С каждым годом увеличивается число жителей мегаполисов и крупных городов, которые начинают задумываться о приобретении и обустройстве собственного загородного жилья. Одни решают приобрести домик в деревне, другие возводят постройки своими руками, ну а третьи заказывают срубы и каркасные дома у строительных компаний, которые выполняют и конечный монтаж на подготовленном участке. Путей реализации данной идеи множество. Причины «движения» из городов различны: это может быть стремление обеспечивать своих родных экологически чистыми продуктами питания; уйти от городских шума и суеты; иметь свой собственный дом, а не квартиру в непонятно кому принадлежащей бетонной постройке. Однако, став на этот путь, человек вынужден решать вопросы, о которых жители квартир даже не слышали. Например, что такое насосная станция. Принцип работы ее придется понять.
Всем известно, что без воды выжить невозможно. Неудивительно, что, обустраивая загородный дом, владелец в первую очередь задумывается об источнике. Наиболее просто завести на участок и в помещения трубную линию от проходящего рядом центрального водопровода. Однако далеко не у всех есть такая возможность. Очень часто единственным доступным источником становится скважина или колодец на участке. 
Но если летом, щурясь от утреннего солнышка, можно с удовольствием пройтись босиком по росе и принести руками несколько ведер в дом, то осенью и зимой такая перспектива вряд ли кого-нибудь порадует. К счастью, то, что казалось невероятным всего десяток лет назад, сейчас доступно каждому. Это водоснабжения. Принцип работы их позволяет организовать локальную систему водоснабжения в отдельно взятом частном хозяйстве.
Для обеспечения дома водой предназначена бытовая насосная станция. Принцип работы ее основан на балансе двух давлений - воды и воздуха, о чем мы подробнее поговорим чуть позднее. Для того чтобы данное устройство могло работать, необходимо выполнение нескольких условий:
Наличие на участке скважины, колодца или иного источника. При этом расстояние от него до места установки станции должно быть минимальным, в противном случае приходится усложнять схему разводки, используя промежуточные емкости. Другими словами, чем ближе источник к дому - тем лучше. 
В данном случае подразумевается классическая бытовая насосная станция, принцип работы которой не позволяет создавать напор на больших расстояниях. Обычно допустимой является длина трассы до 20 м. Если же это условие не выполняется, то необходима Принцип работы ее заключается в усилении напора до приемлемых величин. Фактически это дополнительное промежуточное звено - репитер.
Доступность электроэнергии, необходимой для питания электродвигателя, накачивающего воду насоса. Автономные источники тока, если используются именно они, должны быть достаточной мощности. Так, самый простой потребует для своей работы не менее 300 Вт, а электрическая мощность центробежных моделей исчисляется тысячами ватт.
Правильно выполненный Чем меньше поворотов трассы и переходов диаметров, тем лучше. Также при прокладке трубы нужно учитывать глубину промерзания почвы в данном регионе.
Ранее мы уже упоминали о том, что если расстояние между конечным потребителем и источником воды велико, то необходима дожимная насосная станция. 
Принцип работы ее позволяет преодолеть ограничения классических систем, значительно расширив их возможности. Она включается практически одновременно с главным насосом, повышая напор проходящей через трубы воды до требуемой величины. В качестве альтернативы может использоваться промежуточная емкость с выключателем поплавкового типа. Существует много вариантов решения проблемы подачи воды в дом от удаленного источника, каждое из которых обладает лишь ему присущими особенностями. Однако их описание выходит за рамки данной работы.
Для организации автономной системы водоснабжения загородного дома в условиях отсутствия централизованной линии предназначена бытовая насосная станция. Принцип работы ее схематически может быть представлен как:
Электрический насос накачивает воду из источника в специальную емкость;
При заполнении последней до определенного объема происходит рост давления воды в емкости и, как следствие, срабатывание управляющего механического реле РД5 по верхнему пределу, отключающего двигатель насоса;
- открыв кран или любую другую точку водоразбора, владелец получает возможность пользоваться водой так же, как в городе - с желаемым напором в системе (работают даже стиральные машинки-автоматы и посудомойки, вода в это время поступает из емкости);
С уменьшением количества воды давление в системе падает, что регистрирует РД5, и по достижении выставленного владельцем нижнего значения происходит повторный запуск насоса. Цикл повторяется.
Все это реализует домашняя насосная станция. Принцип работы ее, как видно, невероятно прост. При соблюдении правил монтажа и эксплуатации срок службы данной системы может достигать 10 лет.
Итак, насосная станция. Принцип работы ее мы рассмотрели ранее в схематичном варианте. Теперь же обратимся к деталям.
Любая подобная система обязательно включает в себя следующие составные элементы:
Электрический насос для закачки воды из источника и создания первоначального давления;
Обратный клапан, монтируемый на трубопроводе и препятствующий вытеканию воды из емкости через насос при отключении последнего;
Пятиходовой штуцер с подключенными манометром и реле давления;
Гидроаккумулятор;
Систему домашней трубной разводки с кранами и другой запорной арматурой (например, электромагнитные клапаны стиральных машинок).
Именно в указанном порядке и собирается насосная станция. Принцип работы не менее прост. Чтобы выполнять ее настройку и последующее обслуживание, вовсе не обязательно прибегать к помощи сервисных центров - достаточно всего лишь изучить основные моменты.
Насосная станция может быть заводского исполнения, когда все ее элементы монтируются в составе цельного устройства, а также собранной вручную - с разнесенной компоновкой. 
Обычно именно первые стоят в витринах соответствующих магазинов. Емкость бака в них редко превышает 50 л (как правило, все ограничивается 25 л). Воду можно тянуть, создавая разрежение в трубе (отсюда и ограничение на высоту подъема), а можно толкать вверх. Для решения первой задачи как раз и предназначены собранные заводские насосные станции: нужно всего лишь установить устройство рядом с колодцем, протянуть шланг или трубу к жидкости и обеспечить дальнейшую разводку с электропитанием.
Более технологичен второй вариант, при котором в толще воды затоплен специальный погружной насос. Он герметичен и может работать в таких условиях годами (за исключением вибрационных). От него протягивается линия к остальным компонентам, которые устанавливаются на поверхности. Такой насос толкает воду вверх по трубе, что более эффективно и дает возможность преодолеть ограничение по глубине.
Не менее интересен принцип работы гидроаккумулятора насосной станции. Это один из ключевых элементов системы. Характеризуется объемом, материалом внутренней «груши», способом установки и качеством изготовления.
Внутри металлической «бочки» находится емкость из резины, по форме напоминающая грушу (хотя есть и немного другие исполнения). Именно в нее насос закачивает воду. Между их стенками находится воздушная прослойка с (от 1 до 1,5 Атм). 
При наполнении «груши» она увеличивается в объеме. Воздух сжимается и начинает оказывать давление на стенки. Именно благодаря ему создается напор. По мере использования запаса воды «груша» сжимается и давление падает. Указанная емкость гидроаккумулятора лишь косвенно позволяет оценить рабочую вместимость. Например, в зависимости от настройки, 100 л «бочка» позволяет накопить до 50 л воды.
Работа насосной станции происходит в полностью автоматическом режиме. От человека требуется правильно смонтировать все элементы, выполнить первоначальную настройку и подвести электропитание. В дальнейшем при необходимости регулировки требуется проверять лишь наличие достаточного количества воздуха в емкости и правильность выставленных пределов реле давления.
Используемый в классических станциях насос может поднять жидкость с глубины не более 8 м (теоретический предел 9 - 10 м). То есть, если до зеркала воды расстояние больше, то придется либо монтировать систему в специальном колодце-приямке, углубляясь в землю, либо использовать другой тип насоса. В качестве альтернативы может выступать эжекторная насосная станция. Принцип работы ее отличается от классического, что позволяет преодолеть ограничение на глубину подъема и закачивать воду почти с 45 м. Кроме того, расстояние до источника может составлять до 40 м. В таких установках используется специальное устройство - эжектор, которое физически размещается на входе водозаборной трубы. В более простых моделях к нему от основной системы, расположенной на поверхности, протягивается дополнительная труба, через которую поступает вода. Перед запуском она заполняется вручную (хотя есть и исключения), а при работе поступает от основной линии. Также возможны решения с одной трубой, но это лишь внешнее отличие. Монтаж эжекторных насосных станций требует установки дополнительных обратных клапанов и доработки трубной разводки. Основной недостаток - высокая стоимость.
Если вы решили обустроить в своём загородном доме или на даче автономное независимое водоснабжение, то вам необходимо изучить устройство и принцип работы насосной станции, поскольку без этого оборудования обустроить такую систему не получится. Кроме этого для эффективной работы всей системы важно правильно подобрать станцию, поэтому вам стоит знать, на какие технические характеристики оборудования нужно обращать внимание и как подобрать агрегат для скважины глубиной 8 метров и 15-20 метров. В нашей статье вы найдёте описание принципов работы насосной станции и гидроаккумулятора, а также технические характеристики агрегатов, подходящих для обслуживания загородного дома.
Насосная станция для водоснабжения загородного дома – это конструкция, которая состоит из следующих составляющих элементов:
Помимо перечисленных элементов для эффективной работы оборудования станцию необходимо дополнить фильтрующим приспособлением, которое не входит в стандартную комплектацию. Фильтр позволит выполнить грубую очистку воды из источника и защитит агрегат от преждевременного износа из-за попадания мелких частиц песка и глины.
На картинке показана схема устройства насосной станции для водоснабжения загородного дома или дачи.
Чтобы наглядней понять устройство насосной станции, необходимо разбираться в назначении её основных узлов:
Однако отдельное описание работы узлов не даст общей картины о принципе действия насосной станции для водоснабжения загородного дома. Его стоит рассмотреть отдельно.
Чтобы понять, как работает насосная станция, понадобится описание последовательности выполняемых агрегатом действий. Принцип действия насосной установки для скважины глубиной 8, 15 или 20 метров одинаковый и состоит в следующем:
Независимо от глубины скважины (8,10, 15 или 20 метров) все насосные станции делятся на бытовые и промышленные. Для частного дома используются бытовые агрегаты. Однако они могут иметь разные эксплуатационные характеристики. Чтобы ваш агрегат соответствовал потребностям семьи в воде, а также параметрам гидротехнического сооружения, необходимо при выборе обращать внимание на следующие технические характеристики:
Чтобы вам было проще выбрать подходящий для загородного дома агрегат, мы приводим примерные технические характеристики такого устройства:
Как правило, может использоваться однотрубная или двухтрубная схема подключения. Выбор того или иного варианта зависит от глубины гидротехнического сооружения:
Гидробак или гидроаккумулятор – это стальная ёмкость, внутри которой находится резиновая груша. Эта груша подсоединяется к водопроводу, по которому насос закачивает воду. В пространство между стенками стальной ёмкости и поверхностью резиновой груши накачивается воздух. Для этого можно использовать обычный автомобильный насос. При этом давление в этой ёмкости должно быть в строго установленных пределах.
Принцип работы гидроаккумулятора выглядит следующим образом:
Помимо отслеживания давления автоматическое устройство на гидробаке может измерять температуру перекачиваемой жидкости. Если она повышается, значит, мотор насоса начинает перегреваться. В такой ситуации снова срабатывает автоматика, защищающая насосное оборудование от перегрева и выхода из строя. Насос отключается. После остывания агрегата до нужной температуры автоматическое реле снова запустит прибор. Иногда запуск производится через установленный промежуток времени.
Если загородный дом или дача предназначены для постоянного проживания, насосная станция становится одним из лучший решений. Такая автоматизированная система закачки и подачи воды в большинстве случаев позволяет полностью снять проблему водоснабжения. Большинство выпускаемых промышленностью насосных станций компактны и просты в обслуживании.
Для установки станции в подвале строения потребуется пробурить скважину, длина которой определяется глубиной залегания водоносного слоя и может достигать одного-двух десятков метров. После этого в скважину помещают трубу из поливинилхлорида, диаметр которой подбирается с учетом типа насосной станции.
Нижний конец трубы снабжают фильтром грубой очистки воды. В верхней части монтируют фитинг для присоединения насоса .
Если для удобства нужно обеспечить водой несколько точек, удаленных друг от друга, потребуется также выполнить разводку из металлопластиковых труб. Есть определенные ограничения и по условиям работы насосной станции. В помещении, где она устанавливается, температура не должна опускаться ниже нулевой отметки. И, конечно, не обойтись без обычной электрической розетки.
Станция для закачивания воды включает в себя насос, реле давления, манометр и гидроаккумулятор (накопительную емкость). Схема работы насосной станции достаточно проста. Когда открывается водопроводный кран, вода под действием давления начинает вытекать из накопительной емкости. В определенный момент давление снижается до минимально возможной отметки. Срабатывает реле, которое включает насосную станцию . Насос забирает воду из скважины.
Если кран открыт длительное время, станция будет постоянно закачивать воду. Если теперь перекрыть вентиль, вода устремляется в накопительный бак. Давление в емкости при этом повышается. Когда уровень жидкости достигает установленной пороговой отметки, реле автоматически отключает электрическое питание.
Насосная станция переходит в режим ожидания, в любой момент готовая вновь включиться при открытии водопроводного крана.
Такая техническая система удобна тем, что почти не требует для своей работы участия человека. Важно лишь периодически проводить профилактику устройства, руководствуясь рекомендациями производителя. Наиболее ответственный момент – установка и подключение агрегата. Если на данном этапе соблюдены все требования инструкции, насосная станция исправно прослужит не один год.
Принцип работы насосной станции очень прост – вода закачивается в накопительную емкость насосом, которая пополняется по мере расхода жидкости. Причем за уровнем воды в накопителе следит особый датчик, включающий и выключающий насос.
Впрочем, за внешней простотой принципа работы кроется достаточно сложное устройство насосной станции водоснабжения. И в данной статье мы рассмотрим не только принципы работы, но и варианты конструкции насосных станций.
Самые главные составные части любой насосной станции – это накопитель и сам насос. Причем накопители могут быть всего двух типов – бак и аккумулятор. А насосы трех типов – со встроенным эжектором, с выносным эжектором и без эжектора.
Кроме того, в конструкции станции есть и связующее звено, регулирующее работу насоса и процесс наполнения бака – управляющий элемент, в основе которого лежит либо поплавковый клапан, либо датчик давления.
При этом все вышеописанные разновидности накопителей, насосов и регуляторов влияют не только на конструкцию станции, но и на сам принцип работы устройства для перекачки воды. И далее по тексту мы отследим влияние этих узлов на устройство и принцип работы станций.
|
|
Такие станции строили совсем недавно, а сейчас они устарели и морально и технически. Принцип работы подобной системы основан на перекачивании воды из колодца (скважины) в достаточно габаритную емкость, расположенную в чердачном пространстве дома.
В итоге, вода поступает к потребителям самотеком, а уровень жидкости в накопительном баке контролирует особый клапан поплавкового типа. Кончилась вода – поплавок «упал» и «включил» насос. Вода наполнила бак – поплавок «всплыл» и отключил насос.
Несомненный плюс такой конструкции – высокая энергетическая эффективность. Станция не работает до тех пор, пока не опустеет бак. То есть, насос не включается после каждого поворота вентиля крана.
Кроме того, такие станции подходят к скважинам с малым дебетом, который выкачивается буквально за считанные минуты. В этом случае огромный накопительный бак выступает как предохранитель, обеспечивающий паузу для наполнения скважины до статического уровня.
Без накопительного бака скважины с малым дебетом заиливаются за считанные месяцы. Поэтому данный узел монтируют даже в системах с гидроаккумулятором.
К недостаткам такой конструкции относится высокий риск «заливания» нижних помещений (в случае чердачного месторасположения – это, по сути, весь дом). Поэтому в верхнюю часть бака вваривают предохранительный патрубок, выводимый за пределы строения.
Ну а сам бак в наши дни производят из инертного полимера, не меняющего вкус или запах воды и не подверженного коррозии в принципе.
По такому принципу работают все современные станции. Вместо накопительного бака здесь используют гидроаккумулятор – герметичную емкость, разделенную на два отсека эластичной мембраной. Причем в первый отсек закачивают воздух, а во второй – воду.
В итоге, чем больше воды во втором отсеке, тем выше давление на выходе из накопителя (воздух за эластичной мембраной уплотняется и начинает работать как амортизатор). Соответственно появляется возможность регулировать давление в домашнем водопроводе даже в случае размещения аккумулятора в подвале строения. Напор в водоводе обеспечивает сжатый воздух, давящий на мембрану.
А за наполнением гидроаккумулятора следит особый датчик давления, включающий и выключающий насос станции. Подобная конструкция исключает саму возможность протечек из-за переполнения аккумулятора.
Однако, есть у такой схемы и недостатки. Самый главный из которых – небольшой объем «запаса» воды. Вместимость типового аккумулятора – 20-25 литров. Для сиюминутных нужд этого вполне достаточно, но скважину с малым дебетом такая система обслуживать уже не может.
Кроме того, гидроаккумулятор это достаточно дорогое изделие, ведь он функционирует под достаточно большим давлением. Поэтому его производят только из стали, что приводит к появлению еще одной проблемы – угрозы разрушения бака под действием коррозии. Впрочем, эта беда легко устранима – емкость можно изготовить из нержавейки или оцинковать.
Станции с внутренним эжектором можно оснащать и гидроаккумуляторами, и накопительными баками. Конструктивная особенность, в данном случае, кроется в конструкции заборного узла самого насоса.
Вода из скважины поднимается по трубе, в которой создается разрежение. Причем условие для транспортировки жидкости создает особый узел насоса – эжектор — прокачивающий сквозь себя воздух, «газированную» воду и, наконец,100-процентную жидкость. Содержание воздуха в жидкости может достигать и 25 процентов.
Соединенный со встроенным эжектором насос всегда центробежный – работает на крыльчатке. Вибрационный аналог просто не выдержит таких объемов воздуха в трубе. В итоге, такой насос сильно шумит при работе и выкачивает воду только из скважины глубиной до 10 метров . При этом насос со встроенным эжектором практически не реагирует на присутствие песка в жидкости.
Принцип работы и конструкция станций с выносным эжектором
Насосы с эжектором выносным отличаются от вышеописанных устройств месторасположением заборного узла. Он вынесен за пределы корпуса насоса. Причем к внешнему эжектору подводятся два шланга – вакуумный, в котором создается разрежение, и напорный, создающий рабочее давление в эжекторе.
Вода поднимается по вакуумному «рукаву» и сливается в накопитель или перетекает в нагнетательный «рукав». Напор в нагнетательном рукаве поддерживается насосом и провоцирует, посредством эжектора, разрежение в вакуумной трубе.
Выносной заборный узел (эжектор) обслуживается вибрационным насосом, для которого характерно неприятие сильно загрязненной и «газированной» воды. Впрочем, поскольку эжектор заглублен ниже зеркала колодца с последним проблем практически не бывает. А от частиц ила заборное отверстие эжектора защитит фильтрующая решетка.
Главное достоинство такой конструкционной схемы заключается в практически неограниченной глубине обслуживаемой скважины. Однако, в силу особенности строения насоса, большая часть выносных эжекторов погружается до отметки 60 метров. При этом станция с выносным заборным узлом работает абсолютно бесшумно.
В качестве альтернативы станций с встроенным или выносным эжектором можно рассматривать только системы ступенчатого подъема воды. Безэжекторные насосные станции работают по принципу шлюзов – заложенных на разной глубине промежуточных емкостей, соединяемых между собой с помощью трубопровода.
Транспортируемая среда перекачивается из нижней емкости в верхнюю. Такое решение дает возможность поднимать воду со значительных глубин. Впрочем, такие установки используются лишь в газовой промышленности и в нефтедобыче.
Проблемы, возникающие с отсутствием центрального водоснабжения или его перебоями в работе, в частных домах решаются установкой мобильной насосной станции. Их эффективность зависит от уровня воды в колодце и наличия электричества.
Контроль уровня воды в емкости осуществляется специальным клапаном в виде поплавка. Как только вода в баке исчерпается, клапан приводит в действие насосную станцию. После того, как она полностью заполнит емкость, и поплавок всплывет, клапан тут же останавливает работу системы.
Применение насоса с накопительным резервуаром оправдано, если скважина имеет малый запас воды, и чтобы она вновь наполнилась приходиться ждать некоторое время. Для таких колодцев даже в случае использования устройства с гидроаккумулятором надо устанавливать бак, с помощью которого можно будет организовать бесперебойную подачу воды в дом, а не ждать пока скважина наполнится водой.
Но при всех своих удобствах такая насосная станция имеет ряд недостатков:
В этом варианте бак заменили аккумулятором, имеющим два отсека, разделенных эластичной мембраной. Она служит перегородкой между двумя совершенно разными наполнителями – воздухом и водой. Жидкость создает высокое давление, а скопившейся за мембраной воздух выступает своего рода амортизатором. Он же обеспечивает давление в системе, которое регулируется датчиком. Конструкция полностью защищена от переполнения гидроаккумулятора.
В предложенном видео рассказывается, на что ориентироваться при выборе насосной станции, и как работает описываемая выше модель агрегата мощностью 0,75 кВт от популярного итальянского производителя.
