Устройство и принцип работы насосной станции для водоснабжения

Типы и виды, особенности подключения

Основная рабочая часть этого оборудования — насос. Именно его тип определяет их основные технические характеристики. О насосах и пойдет речь.

Поверхностные и погружные

Большая часть станций, поставляемых с заводов в собранном виде, оснащены поверхностными насосами. Они  установлены на одной раме с гидроаккумулятором и группой контроля. К насосу подключается трубопровод, который опускается в источник — колодец, скважину и т.д.  Этот вариант хорош тем, что его можно использовать в узких скважинах — диаметр трубы может быть от 32 мм, что даже для самой узкой скважины нормально. Но поднимать воду такие системы могут с глубины порядка 7-10 метров.

Схема водоснабжения частного дома с насосной станцией с поверхностным насосом

При установке такого оборудования на конце подающего трубопровода, погруженного в воду, обязательно устанавливают фильтр и обратный клапан. Фильтр (сетка) обязателен, так как насосы требовательны к качеству воды, а обратный клапан не дает воде стекать в то время, пока не идет подкачка. Без этих двух частей система работает неэффективно.

Если скважина глубокая, необходим погружной насос или установка с выносным эжектором. В этом случае эжектор опускается в скважину или колодец, к нему подключаются два шланга. Остальное оборудование стоит на поверхности. При такой системе вода может подниматься и с глубины 40-45 метров.

Насосная станция с внешним — погружным эжектором позволяет достать воду из глубоких колодцев или скважин глубиной до 40-45 м

Недостаток этой системы в том, что она не любит присутствия воздуха в трубах (шлангах), из-за чего запуск системы — хлопотное и отвественное мероприятие.

Тихие и шумные

Отличается еще и внутренняя конструкции насосов. От их строения зависит уровень шума при работе.

• Вихревые. Всасывающее усилие создается за счет лопастей внутри корпуса. Эти насосные станции водоснабжения для дома бесшумные или очень тихие, но поднимать воду они могут только с небольшой глубины. Их можно и нужно ставить в жилых домах: они очень не любят изменения температур, а при замерзании выходят из строя.
• Центробежные насосы шумят при работе сильно, но качают воду с приличных глубин и могут работать при разных температурах, потому могут устанавливаться в специально оборудованных приямках.

Как провести воду из колодца или скважины в дом, читайте тут.

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.

Критерии выбора станций водоснабжения – характеристики

Специалисты выделяют несколько основных критериев, по которым необходимо производить выбор насосных станций. Отдельно следует отметить, что по показателям надежности работы не рекомендуется собирать схему водоснабжения из отдельных элементов разных производителей. К основным параметрам, определяющим выбор схемы водоснабжения и технических устройств к ней, относят:

• Производительность скважины, которая указывается в техническом паспорте при проведении бурения и колеблется в диапазоне 3000-6000л/ч при потребляемой мощности системы в пределах 600-1700Вт. Этот параметр определяет тип используемого насоса, глубину точки забора и удаленность от дома. Рекомендуется выбирать насос по мощности несколько меньше пропускной способности источника, поскольку при выборе оборудования большой мощности система будет работать нестабильно.
• Автономность системы обеспечивается при помощи ее подключения к нетрадиционным источникам энергии или дополнительному генератору.
• Параметры накопительного бака являются важным показателем при выборе оборудования, при этом выбор должен предусматривать запас воды на случай отключения энергии и необходимое количество жидкости в зависимости от потребности. При выборе емкости критичным фактором является материал резервуара. Более экономным и менее надежным вариантом является использование резервуара из пластика, однако, более рачительные хозяева предпочитают надежность и при разовой переплате приобретают намного более долговечные стальные или чугунные баки.
• Системы защиты устройства от перегрева, работы на сухом ходу и аварийного отключения, также важны для обеспечения долговечной и надежной работы оборудования. Опыт многих пользователей говорит о том, что лучше один раз потратить больше денег и обеспечить надежную защиту устройств, чем через небольшой промежуток времени менять всю систему.
• Система управления в известных конструкциях предусматривает использование ручного или автоматического типа привода. При ее выборе, опытные пользователи ориентируются на назначение системы водоснабжения. При использовании для дачных участков вполне достаточно ручной системы управления, при устройстве подачи воды в загородном месте постоянного проживания, лучше использовать автоматику.
• Фирма-производитель относится к немаловажным факторам, поскольку зачастую модели, обладающие одинаковыми характеристиками, но выпущенные под разными брендами отличаются в цене на целый порядок цифр. На рынке водонасосных станций хорошими рекомендациями пользуется продукция итальянских, немецких производителей и оборудование российской фирмы Джилекс.

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

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.

Порядок подключения: пошаговая инструкция

Насосные станции подходят для оборудования относительно глубоких водозаборных выработок. В случае превышения глубины расположения зеркала грунтовой воды максимального значения, указанного производителем техники, используются выносные эжекторы.

Для установки выполняют следующие действия:

1. Прокладывают траншею, соединяющую скважину и жилье.
2. Укладывают в нее трубы.
3. Монтируют водопровод (если он отсутствует).
4. Устанавливают агрегат в выбранном месте.
5. Подающую трубу оборудуют фильтром и обратным клапаном.
6. Подключают магистраль к принимающему патрубку.
7. Соединяют агрегат с водопроводом.
8. Подключают оборудование к электропитанию.
9. Заполняют гидробак водой.
10. Выполняют пробный пуск станции.
11. Проверяют стыки.
12. Настраивают реле давления.

Трубы внешнего трубопровода системы водоснабжения необходимо проложить ниже уровня, на который промерзает грунт. Рекомендуется сделать небольшой уклон от дома к скважине, чтобы вода возвращалась к насосу, если он перестанет работать. Это защитит прибор от перегрева и поломок из-за сухого хода, т.е. работы при отсутствии воды.

Такую же защитную функцию выполняет обратный клапан, не позволяющий жидкости покидать трубу и уходить в скважину. При подключении поверхностного насоса, снабженного эжектором, требуется присоединить к всасывающей трубе еще одну, которую подводят к эжектору.

Этот узел направляет часть поступающей жидкости к основанию трубы, по которой поступает жидкость, что значительно повышает производительность оборудования. Если используется погружной насос, работы выполняют иначе. Его присоединяют к всасывающей трубе и подвешивают на прочном тросе из нержавейки.

Нижний конец подающей трубы следует оборудовать сетчатым фильтром, чтобы песок и другие включения не загрязнили воду и не повредили оборудование

Погружные насосы удобно крепить к готовому оголовку. Такое устройство монтируют на верхнюю часть обсадной трубы. Считается, что герметизация скважины с помощью оголовка позволяет несколько увеличить ее дебет. Чтобы кабель и трос не спутались, их фиксируют к трубе с помощью пластиковых стяжек.

Если фильтр уже есть в насосе, ограничиваются монтажом обратного клапана. Край подающей магистрали поверхностного насоса должен располагаться на высоте больше метра. Это минимальное расстояние равно половине метра для погружного насоса.

Соединения агрегата с трубами необходимо выполнять с помощью кранов-американок, используют клапаны, чтобы перекрыть любой участок и отсоединить его для ремонта без ущерба для остальных элементов системы.

Перед станцией рекомендуется поставить дополнительный фильтр грубой очистки, а после нее монтируют фильтр, который обеспечит чистоту питьевой воды, удалив нежелательные примеси

Установленный в выработке скважинный фильтр со временем изнашивается, через него начинает просачиваться песок. Рекомендуется ставить дополнительный грубый фильтр на входе в насос.

Электропитание обеспечивают, подводя к оборудованию отдельную линию, снабженную устройством автоматического отключения, необходимо позаботиться о заземлении. Перед пуском устройство заполняют водой через предусмотренное для этого отверстие.

В гидробаке при этом должно быть давление:

• около 1,5 бар для емкости менее 30 л;
• около 1,8 бар для 30-50 л;
• 2 бара или немного меньше для резервуара 50-100 л.

Затем отверстие для залива воды закрывают и подключают прибор к электросети. Нужно приоткрыть вентиль, чтобы стравить воздух. Через несколько минут отсюда потечет вода. В противном случае следует отключить прибор и долить еще немного жидкости.

Для регулировки реле давления с него необходимо снять корпус, чтобы получить доступ к винтам, с помощью которых настраивают прибор

Повторяют включение, чтобы устройство начало работать в штатном режиме. Теперь нужно настроить реле. Для этого ГА придется опустошить и затем снова заполнить. Показатели выставляют, вращая соответствующие винты.

Состав насосной станции и назначение частей

Насосная станция — совокупность отдельных устройств, соединенных между собой.  Чтобы понимать, как ремонтировать насосную станцию, надо знать из чего она состоит, как работает каждая из частей. Тогда неисправности устранять проще. Состав насосной станции:

• Насос погружного или поверхностного типа. Качает воду из колодца или скважины, поддерживает стабильное давление в системе. С домом соединен при помощи труб.

• На трубопроводе обязательна установка обратного клапана. Он не дает воде при отключении насоса стекать из труб обратно в колодец или скважину. Устанавливается обычно на конце трубы, опущенном в воду.

• Гидроаккумулятор или мембранный бак. Металлическая герметическая емкость, разделенная на две половины эластичной мембраной. В одной находится под давлением воздух (инертный газ), в другую, до создания определенного давления, закачивается вода. Гидроаккумулятор необходим для уменьшения количества включений насоса, продления срока его службы. Создает и поддерживает требуемое давление в системе и небольшой резервный запас воды на случай неработоспособности станции.
• Блок контроля и управления насосной станцией. Обычно это манометр и реле давления, устанавливается между насосом и гидроаккумулятором. Манометр — контрольный прибор, который позволяет оценить давление в системе. Реле давления управляет работой насоса — подает команды на его включение и отключение. Включение насоса происходит при достижении нижнего порога давления в системе (обычно 1-1,6 атм), отключение при достижении верхнего порога (для одноэтажных зданий 2,6-3 атм).

Каждая из частей отвечает за определенный параметр, но один тип неисправности  может быть вызван выходом из строя различных устройств.

Принцип работы насосной станции

Теперь давайте рассмотрим, как все эти устройства работают. При первом запуске системы насос накачивает в гидроаккумулятор воду до тех про, пока давление в нем (и в системе) не сравняется с выставленным на реле давления верхним порогом. Пока нет расхода воды, давление стабильно, насос выключен.

Каждая из частей выполняет свою работу

Где-то открыли кран, спустили воду и т.п. Какое-то время вода поступает из гидроаккумулятора. Когда ее количество уменьшается настолько, что давление в гидроаккумуляторе падает ниже порога, реле давления срабатывает и включает насос, который снова накачивая воду. Отключается он снова-таки реле давления, когда достигнут верхний порог — порог отключения.

Если идет постоянный расход воды (набирается ванна, включен полив саде/огорода) насос работает продолжительное время: пока в гидроаккумуляторе не создастся нужное давление. Это периодически происходит даже при открытых всех кранах, так как насос подает воды меньше, чем вытекает из всех точек разбора. После того, как расход прекратился, станция еще некоторое время работает, создавая в гироаккумуляторе требуемый запас, потом отключается и включается после того как снова появляется расход воды.

Особенности устройства насосной станции

Готовая, укомплектованная производителем насосная станция представляет собой механизм для принудительной подачи воды. Схема работы ее до предела проста.

Насос качает воду в эластичную емкость, расположенную внутри гидроаккумулятора, именуемого также гидробаком. При заполнении водой она растягивается и давит на ту часть гидробака, которая заполнена воздухом или газом. Давление, достигая определенного уровня, становиться причиной выключения насоса.

Во время забора воды давление в системе падает, и в определенный момент, при достижении заданных владельцем значений, насос снова начинает работать. За выключение и включение устройства отвечает реле, контроль уровня давления осуществляется с помощью манометра.

Нарушения в работе бытовой насосной станции могут стать причиной поломок сантехнического оборудования

Подробнее с принципом работы, разновидностями и проверенными на практике схемами установки насосной станции ознакомит рекомендуемая нами статья.

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.

Инструкция по монтажу КНС

Монтаж бытовых КНС проводится исключительно квалифицированными работниками, ввиду высоких требований к точности работ и соблюдению последовательности действий.

Нарушение правил может привести к повреждению резервуара или подходящих к нему труб. Далее будет рассмотрена пошаговая инструкция по установке КНС для людей, желающих сделать это самостоятельно.

Шаг №1. Проводится выбор места установки КНС. СНиПы требуют вкапывать резервуар минимум в 20 м от стен жилого здания. Если позволяют геодезические уровни, то желательно выбирать участок повыше, чтобы под станцией не скапливалось много грунтовых вод.

КНС не следует устанавливать на фасадной стороне дома, около детских игровых площадок и вблизи зон для пикника

Шаг №2. Выкапывается яма с учетом диаметра емкости и места для удобного проведения монтажных работ. Если грунт достается экскаватором, то нужно остановить работы на 20-30 см выше проектного уровня. Далее извлекать землю необходимо вручную лопатой, чтобы сохранить целостность грунта.

При выкапывании ямы для канализационной емкости не нужно делать ее огромной. Достаточно будет диаметра на 1,5-2 метра больше, чем размер самой емкости

Шаг №3. Производится выбор типа фундамента для установки КНС и его монтаж. Для этого после выкапывания ямы выполняется оценка водности грунта. Если грунт сухой, то можно сделать опалубку и залить ее 30-сантиметровым слоем бетона.

А если в яму постоянно просачиваются грунтовые воды, то для фундамента подойдет только готовая железобетонная плита толщиной не менее 30 см.

Бетонное основание должно быть строго горизонтальным, поэтому при укладке готовой бетонной плиты нужно заранее об этом позаботиться.

Емкости КНС имеют юбку или лапки для крепления к фундаменту. В качестве крепежа используются анкерные болты, хотя при заливке бетона на грунт можно встраивать в смесь и металлические стержни, на которые потом насаживать крепление емкости.

Не следует экономить на размерах анкерных болтов. Оптимальная их длина – 200 мм, а диаметр – 20 мм. А металлические стержни перед укладкой в жидкий бетон необходимо загнуть крючком или буквой Г (+)

Шаг №4. Производится установка емкости КНС на фундамент, ее крепление и подключение к сливной трубе внутренней канализации дома. При вертикальном типе станции и большом количестве грунтовых вод требуется пригрузка емкости бетоном. Для этого вокруг резервуара заливается бетон на 20 см выше уровня первого ребра жесткости станции.

Следует учитывать, что после заливки бетоном сменить резервуар будет невозможно, поэтому необходимо просчитывать его объем с учетом расширения дома и увеличения количества его жильцов

Шаг №5. Производится засыпка станции мелким грунтом, максимальный размер зерна которого составляет 32 мм. Каждый слой земли должен быть не более 50 см. После засыпки очередного пояса, он заливается водой для усадки и утрамбовывается.

На этом внешний монтаж КНС заканчивается. После закрепления в грунте внутри станции устанавливаются насосы, датчики, обратные клапана и другое вспомогательное оборудование.

С целью безопасности люки канализационных резервуаров рекомендуется закрывать на замки, ведь во время игры дети могут спрятаться в них и потерять сознание

Не лишним будет проведение в дом системы аварийного оповещения о критическом уровне бытовых сточных вод в резервуаре, что предупредит о неисправностях в работе станции.

Схема подключения

Существует два способа подключить насосную станцию к источнику воды.

• К любому источнику напрямую. То есть к колодцу, скважине, водоёму. Его стоит выбирать, если нет проблем с подачей воды из естественного источника: зеркало на уровне до 10 метров, хорошая производительность скважины, высокое качество воды без примесей.
• К водопроводу. К нему прибегают, когда вода из скважины идет с перебоями или не идет совсем, а ее качество неудовлетворительное. Другая причина – устаревшее оборудование. Если насос старый, он не справляется со своей задачей. Необходимо дополнительное усиление напора.

Схема подключения к естественным источникам водоснабжения одинаковая. Некоторые этапы незначительно отличаются в зависимости от типа насосной станции.

Выбор места для установки станции

Здесь важно соблюсти баланс. Расстояние от станции до источника воды должно быть минимальным

Это обеспечит хороший напор. При этом станцию нужно защитить от промерзания зимой, но нельзя располагать рядом с местами отдыха. Оборудование работает шумно, это будет раздражать домочадцев.

Для установки станции подходит:

• Котельная – специально оборудованное помещение внутри дома. Важна качественная шумоизоляция и дистанция между котельной и комнатами отдыха.
• Подвал. Подходит для установки, если он сухой и тёплый. Дополнительно нужен монтаж шумоизоляции.
• Колодец. Внутри колодезной камеры (кольца) монтируют кронштейны и «полочку» для станции. Вариант плох тем, что станция может промерзнуть зимой.
• Кессон – углубление около скважины, в которое устанавливают станцию. Сложность в том, чтобы правильно рассчитать глубину. Станция в кессоне должна быть защищена от промерзания температурой земли.

Монтаж трубопровода

Прокладка трубопровода решает проблему с перебоями в подаче воды. Осуществляется в несколько шагов:

• Выкопать траншею. Выкапывать нужно на такой глубине, чтобы трубопровод не промерзал. При небольшом углублении стоит утеплить трубопровод. Бюджетный и качественный материал – минвата с фольгированной основой.
• Сделать отверстия в фундаменте и стенах под трубопровод. Отверстия тоже нужно утеплить, чтобы из-за них не было теплопотерь в доме.
• Положить трубы.
• Подсоединить систему труб к насосной станции.

Наружные работы

Если оборудование уже укомплектовано фильтром и обратным клапаном, этап можно пропустить. Если нет, нужно установить эти детали на шланг (трубу) с той стороны, которая погружается в водоем. Фильтр нужно хорошо закрепить одной-двумя муфтами. Шланг погрузить в трубу. После этого можно привести в порядок оголовок скважины, чтобы она не осыпалась. С другими источниками ничего делать не нужно.

Подключение станции

Нужно соединить все наружные детали в одну систему. Сначала установить станцию на отведенное место. Затем при помощи муфты и прямого крана соединить её с трубопроводом. В последнюю очередь аналогичным образом соединить станцию с точкой сообщения с водопроводной сетью.

Пробный запуск

Обязательное условие – заполнить станцию водой через заливное отверстие. Насос не должен работать вхолостую. После заполнения водой можно включать электропитание. При проверке вода «вытолкнет» лишний воздух из труб и стабилизирует давление. Если при достижении максимального значения (1,8-3 атмосферы) станция выключилась, подключение выполнено правильно.