Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

Устройство оборудования

Классическая насосная станция устроена одним из двух способов:

• с вихревым насосом;
• с центробежным насосом.

При одинаковой производительности отличается только способ подъема жидкости из глубины. Для частного дома достаточно средней или малой мощности оборудования, в зависимости от количества жильцов и техники.

Существуют еще эжекторные устройства, которые позволяют качать воду из глубины более 10 метров. Эти приборы стоят дороже, но если скважина глубокая и вода находится далеко, выгоднее купить подходящее оборудование, чем бурить новую скважину.

По способу накопления жидкости существует две разновидности станций – устаревшей модели с накопительным баком и нового образца – с гидроаккумулятором.

Накопительный бак редко встречается в продаже, так как насосные станции требуют особых условий монтажа и обслуживания. Из бачка вода в трубы поступает самотеком, поэтому напор в кране небольшой, нет возможности полноценно пользоваться душем или установить, к примеру, ванну-джакузи. Накопительный бак нужно устанавливать выше самого насоса – не всегда можно найти место для громоздкой конструкции литров на 200–300. Вдобавок, если датчик контроля наполнения сломается, возможно затопление помещения.

Гидроаккумулятор – небольшая емкость с резиновой мембраной внутри. Вокруг нее находится воздух. При наполнении груши воздух постепенно сдавливается и выталкивает жидкость в трубы. Устройство снабжено реле давления, по показаниям которого станция включается и выключается.

Кроме накопительных резервуаров насосные станции укомплектованы:

• электрическим узлом – кабель, разъем для подключения, клеммы для заземления;
• блоком управления – манометр, реле давления;
• один из видов насосов.

Достоинства насосных систем

Установка насосной системы обеспечивает массу положительных моментов при ее использовании. Устройство станций связано с возможностью водозабора в условиях отсутствия системы электроснабжения. Насосное оборудование должно обеспечивать стабильность напора воды. Оно компактно и не обладает большим весом. Устройство отличается экономичностью, поскольку позволяет продлить срок службы отдельных элементов водозаборной системы. Своевременность включения и отключения системы позволяет снизить затраты на электроэнергию.

В качестве водонакопителей применяются емкости, располагаемые на определенной высоте. Это обеспечивает подачу воды в систему водозабора самотоком. Баки часто заменяются эффективными гидроаккумуляторами. Принцип работы станции при этом остается прежним.

Гидроаккумуляторы обладают большими возможностями, поскольку их можно устанавливать возле насоса. Подъем резервуара на высоту не предусмотрен. Камера со сжатым воздухом обеспечивает настройку уровня избыточного давления, а также режима подачи жидкости в трубопровод. Применение в системе гидроаккумулятора улучшает и стабилизирует напор воды.

Рассмотренный принцип работы и устройство насосных станции разного типа является последовательным. Подача воды производится из колодца или скважины, оснащенных фильтрами. Эти приспособления представляют собой сетки, которые являются препятствием попаданию в систему водозабора достаточно больших частиц разных примесей. Наличие обратного клапана на этом участке системы позволяет предотвратить обратный ток жидкости в случае снижения давления либо прекращения действия насоса.

Какие существуют виды оборудования

Для подачи воды с глубины до 9 метров и обеспечения ее автоматической подачи в частный дом используются:

Насосные станции с гидроаккумулятором или накопителем. Такое устройство в своем составе имеет:

1. поверхностный насос;
2. гидроаккумулятор с различной емкостью.

При открывании крана вода начинает подаваться из гидробака, куда ранее была жидкость закачана с помощью насоса под определенным регулируемым давлением. Поверхностный насос включается после использования определенного лимита воды в гидроаккумуляторе.

Преимуществом такой конструкции является:

1. всегда имеется в баке определенный запас воды, зависящий от объема емкости, которую можно использовать даже при отсутствии электричества.
2. благодаря запасу жидкости уменьшается количество включений-выключений агрегата, например, когда необходимо набрать небольшой объем воды в чайник или что-то помыть.

К недостатком насосной станции такой конструкции относятся:

1. возможно незначительное падение давления при подаче воды из гидробака до следующего включения в системе насоса, если идет расход горячей воды, при наличии автономного отопления, котел в этом случае может включаться и отключаться;
2. увеличивается число включений-отключений насоса при одноразовом продолжительном потреблении воды: когда необходимо заполнить бассейн или полить сад.

Эти устройства для дома внешне похожи на обычные поверхностные насосы, разница лишь в том, что включаются и отключаются агрегаты автоматически соответственно при открывании или закрывании крана.

Они, чаще всего, имеют:

1. защиту от «сухого хода»;
2. встроенный фильтр;
3. габаритны меньше, чем у насосной станции.

Рассчитан автоматический насос на работу, когда требуются частые включения-отключения. К тому же такое устройство способно поддерживать более стабильное давление в системе водопровода для дома, чем другое оборудование.

По типу основного насоса станции могут быть:

• С эжектором. В этом случае за счет разряжения такие насосы поднимают воду из глубоких, до 45 метров глубиной, колодцев и скважин. У них большая производительность, но при работе издают много шума, что требует их установки за пределами жилых помещений. Применяют подобное оборудование чаще всего для садово-огородных нужд.
• Без эжектора. Насосы у которых выносной эжектор могут поднимать воду с источника глубиной до 34 метров. В этом случае сам эжектор и две трубы опускаются в колодец или скважину. Одной трубой вода подается вниз в эжектор и создает всасывающую струю. К недостаткам устройств относится чувствительность к наличию в жидкости воздуха и песка, и небольшой КПД. Но агрегат можно размещать в доме, даже при расположении колодца на расстоянии до 40 метров от дома.

При отсутствии эжектора, всасывание воды происходит по другой схеме и обеспечивается устройством специальной многоступенчатой конструкцией гидравлической части. Они практически бесшумны, потребляют меньше энергии при аналогичных параметрах напора и производительности.

Нередко встречаются насосные станции, в составе которых одно-, двух- и даже многоступенчатые центробежные или вихревые насосы. У них малая производительность по дебиту, но они могут создать серьезный напор жидкости в системе, что способствует использование устройств для повышения давления в водопроводе жилого дома.

Их размеры небольшие, производят во время работы мало шума, не боятся образования пузырьков воздуха в трубах.

Существенным недостатком таких устройств служит опасность выхода из строя при попадании в систему песка. Цена таких агрегатов выше, чем у предыдущих моделей.

Как не ошибиться, выбирая насосную станцию

Как видим, насосные станции на строительном рынке представлены достаточно широко, но такое многообразие вызывает некоторые трудности в выборе нужного варианта, так как каждая модель имеет свои технические показатели.

Насосная станция, на самом деле, является «сердцем» всей системы водоснабжения. Нужно приобрести такую насосную станцию, чтобы ее надежность в процессе эксплуатации успешно сочеталась с затратами на все процессы, связанные с ее приобретением, установкой и эксплуатацией.

Следует учитывать такие характерные особенности насосных станций:

• Высоту всасывания. Это очень важный критерий для станций с поверхностным насосом.
• Напор. Этот параметр представляет собой высоту, на которую вода подается при помощи насоса. Однако, если вода будет подаваться на максимально допустимую высоту, то производительность насоса может значительно снизиться. Такой показатель важен, если вода подается по участку, на котором отмечен существенный перепад высоты. Этот параметр влияет на уровень высоты давления в системе.
• Производительность насоса — это некий объем воды, подающийся насосом за единицу времени. Перед тем, как выбрать насосную станцию, выполняют расчет водопотребления, учитывая только показатель в момент максимального водопотребления. Подача воды не даст сбоя, если показатель производительности будет слегка избыточным.
• Дебет скважины или колодца представляет собой объем воды, выкачиваемый из данного источника за один час при максимальном сохранении его производительности. Это очень важный показатель.

Комплектуется насосная станция очень просто: насос, блок управления и напорный накопитель. Иногда изготовитель добавляет и систему, которая позволяет защитить её от возможного перегрева.

Устройство насосной станции водоснабжения

Типовыми компонентами агрегата являются:

• Насос;
• Бак-гидроаккумулятор;
• Модуль автоматики;
• Манометр;
• Запорная арматура и фитинги подключения.

Ведущим узлом всей системы служит циркуляционный насос.

Гидроаккумулятор необходим для выравнивания давления воды в сети, гашения гидроударов, разгрузки помпы и экономии электроэнергии.

Модуль управления устанавливается для поддержания требуемого давления в водопроводе (как правило от 1,5 до 4,5 атмосфер) и недопущения запуска помпы без поступления воды.

• Все эти компоненты находятся в свободной продаже и при желании их можно приобрести отдельно, а затем самостоятельно собрать агрегат с требуемыми характеристиками.
• Однако, как правило, агрегаты заводской сборки обходятся дешевле, спроектированы производителями с соблюдением всех нюансов и испытаны на заводе.
• Самостоятельная сборка агрегата оправдана только в том случае, если в наличии уже имеются какие-либо компоненты, необходимые для сборки, есть необходимые для выполнения работы знания и навыки, а закупка недостающих частей обойдётся дешевле приобретения агрегата.

Водозаборный участок трубопровода должен быть обязательно оснащён фильтром грубой очистки, чтобы не допустить попадания в насос или гидроаккумулятор грязи и песка, а также обратным клапаном для предотвращения обратного тока воды.

Схемы подключения

В зависимости от конструкции водопровода возможны две схемы подключения: двухтрубная и однотрубная.

Однотрубную применяют для поверхностных установок, подающих воду с глубины менее 10 м. Для подачи воды с глубины более 20 м используют двухтрубную схему.

Однотрубная схема (1 – обратный клапан с фильтром, 2 – насос, 3 – трос)

Двухтрубная схема подключения

Последовательность работ следующая:

• установить на насос сетку-фильтр для защиты от мелкого мусора и песка;
• установить в верхней части насоса раструб, затем сгон. Для достижения нужного сечения установить несколько сгонов.
• на конец сгона установить муфту, которая состыкует устройство с водопроводом.

Двухтрубная схема водоснабжения частного дома с насосной станцией(1– обратный клапан с фильтром, 2 – эжектор, 3 – линия всасывания, 4 – труба рециркуляции)

Важно проконтролировать герметичность всех стыков конструкции, так как забор воздуха приведет к нестабильной работе установки, потери ее мощности. Резьбовые соединения необходимо надежно зафиксировать, добиться герметичности при помощи прокладок и специальных средств

Арматура и фитинги, которые понадобятся для монтажа

Трубы прокладывать следует с некоторым запасом. После прокладки труб проводят подключение в последовательности:

• установить оголовок на обсадную трубу;
• рассчитать глубину погружения труб, учитывая, что входной патрубок должен находиться примерно в 1 м от дна колодца;
• установить трубы к конструкции насоса;
• установить на оголовок скважины колено;
• пропустить трубы через колено (возможно соединение труб переходниками);
• опустить на нужную глубину насос;
• зафиксировать армированным скотчем оголовок на обсадной трубе.

Ниже уровня промерзания от точки водозабора прокладываются трубы до дома, где они подсоединяются к установке. Ее запуск возможен после залива воды в отверстие насосной станции. После первого запуска необходимо проверить давление, которое в среднем должно быть 1,5 атмосферы.

Схема разводки водоснабжения для частного дома

Возможные неполадки в работе установки

Существует несколько распространенных неполадок:

• При частом включении и отключении насоса следует проверить давление воздуха в аккумулирующей емкости. При заниженном значении – его необходимо подкачать. Если такой вариант не срабатывает, необходимо обратиться в сервисный центр.
• Возможна течь вследствие разгерметизации соединений конструкции либо механического повреждения шланг.
• При наличии капель воды на воздушном ниппеле гидроаккумулятора – необходимо срочно выключить данное оборудование и обратиться к квалифицированному мастеру. Так как это свидетельствует о повреждении мембраны внутри аккумулирующей емкости.
• Вода уходит обратно вследствие неисправности в устройстве обратного клапана.
• При нежелании насоса включаться неисправность следует искать в регулировке реле давления.

Это неисправности, которые считаются самыми распространенными.

Эжекторные насосы Ebara

Японская компания выпускает отличные самовсасывающие насосы Ebara JEXM, которые можно использовать для:

• водоснабжения;
• подачи воды из неглубоких скважин и колодцев;
• повышения давления и пр.

Также модель JEXM можно применять для полива садовых участков, организации автономного водоснабжения, в качестве подпиточных устройств или установок для тушения пожара.

Оборудование от японского производителя работает с чистой или технической водой без посторонних частиц и волокон. Насосы выполнены из нержавеющей стали, благодаря чему обеспечивается их длительная и бесперебойная работа.

Виды

Чтобы подобрать НС, сначала нужно учитывать возможности колодца и взять модель чуть ниже этого предела. Но если предел меньше 1,7 куб. м/час, то про НС придется забыть: постоянное давление мотор не обеспечит и, перебои с водой неизбежны.

У бытовых насосов производительность от 1,5 до 9 куб. м/ч, определяется по числу водоразборных точек (кухня, туалет, ванная, стиральная или посудомоечная машина).

Расход воды в точке: 0,35 куб. м/ч. Х 5 = 1,75 куб. м/ч. В таком случае можно ограничиться НС с мощностью 2 куб. м/ч (запас не помешает).

Емкость бака также зависит от точек потребления.

Средняя емкость крана – 12л, следовательно, в нашем случае подойдет бак 60 л. В инструкции обычно указывают максимум, который может обеспечить данная модель.

Данные о колодце получают, используя любой мотор для замера объема выкачанной жидкости. Уровень зеркала подскажет гайка на нитке, опущенная в колодец.

На отечественном рынке представлены три вида насосов:

1. Станция с центробежным самовсасывающим насосом и встроенным эжектором с напором воды до 40 м и глубиной всасывания до 9 м самая популярная. Но главное ее достоинство – низкая восприимчивость к воздуху.Для запуска НС открывают крышку и наполняют водой до краев. После прокачки воздуха мотор даст воду. Излишек воздуха уходит через кран или клапан.
2. Центробежные самовсасывающие насосы с внешним эжектором подходят для колодцев с глубиной до 45 м.Монтируют НС в котельной или другом подсобном помещении. Эжектор с двумя трубами помещают в колодец. Одна подает воду в эжектор для всасывания, вторая – для подъема.

   Этот тип НС очень чувствителен к воздуху и загрязнениям, но позволяет использовать его в доме, опуская эжектор в колодец на расстоянии до 40 м.

3. Погружные насосы работают на участках уровнем грунтовых вод до 10 м. Их опускают до уровня воды, накачивают ее и поднимают вверх. Высота всасывания 8м, а выталкивать они могут и на большую высоту.

Итак, определили количество воды для комфортного проживания. Рассчитали мощность насосной станции и выбрали тип и место. Осталось купить:

• Насос;
• Гидроаккумулятор;
• Трубы для наружного водопровода (лучше полимерные);
• Автоматическую систему защиты;
• Смесители;
• Вентили;
• Задвижки;
• Краны;
• Гибкие шланги;
• Обжимные и пресс-фитинги

Если на участке колодца еще нет, его можно сделать, устанавливая арматуру вокруг колец, обваривая ее. Это спасет от плавунов и сдвига колец.

Чем раньше спланируете водоснабжение дома, тем лучше будет результат. В идеале станция работает автономно. Ежегодно проверяем по манометру давление воздуха в гидроаккумуляторе – вот и вся профилактика. Очень хотелось, чтобы у вас было именно так.

Конструкция гидроаккумулятора и его преимущества перед водонапорным баком

Гидроаккумулятор представляет собой герметичную емкость, рассчитанную на работу под повышенным давлением. Его внутреннее пространство разделено на две части резиновой мембраной, прочно прикрепленной краями к стенкам аппарата. С одной стороны от нее подается вода, с другой – через ниппель закачан воздух до давления 1,5 атмосферы.

Принцип действия такого устройства основан на его периодическом заполнении и освобождении от жидкости. Ее давление меняется постепенно за счет воздушной подушки, работающей в качестве сжимающейся и разжимающейся пружины. Такая конструкция позволяет длительное время расходовать воду без включения насоса.

Совет! Объем емкости подбирается, исходя из предполагаемого расхода жидкости. Для средней семьи подходят аппараты на 25-40 литров. При большом водопотреблении потребуется 100 и более литров. Для дачи, используемой в качестве места воскресного отдыха, хватит и 15 литров.

Насосные станции с гидроаккумулятором вытеснили устаревшие схемы, использовавшие в качестве накопителя напорные баки. Их приходилось устанавливать на большой высоте, а опорожнялись они самотеком. Современный вариант имеет целый ряд существенных преимуществ:

• компактные размеры;
• простой монтаж;
• возможность поддержания большого напора;
• отсутствие риска перелива в случае неисправности датчика заполнения.

При выборе оборудования лучше выбирать модели, способные работать без бака.

Конструкция насоса и схема устройства водяной насосной станции для водоснабжения дома

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

Представленная система в среднем рассчитана на давление в 1,5 атмосферы (максимум – до 4,5), чего обычно бывает достаточно для двухэтажного коттеджа с постоянным проживанием 4-5 человек и использованием всей бытовой техники, которая затрачивает ресурс.

При монтаже важно отметить, что устройство компактное, оно не нуждается в бетонировании или ином фундаменте. Самый тяжелый элемент – это гидроаккумулятор, его вес прямо зависит от максимального объема аккумулируемой жидкости

При установке требуется подготовить отдельное помещение или использовать комнату бытового назначения, удаленную от жилых, например, подвал или кладовая на первом этаже. Это нужно, потому что станция издает гул.

Иногда разумным выходом становится устройство кессона, то есть отдельной камеры. Это позволяет создать звукоизоляцию, защитить аппаратуру от атмосферных осадков и других воздействий окружающей среды, а также сделать простым доступ для обслуживания и ремонта.

Дадим схему насоса для монтажа:

Работа и особенности блока управления

Для полноценной эксплуатации станции необходимо ее управление. Устройство станции для домашнего водопровода заключается в следующем:

• круглосуточно производится постоянный автоматический контроль давления в системе;
• при его понижении ниже заданного предела незамедлительно включается насос и происходит наполнение системы водой, повышение давления;
• при достижении давления выше установленного барьера срабатывает реле, которое выключает насос;
• давление находится на одном уровне, пока не откроется кран потребления воды и оно начнет падать.

Для этого необходим манометр, который производит замеры давления. И реле давления, где устанавливаются нижний и верхний пределы.