Типовая насосная станция водоснабжения: принцип действия и конструкция

Частный дом можно устроить таким образом, чтобы проживание в нем было комфортнее городской квартиры. Например, водопровод будет удобен точно так же: достаточно открыть кран, что пока непривычно для загородных условий.

Для воплощения идеи в системе водоснабжения достаточно запустить насосную станцию.
Она выполнит огромный объём тяжелой физической работы вместо владельцев. Для её правильной установки и использования важно понимать устройство оборудования.

В статье представлена ценная информация о специфике использования техники. Вы узнаете принцип работы насосной станции и правила её установки. Сведения сопровождены схемами, фотографиями и видеоуроками.

Устройство станции подачи воды

Для организации водоснабжения в частном домеТоварные залы предоставляют насосные станции в формате компактного блока, состоящего из гидробака, блока управления и электрического насоса. Возможно также собранье аналогичной системы подачи воды из отдельных компонентов и устройств.

Два варианта годятся, однако более целесообразно приобрести готовую комплектацию с гарантийным обязательством производителя. Такой выбор будет стоить меньше и удобнее в последующем уходе.

Основные рабочие составляющие

Насосную станцию водоснабжения, смонтированную на заводе, отличает от поверхностного насоса наличие системы управления по давлению.

Насосные станции автоматизируют работу водоснабжающей системы. Автоматика, которая входит в комплект поставки, управляет процессом загрузки и выгрузки воды без вмешательства людей.
Поверхностные насосы используются в станциях для откачки воды из небольших шахт и открытых водоемов.
С помощью насосных станций можно откачивать воду на глубину от 6 до 12 метров без использования дополнительного устройства. Точное значение зависит от производителей и мощности насосов.
Глубина откачки, которую можно достичь, определяет применение насосных станций.
Поверхностные насосы часто входят в состав дополнительных установок для подачи воды из резервуаров потребителям.
Насосную станцию можно приобрести готовой от производителя или собрать самостоятельно. В её комплект помимо насоса должны входить гидробак, манометр, реле давления или блок автоматики.
При глубине скважины более 25 метров в системе автоматического снабжения водой поверхностный насос заменяют погружным.
Гидроаккумулятор для насосной системы с погружным насосом размещают в кессоне или внутри дома, куда подают воду.

Включает в себя следующие функциональные элементы:

  1. Поверхностный электронасос.
  2. Гидроаккумулятор, оснащенный ниппелем и внутренней резиновой камерой.
  3. Манометр.
  4. Реле давления.
  5. Соединительная арматура.

Чтобы брать воду, к ней присоединяется труба с обратным клапаном и ситком, а к выходному отверстию — магистраль, которая доставляет жидкость потребителям. Если станция имеет встроенный фильтр и клапан, то всасывающий шланг дополнительно не нужно устанавливать.

Насосная станция — это набор устройств, состоящий из гидробака, реле давления, манометра и электрического поверхностного насоса. Для работы агрегата в режиме «сухого хода» лучше выбрать насосы-автоматы с контроллером потока и блоком автоматики.

Гидравлический мембранный бак и центробежный насос обеспечивают в водопроводе коттеджа давление 1,5 атмосферы. Такого давления достаточно для бесперебойной работы всей бытовой техники, предназначенной для частных домов. Значительная доля моделей гидроаккумуляторовМаксимальное давление – 4,5 атмосферы, этого достаточно и для дома из нескольких этажей.

Автоматическая станция компакта не нуждается в тяжелом бетонировании площадки под оборудованием. Ее самым большим элементом является аккумулирующий воду бак. Для установки требуется отдельное помещение из-за шума, возникающего при работе. Чаще всего установку монтируют на первом этаже или в подвале для удобства эксплуатации и обслуживания.

Большая емкость бака гидроаккумулятора позволяет мотору насоса запускаться реже и снижает его износ.

Рассмотренным вариантом размещения оборудования может служить кессон, вмещающий весь комплекс агрегатов или насос с автоматикой без гидробака, установленного в доме. Бюджетный вариант установки станции на даче подразумевает сооружение павильона, защищающего агрегат от погодных условий.

Работа и особенности блока управления

Управляющая станция автоматически регулирует давление в системе, включая и выключая двигатель гидронасоса при необходимости. релеПервое отвечает за измерение давления, а второе – регулирует работу насоса.

Два типа пружин составляют основу реле: большая реагирует на минимальное давление в баке с мембраной, когда уровень воды в нем понижен; меньшая регулирует максимальное давление и разрывает цепь при его превышении.

Реле давления запускает насос станции при падении давления до 1,4 бара и отключает его при достижении максимального значения, установленного производителем. Изменение заводских настроек реле не рекомендуется, так как оно спроектировано с учетом возможностей запорной арматуры.

При выборе насосной станции для работы в контурах с возможностью кратковременной эксплуатации без воды обратите внимание на наличие устройства контроля потока.

Этот элемент служит защитой двигателя от перегрева при недостатке воды в системе охлаждения. Управление в подобных устройствах фокусируется на снижении расхода жидкости, а не на предельных показателях давления.

Станцию для автоматизации запуска и отключения насоса комплектуют реле давления. В системах водоснабжения его используют исключительно совместно с гидроаккумулятором.
Реле давления — двухобмоточное устройство коммутации электрических цепей. Одно из его взаимодействий срабатывает при достижении верхней границы давления и отключает насос, другое — включается при снижении давления ниже заданной настройки.
При угрозе работы агрегата без воды («сухой ход») станция должна быть укомплектована блоком автоматики. Последний отключает электронасос в случае такой ситуации.
В отличие от реле давления, блок автоматики не останавливает работу системы при достижении минимума, а плавно её выключает через 15 секунд при минимальном расходе.

В том, как грамотно подобрать насосную станциюНаша статья поможет освоить обустройство дачи и предоставит рейтинг лучших предложений отечественного рынка, а также ценные рекомендации покупателям оборудования.

Взаимодействие насоса с гидроаккумулятором

Объем мембранного бака следует выбирать исходя из потребности в воде. Семье из двух человек подойдёт бак объёмом 25-40 литров, а большая семья нуждается в устройстве не менее чем на 100 литров.

Для постоянного использования лучше выбирать баки объемом более 15 литров. Мембранные баки меньшего объема быстро изнашиваются из-за частой подкачки воды.

В гидробак первоначально через ниппель (воздушный клапан) подается воздух, создающий давление 1,5 атм. Во время работы в мембрану под давлением подается вода, которая сжимает воздушную подушку. При открытом кране сжатый воздух толкает воду.

Большая емкость насосного оборудования увеличивает срок его службы за счет уменьшения числа циклов включения/выключения. Но большой бак имеет высокую стоимость.

Выбор гидробаков осуществляется с помощью расчетов, которые основываются на показателях давления срабатывания и отсечки, заданных производителем, а также на фактическом потреблении воды при одновременном использовании нескольких водозаборных точек.

В гидравлическом баке резерв жидкости равняется примерно одной трети его общей вместимости. Остальное пространство заполнено сжатым воздухом, обеспечивающим постоянное давление воды в трубопроводах.

Если гидроаккумулятор устанавливают в систему водоснабжения для снижения рисков, связанных с гидроударами, то бак можно выбрать небольшого размера. В этом случае важны не объем емкости, а наличие мембраны и воздуха за ней. В случае чего именно они примут на себя удар, сгладив его последствия.

Мощность насоса нужно выбирать в соответствии с объемом мембранного бака: для емкости 20–25 л требуется гидронасос производительностью 1,5 м3/ч, для 50 литров – 2,5 м3/ч, а для резервуара на 100 л – не менее 5 м3/ч.

Автоматическая насосная станция функционирует по двум циклам.

  1. Водозаборный насос нагнетает воду в гидроаккумулятор, формируя там повышенное воздушное давление.
  2. Открытие крана приводит к опорожнению мембранного бака, вследствие чего срабатывает автоматика и запускается насосная установка.

Гидроаккумулятор насосной станции для водоснабжения имеет простой конструктив. Корпус из металла и герметичная мембрана разделяют внутреннее пространство на два отсека. В одном отсеке находится воздух, в другой — закачивается вода.

Насос подаёт жидкость в мембранный бак при понижении давления системы до 1,5 атмосфер. При превышении максимального значения давления станция прекращает работу.

Заполнив гидроаккумулятор, реле отключает насос. Открыть кран в умывальнике означает, что воздух на мембране выдавливает воду, которая постепенно перетекает в систему водоснабжения. В определенный момент бак опустевает настолько, что напор ослабевает. После этого включается насос и запускается новый цикл работы насосной станции.

При пустом баке перегородка сминается и прижимается к фланцу патрубка. При включении насоса мембрана расправляется под действием давления воды, сжимая воздух и повышая давление в нём. Основа работы мембранного бака – взаимодействие газа и жидкости через изменяющийся барьер.

Размер гидроаккумулятора для систем водоснабжения определяется масштабами и сложностью системы. При простом подсчёте объём потребляемой воды разделяют на предполагаемое число включений.
Для систем, компактных по размеру и объёму, производятся вертикальные баки вместимостью 6-10 литров без опоры.
Для водоснабжения семей из двух-трёх человек устанавливают гидробаки объёмом до 50 литров. Такие баки имеют горизонтальное исполнение, опоры и площадку под насос наверху.
Для систем водоснабжения с погружными насосами, работающими в скважинах глубже 25 метров, используют гидробаки объемом более 50 литров. Гидробаки — это вертикальные емкости на опорах, вместимостью от 50 до 750 литров.

Критерии выбора оборудования

Заводские насосные станции комплектуются поверхностными гидронасосами, которые могут иметь внутренний или внешний эжектор. Для погружного насосного оборудования используется гидроаккумулятор, который именуется «насосной системой».

При совместной работе с мембранными баками объём может быть меньшим по сравнению с гидробаками систем с погружными насосами.
Это обусловлено тем, что количество допустимых в час включений/выключений у погружных агрегатов меньше, чем у поверхностных машин.

Насосным станциям, произведенным на предприятии-изготовителе, достаточно подключить их к трубопроводам и источнику питания.

Поверхностные насосыПогружные насосы с внутренним эжектором имеют серьёзные ограничения по глубине водозабора, способны поднять воду только с 7–8 метров. Однако они обеспечивают мощный водяной напор на выходе со столбом воды в 40–60 метров (4–6 бар).

Внутренний эжектор не боится воздушных пробок. Сначала прокачивает воздух без вреда себе, а затем начинает подавать воду из скважины в систему.

Главный недостаток станций с внутренним эжектором – высокий уровень шума во время работы. Если такие модели насосного оборудования для автономного водоснабжения планируются к установке в частном доме, то делать это рекомендуется только в подсобных помещениях с хорошей звукоизоляцией.

Использование выносного эжектораТакие насосы способны забирать воду с глубины до 50 метров.
Хотя эти насосы более экономичны, их КПД не превышает 40%. Вместе с тем они производят гораздо меньше шума по сравнению с аналогичными моделями, оснащенными встроенным эжектором.

Тип насосного агрегата для станции определяется свойствами среды, которую требуется перекачивать.

Для обеспечения водоснабжения дачных участков и маленьких домов, имеющих доступ к городским сетям, применяют насосные установки с ротором вихревого типа.
Из открытых водоемов и колодезных шахт воду откачивают при помощи станций, оснащенных центробежными самовсасывающими насосами.
В системах водоснабжения, где станция выступает как насос для подачи воды из резервуара потребителям, применяются центробежные насосы.
В системах водоснабжения, где нужен повышенный напор, используют многоступенчатые насосы, объединенные в насосную станцию.

Определение места для станции водоснабжения

При выборе места для насосной станции нужно учитывать характеристики гидронасоса. Каждые десять метров горизонтального участка трубы между источником воды и насосом уменьшают его всасывающую способность на метр.

При планируемом размещении агрегата на расстоянии более десяти метров требуется выбирать модель насосного агрегата с увеличенной глубиной всасывания.

Автоматическую станцию системы автономного водоснабжения можно разместить:

  • на улице в кессоне возле скважины;
  • В отапливаемом павильоне, построенном для насосного оборудования;
  • в подвале дома.

Стационарный наружный вариант предусматривает обустройство кессонаСооружают также напорную трубу от упомянутой точки до коттеджа, укладывая её ниже уровня промерзания грунта. Для круглогодичной эксплуатации трубопровода прокладка его ниже глубины сезонного промерзания – обязательное условие.

Временные летние магистрали для дачного сезона монтируются с глубиной от 40 до 60 сантиметров или на поверхности земли.

Теплый вентилируемый подвал с шумоизоляцией идеально подходит для установки насосной станции; в нём трубы водоснабжения зимой не замерзнут.

Монтаж станции в цоколе или подвале защитит насос от замерзания зимой. Достаточно проложить всасывающую трубу ниже уровня промерзания грунта.

Часто скважину пробуют внутри дома, что уменьшает длину труб. Такой способ подходит не для всех домов.

Установка насосных станций водоснабжения в отдельном здании допустима только при работе оборудования при положительных температурах. Для регионов с очень низкими зимними температурами, требуется утепление или система отопления для круглогодичной эксплуатации. Монтаж насосной станции непосредственно в отапливаемом доме более предпочтительный вариант.

При определении местоположения станции водоснабжения нужно учитывать температурные ограничения, прописанные в её паспортных данных производителем.

На открытых площадках насосные станции работают только при температуре воздуха выше нуля и не более +40-45 градусов Цельсия.
Для откачки воды из небольших скважин, колодцев, открытых водоемов используют временные компактные насосные станции, которые после работы убирают в защищенное пространство.
В качестве временного помещения для размещения станции во время работы можно применять крытый не отапливаемый павильон, бытовку, сарай или колодезный домик.
Внутри дома лучше разместить насосную станцию в котельной, так как работающее оборудование шумит.
Установка насосной станции недопустима в помещениях, уязвимых к затоплению весенними и осенними паводками.
При мелком стоянии грунтовых вод и недоступности угрозы паводков установку насосной станции допустимо провести в подготовленный кессон.
Круглогодично пользоваться неприглублёнными до глубины промерзания горных пород приямками нельзя. Такой вариант равносилен размещению на улице.
Завершив сезон работы, нужно полностью слить воду из станции, стоящей в неглубоком приямке, а также из всасывающих и водоподающих труб.

Параметры давления в гидроаккумуляторе

Для нормальной работы бытовой сантехники в котельной коттеджа нужен напор от 1,4 до 2,6 атмосфер. Чтобы мембрана гидроаккумулятора не изнашивалась быстро, производители советуют устанавливать давление в нем на 0,2–0,3 атм выше водопроводного.

В одноэтажном доме давление в водопроводе обычно составляет 1,5 атм. При регулировке гидробака необходимо исходить из этой величины. Для многоэтажных зданий давление нужно повышать для обеспечения подачи воды во все краны, даже самые удаленные от стояка. Требуются более сложные гидравлические расчеты с учетом протяженности и конфигурации трубопроводов, а также количества и типа сантехнических устройств.

Определить давление в внутридомовом трубопроводе можно упрощённо, используя следующую формулу:

(H+6)/10,

где H — высота от насоса до самой высокой точки подачи воды в сантехнике на верхнем этаже дома.

Однако если рассчитанный показатель давления в автономном водопроводеЕсли давление будет превышать пределы работы существующих санитарно-бытовых приборов, устройства выйдут из строя. В таком случае требуется подобрать другую схему разводки водопроводных труб.

Давление в воздушном отделе гидроаккумулятора регулируют через золотник, сбрасывая избыток воздуха или накачивая его автомобильным насосом.

Возможные неполадки в работе установки

Чрезмерно частый включение и отключение насоса требуют проверки давления воздуха в гидроаккумуляторе. При низком показателе его необходимо подкачать. Этим можно решить проблему только при условии неповреждённости мембраны и корпуса бака. В противном случае требуется обращение в сервисный центр к специалистам.

Клапан для накачивания воздуха обычно находится на противоположной от входа воды стороне бака, хотя иногда может быть расположен сбоку.

Если на ниппеле воздушного клапана гидроаккумулятора появились капли воды, нужно сразу отсоединить его от системы водоснабжения. Это сигнал о повреждении мембраны. Замена её необходима в такой ситуации. Воздух из бака с мембраной не должен попадать в систему водоснабжения частного дома.

Если насос не включается, следует проверить регулировку реле давлениеИногда оно работает при чрезмерном давлении. Возможна также ситуация, когда воздух попадает во всасывающий шланг, вызывая срабатывание защиты от сухого хода.

Достоинства насосного агрегата с гидробаком

Насосный агрегат необходим автономной системе водоснабжения для подачи воды из скважины или колодца. Дальнейший водораздел в коттедже осуществляется работой насоса, водонапорным баком или гидроаккумулятором.

Гидропневматическая установка для подъема воды и водонапорная емкость обеспечивают стабильное давление в системе водоснабжения дома.

Применение единственного насоса для подачи воды по коттеджу создаёт ряд трудностей. автономного водоснабженияПостоянные включения и выключения насосного оборудования снижают срок его службы. Отсутствие электроэнергии лишает жильё воды.

Для снижения износа насосов и защиты дома при авариях на электросетях в систему водоснабжения устанавливают дополнительный накопитель. Это может быть водонапорный бак на чердаке, подающий воду сантехническим приборам самотеком, или гидроаккумулятор (также мембранный бак или гидробак), поддерживающий напор в сети искусственным путем.

В обоих ситуациях насос задействуется для создания запаса воды в емкости. Только во втором случае запас формируется автоматически системой управления по показателям давления. Накопительный бачок позволяет сформировать резерв воды на случай отсутствия электричества, а система с гидробаком без электропитания не будет функционировать.

Полностью загруженный накопитель имеет большой вес, поэтому его установка на чердаке может потребовать усиления перекрытия и утепления.

Мембранный бак делает систему более удобной и практичной. Принцип работы водоснабжения с такой станцией — искусственное поддержание давления воды в трубах. Насос, забирающий воду из источника, включается только для заполнения бака. Потом подача осуществляется сжатым воздухом.

Гидронасос, устанавливаемый в подвале насосной станции, предназначен для работы на всасывание, поэтому его применяют лишь при поверхностных воданосных горизонтах или скважинах с самотечным напором.

Гидропневматическая установка благодаря отсутствию расширительного бака отличается меньшими габаритами. Применение гидроаккумулятора мембранного типа исключает гидроударовСеть обеспечивает постоянный напор воды в трубах водопровода и облегчает обслуживание системы водоснабжения для жителей частных домов.

Единственный недостаток насосных станций с гидроаккумулятором – зависимость от электроэнергии.
Бак для накопления воды часто имеет малый объем (25–50 литров). Насос для заполнения его включается часто, а при отключении электричества резерва хватает недолго. Чтобы избежать подобных ситуаций, рекомендуется иметь автономный генератор.

Выводы и полезное видео по теме

На какую глубину может опускаться насосная установка для поднятия воды?

Видео #2. Самостоятельная сборка насосной станции из бытового центробежного насоса.

Видео #3. Все о функционировании гидроаккумулятора, который входит в состав насосной станции.

Автоматизированные системы водоснабжения для загородных домов избавляют от необходимости таскать воду в ведрах. Простые насосные станции легко монтируются и обслуживаются.

Установка такого оборудования может осуществить почти каждый человек. Благодаря широкому разнообразию насосных агрегатов с гидроаккумуляторами для частных домов возможно найти подходящий вариант для каждого случая.

Поделитесь своим опытом работы с насосной станцией, задайте вопросы или укажите ошибки в тексте, оставив комментарий ниже.