненты станции:

1. Поверхностный насос.
2. Гидроаккумулятор, оснащённый встроенной “грушей” из резины.
3. Реле давления.
4. Арматура для соединения.
5. Манометр.

Чтобы производить забор воды, к станции следует подсоединить трубу для всасывания, оснащённую обратным клапаном и сеточным фильтром. К выходу установки следует подсоединить магистраль для транспортировки жидкости на точки водоразбора. Когда станция уже оборудована клапаном плюс встроенным фильтром, то, в свою очередь, шланг, всасывающий воду, становится необязателен.

Конструкция автоматической насосной станции

Мембранный гидробак вместе с центробежным насосом может поддерживать уровень давления, равный 1,5 атмосферы, непосредственно в водопроводе вашего загородного дома. Для нормальной и стабильной работы вашей бытовой техники этого должно вполне хватить. Тем не менее, максимального давления, на которое рассчитана подавляющая часть гидроаккумуляторов – 4,5 атмосфер, должно с лихвой хватить на солидный двухэтажный коттедж.

Обычная автоматическая станция имеет не особо большие габариты, а самым крупным её компонентом является бак, аккумулирующий воду. Не требует бетонированной площадки. Тем не менее, так как станция во время работы производит много шума, для её работы следует отвести отдельное помещение. Установку традиционно производят на первом этаже коттеджа или в его подвале.

Более дорогостоящим вариантом для установки автоматической станции является кессон, в который можно полностью поместить всё оборудование. Менее дорогой вариант – это специальный павильон для защиты станции от атмосферного воздействия.

Основные рабочие составляющие

Насосная станция, собранная в заводских условиях в значительной мере превосходит набор самостоятельно подобранных элементов в домашних условиях.

Это обусловлено точным подбором технических параметров каждого узла, компактностью единой конструкции, наличием общего блока управления. Рассмотрим, из чего состоит бытовая насосная станция:

• электрический центробежный насос поверхностного типа;
• накопительная емкость;
• манометр;
• реле давления;
• обратный клапан;
• входная труба с фильтром в виде сетки;
• выходная труба для подключения к водопроводу.

Это все компактно установлено на общей несущей раме всей конструкции. Среднестатистическая комплектация способна автоматически поддерживать давление внутри системы водопровода на уровне 1,5 атмосферы. Этого достаточно для полноценной работы сантехники частного дома.

Более дорогие конструкции способны выдавать максимальное давление в 4,5 атмосферы, чего хватает для обеспечения трехэтажного коттеджа. Она не требует особых условий, для ее эксплуатации и технического обслуживания будет достаточно наличие технической комнаты. Альтернативой для установки может быть кессон.

Блок управления: конструкция и особенности

Автоматика станции служит для того, чтобы постоянно следить за уровнем давления внутри системы водоснабжения, плюс для включения и отключения гидронасоса в зависимости от ситуации. С этой целью в управляющий блок станции были добавлены реле вместе с манометром. Манометр используется для контроля давления, а реле – чтобы управлять насосом.

Если использование вашей станции предполагает кратковременное отключение воды, следует выбирать блок управления с контроллером потока. Он защищает двигатель станции от перегрева, если на точках водозабора нет воды. В таких станциях основная задача блока не следить за максимальным давлением, а снижать поток.

Как работает такая система

Для правильной эксплуатации системы водообеспечения нужно знать принцип действия насосной станции. Потребление воды в бытовых условиях происходит периодически, поэтому нет необходимости в постоянной работе насоса. С другой стороны жильцу удобно, чтобы расход жидкости появлялся сразу же после открытия крана. Эти задачи решаются простым и эффективным способом.

Работающий насос обеспечивает потребителя водой и нагнетает ее в накопитель. При этом во всей системе повышается избыточное давление, пока оно не достигнет установленного максимального значения. В этот момент срабатывает реле и выключается электродвигатель. В процессе потребления жидкости ее давление снижается, пока блок управления снова не даст команду на пуск насоса.

Как работает насос с гидроаккумулятором

Выбирайте ёмкость мембранного бака в соответствии с объёмом потребления воды. Для двух человек вполне хватит ёмкости до 40 литров, а большой семье – от 100 л и выше. Для сезонного дачного водоснабжения вполне сгодится бак объёмом 15 л. Из-за частого подкачивания воды мембрана бака быстро приходит в износ.

Насос с гидроаккумулятором

Следовательно, баки с большим объёмом могут изнашиваться медленнее, так как вода подкачивается реже. Однако, не стоит забывать, что и стоить такой бак будет дороже. Чтобы точно подобрать гидробак, следует учитывать расчёты от производителя по давлению, включению и отключению станции, действительного расхода воды непосредственно в точках водозабора, включённых сразу и одновременно.

Объём резерва для жидкости в гидробаке равен примерно трети от общей величины. Всё оставшееся пространство необходимо для сжатого воздуха, поддерживающего водонапор в трубах водоснабжения.

Если гидроаккумулятор встроен в систему снабжения воды чтобы снизить риск возникновения гидроударов, бак следует выбрать поменьше. В подобной ситуации важную роль будет играть не ёмкость, а мембраны, наполненные воздухом для погашения силы и последствий от гидроудара.

Автоматическая станция водоснабжения имеет два цикла работы:

1. В первую очередь, происходит закачка воды из точки водозабора, чтобы создать в нём избыток воздушного давления.
2. При открытии крана бак опустошается, после чего наступает момнт момент запуска оборудования с помощью автоматики.

Гидроаккумулятор станции сконструирован из корпуса, сделанного из металла, и мембраны, обладающей герметичностью. Она делит внутреннее пространство аккумулятора на две части. В первой части расположен воздух, во вторую часть происходит подкачка воды.

Когда гидроаккумулятор оказывается заполнен, происходит выключение насоса посредством реле. В тот момент открытия крана на кухне воздух действует на мембрану аккумулятора, после чего происходит перетекание воды в систему водоснабжения.

После опустошения бака напор воды уменьшается, затем насос включается, и работа станции возвращается к первому циклу. Если бак пуст, происходит прижимание мембраны к патрубку, после чего осуществляется её распрямление под силой водяного давления, в момент включении насоса.

Часть воздуха сжимается под воздействием мембраны и увеличивается давление внутри него. Через подобное взаимодействие между жидкостью и газом, через барьер и осуществляется работа бака у насосной станции.

Достоинства насосного агрегата с гидробаком

Насос является основным узлом доставки воды из водозабора к месту ее потребления. Разберем устройство насосной станции водоснабжения и некоторые преимущества использования гидробака и гидроаккумулятора:

Для уменьшения количества включения насоса и обеспечения водопровода водой на случай отключения электроэнергии – применяется накопительный бак значительной емкости:

• он устанавливается в верхней точке, на чердаке;
• таким образом вода набирается в него, а потом самотеком сбегает к местам потребления, при этом образуется незначительное давление;
• однако этот метод требует прочного перекрытия и дополнительных затрат на монтажные работы;
• недостаточный напор в системе ставит под сомнение полноценную эксплуатацию сантехники, может привести к ее выходу их строя;
• постоянно сохраняется опасность затопления жилья.

Более современным вариантом является применение гидроаккумулятора, позволяющее добиться постоянного давления в системе:

• однако здесь сохраняется зависимость от электричества;
• можно приобрести автономный генератор и сделать для него автоматическое подключение и запуск;
• однако этот вариант требует дополнительных финансовых затрат.

Как видим, современные технологии позволяют предложить множество вариантов решения вопроса по обустройству домашнего водоснабжения вдали от центральной магистрали. Возможно применение обеих вышеуказанных вариантов в одной системе.

Таким образом остается возможность пользоваться достаточным напором при имеющемся электричестве, и использовать воду с меньшим напором при его отсутствии.

Критерии выбора насосного оборудования

Насосные станции, комплектация которых осуществляется непосредственно на заводе, поставляются уже с поверхностным гидравлическим насосом с эжектором, внутренним или внешним. Кроме того, гидроаккумуляторы могут быть использованы и с погружнымии насосами, в этом случае они будут называться “насосной системой”.

При использовании насосной станции, баки с мембранами могут обладать меньшим объёмом, нежели чем у гидробакамов в системах с погружными насосами. Такой подход объясняется тем, что у погружных насосов меньше включений и отключений происходит в течение часа, нежели, чем у поверхностных насосов.

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.

Насосные станции с внутренним эжектором

Поверхностные насосы с внутренним эжектором обладают ощутимыми пределами по части глубины забора воды – не более 7-8 метров. Это компенсируется напором воды, которую они выдают в итоге – от 40 до 60 метров (примерно 4-6 бар).

Если вы используете насос с внутренним эжектором, не нужно переживать о воздушных пробках. Прокачка воздуха осуществляется без негативных эффектов для поверхностных насосов. После прокачки происходит процесс нагнетания в систему снабжения водой, набираемой из скважин.

Насосные станции с внутренним эжектором

Однако, у станций, у которых эжектор внутренний, имеются также и свои недостатки. Основной недостаток – они производят много шума. Для водоснабжения частного дома лучше устанавливать такие станции в подсобке, предварительно сделав там хорошую звукоизоляцию.

Как выбрать насосную станцию

Выбирая насосное оборудование для частного дома, нужно руководствоваться такими критериями:

• Мощность. Важно не перегнуть палку. Слишком сильное оборудование истощает источник и бьет по карману. Слабенькая станция не обеспечит запас воды для дома. Средний показатель мощности оборудования для частного пользования — 900-1500 Вт.
• Глубина всасывания воды. Некоторые модели способны качать воду только с уровня до 8 м – имеется ввиду расстояние от поверхности земли до зеркала жидкости в источнике.
• Объем гидробака. Для семьи из 3-4 человек будет достаточно емкости на 25-50 литров.
• Наличие дополнительной защиты. Многие модели оснащены системами от перегрева. Они предотвращают поломку насоса в случае падения уровня воды в источнике.
• Материал корпуса насоса. Оптимальным считается пластик. Он глушит шумы, прочен и экологичен.

В перечне критериев выбора значится и производитель оборудования. Популярными считаются «Джилекс», Metabo, Pedrollo (Педролло), Grundfos (Грундфос) и Gardena. Хорошее оборудование не может иметь маленькую цену. В среднем за насосную систему придется выложить от 500 у.е.

Насосы с внешним эжектором

При использовании насоса с внешним эжектором, вы можете осуществлять забор воды на глубине в 50 метров. Несмотря на экономность использования данного насоса, с КПД у них не всё гладко – он составляет максимум 40%. С другой стороны, в отличие от насосов с внутренним эжектором, они почти не производят шума во время работы.

Станция с выносным эжектором

Чем хороша насосная станция без гидроаккумулятора

Насосная станция без гидроаккумулятора стоит на многих дачных участках. Его основное отличие от насосов с гидроаккумулятором, это, как вы правильно могли заметить, отсутствие гидроаккумулятора.

Если у насоса его нет, то, скорее всего, он работает с накопительным баком. Это вторая разновидность насосных станций. Это старая конструкция, но она по-прежнему используется на дачах. Количество воды в баке можно оценить по поплавку, который ставить в бак. Когда объём воды уменьшился до предельных значений, то в этот момент срабатывает датчик. Он в этот момент посылает сигнал, чтобы началась подкачка воды.

Накопительный бак очень большой, поэтому его использует меньше и меньше.

Среди минусов системы можно выделить:

• Низкий напор воды;
• Большие размеры бака;
• Трудность установки;
• Накопительный бак надо устанавливать выше уровня насоса;
• При поломке датчика, который сигнализирует о переполнении, вода может затопить дом.

Главным преимуществом такого насоса является низкая стоимость. Гидроаккумулятор стоит не дешево, поэтому без него вы сможете сэкономить деньги.

Насосная станция без гидроаккумулятора с наличием накопительного бака – это прошлый век. Дачники не рекомендуют покупать его, если есть возможность купить насос с гидроаккумулятором. Несмотря на низкую стоимость на такие насосы, вы рискуете затопить свой дом водой. Поэтому, лучше не приобретайте такие насосы.

Выбор места под станцию водоснабжения

Данный выбор во многом зависит от параметров гидронасоса. Через каждые десять метров его прохождения через горизонтальную трубу понижается его всасывающие характеристики. Например, для выкачивании воды с глубины более 10 метров могут подойти только определённые модели насосовю

Автоматическую станцию для водоснабжения следует устанавливать в таких местах:

• в кессоне, рядом со скважиной;
• в отдельном павильоне для насосов;
• в подвале.

Если вы выбрали наружный стационарный насос, проложите от кессона напорную трубу до коттеджа. Причём, труба должна пролегать ниже мёрзлого грунта. Это действительно имеет смысл, если трубопровод используется круглый год, Если вам нужно проложить трубы только на летний период, глубины в 40-60 см будет вполне достаточно, либо прокладку можно осуществить и вовсе на поверхности.

Если вы собрались производить монтаж станции на цокольном этаже или вообще в подвале, можете не беспокоиться о том, что в зимние холода насос может замёрзнуть. Требуется проложить трубу ниже линии замерзания грунта, и проблема будет решена.

Бурение скважины можно производить и прямо дома, для уменьшения протяжённости трубопровода. Вопрос состоит только о возможности такого шага в различных частных домах и коттеджах.

Если вы хотите установить станцию в специальную отдельную пристройку, учитывайте, что это подходит только для тёплых сезонов. В противном случае, в эту пристройку придётся проводить отдельную отопительную систему, а лучше сразу устанавливать оборудование в отапливаемом доме.

Насосные станции для водоснабжения дома: устройство, установка, подключение, принцип работы

Многим частным домовладельцам приходится решать вопрос о подключении водоснабжения к своему жилищу. Отдаленность дома от централизованного водопровода вынуждает жителей пользоваться водой из местных источников: скважин и колодцев. Используя эти альтернативные источники, домовладельцы рано или поздно сталкиваются с проблемой выбора насосного оборудования для подачи воды в дом. Автоматическая насосная станция водоснабжения это как раз то оборудование, которое позволит обеспечить подачу воды всем точкам водоразбора, в автоматическом режиме и с должным давлением.

Попробуем разобраться – чем руководствоваться при выборе оборудования и как происходит подключение насосной станции к водопроводу.

Что представляет собой насосная станция

Устройство насосной станции водоснабжения состоит из гидроаккумулятора, насоса и блока автоматики. Перед тем как начать устройство водоснабжения, необходимо хоть немного представлять — как работает система. По месту монтажа насосные станции водоснабжения квалифицируются на погружные и поверхностные. У погружных агрегатов часть элементов, включая насос расположены в воде, наверху находятся гидроаккумулятор и блок автоматики.

Автоматическая насосная станция водоснабжения является продуктом полной заводской готовности, но ничто вам не мешает самим собрать себе такую станцию своими руками.

Виды насосного оборудования

При выборе сначала нужно определиться с сердцем насосной станции — насосом. Для поверхностных автоматических насосных станций водоснабжения насосы можно разделить:

1. вихревые, центробежные;
2. многоступенчатые или секционные.

Насосы с вихревым и центробежным принципом работы конструктивно похожи, на первый взгляд можно и не отличить. Главным является принцип работы, центробежные создают напор за счет центробежной силы, а вихревые за счет давления создаваемого лопастями крыльчатки при завихрении.

Основным плюсом тех и других служит несложная конструкция, благодаря которой их ремонт и обслуживание становится проще.

Многоступенчатые насосы или секционные эти типы агрегатов состроят из секций при проходе жидкости через каждую секцию давление увеличивается. Основным плюсом такого насоса является его способность создать сильный напор на выходе, они менее шумные.

Глубина, с который они способны поднимать воду те и другие — это обычно от 7 до 10 метров.

Следующий тип насосов — это погружные, которые в свою очередь можно разделить:

1. скважинные;
2. колодезные.

Колодезные и скважинные их принцип работы закачивания воды погружных станций водоснабжения бывает центробежный – за счет крыльчатки с лопастями и вибрационный посредством вибрации диафрагмы. Основным плюсом этих насосов, конечно же, является их бесшумность.

1. Шнур питания насоса, 2. Манометр, 3. Шнур электропитания, 4. Реле давления, 5. Тройник, 6. Гидроаккумулятор, 7. обратный клапан, 8. труба водопроводная, 9. Трос, 10. Погружной насос, 11. Скважина

Погружные агрегаты принято устанавливать, где вода находится слишком глубоко.

Важно! Производительность насоса зависит от условий: глубины забора, высоты подъёма воды и давления в системе.

По типу забора воды станции можно разделить:

• прямого действия;
• эжекторные.

При заборе воды прямого действия всас воды происходит за счет разряжения создаваемого в камере насоса, простыми словами это просто труба, отпущенная от насоса к источнику воды. Этот способ неудобен тем что станцию приходится располагать в непосредственной близости от источника. Погружные насосы их хоть и можно отнести к этому типу, но они стоят отдельно в своей категории.

1. Допустимый уровень воды, 2. Высота напора, 3. Водопроводная труба, 4. Манометр, 5. Реле давления, 6. Шнур питания, 7. Поверхностный электронасос, 8. Гидроаккумулятор, 9. Тройник, 10. Клапан обратный

Забор с помощью эжекции, когда разрежение создается за счет потока воды который проходя через эжектор, образует пониженное давление и засасывает за собой воду.

Преимущество такого способа забора воды — это более большая глубина забора воды, станция может располагаться на удаленности от источника.

Блок автоматики

Автоматическая насосные станции водоснабжения оснащаются блоком автоматики, который включает и выключает насос.

Блок автоматики следит за давлением в баке, за скоростью потока воды, что защищает насос от сухого хода (работы его без воды) и значительно продлевает срок службы насоса.

Зачастую станции оснащаются одним органом управления. Реле давления название говорит само за себя оно позволяет отрегулировать станцию водоснабжения на определенное давление, при достижении которого насос будет отключаться и включаться при минимальном давлении в системе.

Настройка, регулирование давления задается настроечными пружинами « Чем сильнее сжатее пружины тем сильнее давление и наоборот».

Насосная станция также оснащается обратным клапаном.

Обратный клапан не дает насосу оставаться без воды, останавливая обратный ход потока.

Гидроаккумулятор для станции

Важно учитывать объем гидроаккумулятора. Крупный объем способен долгое время обеспечивать водой жилище в автоматическом режиме, то есть в выключенном состоянии.

Это, во-первых, позволит экономить на электричестве, во-вторых, при условии, что свет отключат, дом будет какое-то время обеспечен водой, насколько долго – будет зависеть от объема гидроаккумулятора, в третьих эксплуатация насоса с гидроаккумулятором намного продолжительнее, нежели без него. При выборе большой объём гидроаккумулятора является плюсом, а стоимость минусом.

Правила установки оборудования

Для работы оборудование обязательное условие наличие электропитание. Необходимо провести линию туда, где будет установлена станция желательно чтобы ваша точка подключения (розетка) имела степень защиты не менее IP44.

Подключаться и настраиваться оборудование после прочтения вами мануала прилагаемого с данным агрегатом.

Для дома, с круглогодичным проживанием, рассмотрим оптимальные схемы установки автоматической насосной станции водоснабжения. Для этого существует еще ряд критериев, которые необходимо учитывать перед установкой оборудования:

• Место где будет установлено.
• И как будет использоваться.

Если планируется эксплуатация в зимнее время, то помещение где будет устанавливаться станция, должно быть утеплено, иметь вентиляцию. Независимо от места установки температура в помещении должна быть не ниже +5 градусов.

На оборудование не должны сказываться перепады температуры, заморозки, помещение должно проветриваться, так как и скопление конденсата также плохо сказывается на эксплуатации.

Также можно сделать кессон — это небольшое сооружение для насосного оборудования в котором делается гидроизоляция, утепляется, стены обшиваются звукоизоляционными материалами.

Под кессон роется в земле углубление до 2,5 метров, где и монтируется насосная станция. Это хороший вариант установки станции водоснабжения — оборудование находится ниже уровня промерзания грунта, внутри установки будет постоянно поддерживаться плюсовая температура.

Если осуществляется скважинный забор воды, то обсадную трубу срезают немного выше, чем дно кессона. В скважинную трубу опускается насос, который поднимает воду в гидроаккумулятор.

Трубы укладывают в траншеи ниже глубины промерзания грунта в этом регионе, так же для уменьшения глубины траншеи можно произвести утепление труб что позволит меньше копать