Насосные станции водоснабжения для частного дома: устройство, настройка, схемы подключения

Знакомьтесь: насосная станция для водоснабжения в частном доме

Из чего состоит и как устроена станция водоснабжения для частного дома? Какие разновидности насосных станций можно встретить в продаже? Как настроить насосное оборудование под свои потребности? Наконец, как подключить станцию к системе водоснабжения? Давайте постараемся найти ответы.

А ты кто такой

Вначале — о том, что такое станции домашнего водоснабжения.

Под этим названием современный рынок предлагает комплект оборудования, включающий:

• Поверхностный центробежный электрический насос;
• Управляющее его питанием реле давления;
• Мембранный гидроаккумулятор (бак с эластичной мембраной, отделяющей водяной отсек от воздушного);
• Опционально — манометр для зрительного контроля давления воды.

Элементы насосной станции

Важный момент: при монтаже насосная станция всегда комплектуется обратным клапаном на всасывающем патрубке или на конце всасывающей трубы. Он блокирует противоток воды после остановки насоса.

Как работает насосная станция водоснабжения частного дома:

1. Насос всасывает воду из водоема, колодца или скважины и подает ее с напором 30-100 метров (в зависимости от мощности электромотора) в гидроаккумулятор и далее — во внутренний водопровод;
2. Когда давление достигает верхнего порога срабатывание реле, последнее отключает питание насоса. Вода запирается в объеме водяного отсека гидроаккумулятора и внутреннего водопровода обратным клапаном. Напор воды поддерживается сжатым воздухом в гидроаккумуляторе;

Клапан на всасывающем шланге не даст воде вылиться из гидроаккумулятора

3. По мере расхода воды давление в водопроводе падает. Когда оно уменьшается до нижнего порога срабатывания реле, насос включается. Цикл повторяется.

Классификация видов

Типичные поверхностные насосы и станции для водоснабжения дома способны поднять воду с глубины до 8-9 метров. Глубина всасывания ограничена не параметрами насоса, а давлением воздуха на уровне поверхности. Именно атмосферное давление вытесняет воду во всасывающую трубу, когда насос создает в ней разрежение.

Справка: давление в 1 кгс/см2 (одну атмосферу) может поднять столб воды на 10,3 метра. Центробежный  насос неспособен создать в рабочей камере абсолютный вакуум, поэтому реальная разница давлений между всасывающей трубой и атмосферой (и, соответственно, глубина всасывания) несколько меньше.

Пример расчета высоты столба воды при атмосферном давлении

Это ограничение успешно обходят поверхностные насосы с внешним эжектором. Эжектор — это открытое сопло, направляющее поток воды из опущенной в скважину или в колодец напорной трубы во всасывающую.

Схема работы насоса с внешним эжектором

Зачем это нужно?

Дело в том, что гидростатическое давление в потоке газа или жидкости, согласно закону Бернулли, обратно пропорционально скорости потока.

Самая наглядная демонстрация эффекта Бернулли

Струя в эжекторе благодаря низкому давлению вовлекает в движение окружающие ее массы воды, тем самым увеличивая глубину всасывания насоса до 25-35 метров.

Чугунный внешний эжектор (на фото внизу)

Обратите внимание: если обычную станцию можно купить за 5-8 тысяч рублей, то цена насосных станций с внешним эжектором начинается от 15-18 тысяч.

При большей глубине источника воды используются погружные насосы — бесшумные и создающие напор до нескольких сотен метров.

Принципиальная схема водоснабжения с погружным насосом

Рассчитываемся

Итак, нам нужна станция водоснабжения для дома: как выбрать ее, и по каким параметрам нужно выбирать?

Этих параметров, собственно, всего три:

1. Пресловутая глубина всасывания. Она должна быть как минимум на один-два метра больше расстояния по вертикали от места установки станции до зеркала воды;
2. Напор на выходе насоса. Он измеряется в метрах. Его значение складывается из высоты верхнего крана в доме над уровнем установки насоса, гидравлических потерь в водопроводе (для упрощения расчетов их можно грубо принять равными метру напора на 10 метров длины труб) и избыточного напора, обеспечивающего нормальную работу сантехники и равного 10-15 метрам;

Факторы, определяющие необходимый напор на выходе насоса

3. Производительность. Она указывается в литрах в минуту или кубометрах в час и должна превышать пиковый расход через все точки водоразбора, которые могут использоваться одновременно. Справочные значения расхода для разных видов сантехники вы найдете в таблице строчкой ниже.

Расход воды санитарной и бытовой техникой

Капитан Очевидность подсказывает: для пересчета секундного расхода воды в литры в минуту, приведенные в первом столбце значения нужно умножить на 60.

Давайте в качестве примера решим несложную задачу.

Пиковая нагрузка на водопровод в доме с тремя жильцами выглядит так:

• Открыты краны у двух смесителей — в душевой кабине и в кухонной мойке;
• Набирается вода в два сливных бачка;
• Автоматическая стиральная машина наполняет бак для очередного цикла стирки.

Итого: пиковый секундный расход равен 0,12+0,15+0,1+0,1+0,25=0,72 литра. Пиковый расход воды в минуту — 0,72*60=43,2 литра. Разумный минимум производительности насосной станции — 50 л/мин.

Такая производительность типична для станций начального уровня

Настройка

Насосные станции для водоснабжения дома и дачи могут настраиваться под нужды владельцев. Настройке подлежат три параметра:

1. Давление включения (читай — минимальное давление в водопроводе);
2. Давление выключения (максимальное давление воды);

Обратите внимание: увеличение дельты между порогами срабатывания реле сделает пуски насоса более редкими и увеличит ресурс оборудования.

3. Давление накачки мембранного бачка. Чем оно выше, тем меньше воды при неизменных настройках, реле давления сможет вместить гидроаккумулятор, и тем чаще будет включаться насос.

Фактическая вместимость мембранного бака в зависимости от давления накачки и настроек реле

Казалось бы, все очевидно: чтобы увеличить ресурс насоса, нужно увеличить до максимума давления выключения и уменьшить до минимальных значений давление включения насоса и накачки бачка.

Но тут есть несколько ограничений:

• Большая дельта давлений неудобна для владельцев жилья. Представьте себе, что напор воды в открытом вами кране циклически падает и увеличивается, а упругая струя из душевой лейки раз в три минуты превращается в иссякающий ручеек;
• Низкое давление накачки мембранного бачка означает, что при его наполнении эластичная мембрана будет растягиваться сильнее, что уменьшит ее ресурс;
• Наконец, давление накачки должно быть увязано с давлением включения насосной станции. Его нормальное значение — на 10% ниже настройки автоматического реле. Только в этом случае не будет перебоев в подаче воды в момент опустошения мембранного бачка.

Неправильная настройка станции приведет к перерывам в подаче воды

Именно поэтому в абсолютном большинстве случаев нормой следует считать заводские настройки: давление накачки в 1,3-1,4 кгс/см2, давление запуска насоса в 1,5 кгс/см2, и давление отключения в 3 кгс/см2.

Если вы все-таки хотите перенастроить под свои нужды водоснабжение дома — насосная станция регулируется следующим образом:

• Для уменьшения давления накачки найдите на мембранном бачке ниппель (его скрывает пластиковая или металлическая крышка на резьбе), и стравите через него воздух, нажав на штырек в центре ниппеля любым подходящим по размеру предметом;

Золотник в мембранном бачке

• Для увеличения давления накачки подкачайте в бачок воздух с помощью велосипедного насоса или автомобильного компрессора;

Накачка бачка компрессором

• Параметры работы реле давления задаются двумя подпружиненными гайками под его крышкой.

Реле со снятой крышкой

Большая гайка регулирует давление запуска насоса, малая — разницу давлений между запуском и выключением. Вращение гаек по часовой стрелке увеличивает соответствующий параметр.

Схема настройки реле

Ремонт

Если вам достаточно долго служит станция для водоснабжения частного дома — неисправности ее, увы, не минуют. Некоторые из них можно устранить своими руками, без обращения в сервисный центр.

Разрыв шланга

• Симптомы: течь воды по гайке соединяющего гидроаккумулятор с насосом шланга или из-под его брони.
• Причины: механические повреждения, разрыв эластичного сердечника шланга, коррозия соединяющих гайки с оплеткой гильз.
• Решение: замена шланга на аналогичный.

Тут есть одна тонкость: типичный диаметр резьб под шланг на бытовых насосных станциях — ДУ 20, а шланги с соответствующим размером гаек есть далеко не везде. Решить проблему поможет простейшая инструкция: установите полудюймовую гибкую подводку с парой переходников 1/2-3/4. Время полной накачки гидроаккумулятора при этом несколько увеличится.

Штатный шланг можно заменить обычной гибкой подводкой

Отсутствие воздуха в гидроаккумуляторе

• Симптомы: насос постоянно включается и тут же выключается. При нажатии на ниппель из него не поступают ни воздух, ни вода.
• Причины: утечка воздуха через ниппель. Обычно она незначительна, и давление накачки может упасть до нуля лишь за несколько лет.
• Решение: накачайте мембранный бак велосипедным или автомобильным насосом.

Прикипевшая крыльчатка

• Симптомы: насос включается, но не качает воду.
• Причины: при долгом простое вал крыльчатки прикипел к сальнику благодаря содержащимся в воде минеральным солям и извести.

Рабочее колесо и вал могут прикипеть при долгом простое благодаря минеральным отложениям

• Решение: с усилием проверните вал вручную.

Разрыв мембраны

• Симптомы: насос циклически, без промежутка, включается и выключается. При нажатии на ниппель из него идет вода.
• Причины: разрыв эластичной мембраны, отделяющей воздушный отсек гидроаккумулятора от водяного.
• Решение: после того, как вами отключена от водопровода и электропитания станция водоснабжения для дома ремонт вполне предсказуемо сводится к замене мембраны. Для доступа к ней  нужно открутить шесть болтов, которые фланец с подключенным к нему бронированным шлангом. Шланг при этом отключать не нужно.

Гидроаккумулятор вскрыт для замены мембраны

Схемы подключения

Насосная станция водоснабжения для дома представляет собой готовое решение и может подключаться непосредственно к внутреннему водопроводу. Разумеется, для организации питьевого водоснабжения на вводе необходим фильтр тонкой очистки.

Несколько нюансов:

• Всасывающая труба должна быть жесткой (армированной металлом или пластиковой), иначе она будет смята атмосферным давлением;

Армированный проволокой всасывающий шланг

• Обратный клапан на конце всасывающей трубы обычно дополняется сетчатым фильтром для грубой очистки от песка и другого мусора. Готовое комбинированное решение продается в магазинах сантехники под названием «донный клапан»;

Этот донный клапан снабжен штуцером для соединения со шлангом

• Участок ввода между установленным в кессоне скважины, или в домике над колодцем насосом и внутренним водопроводом, прокладывается ниже глубины промерзания почвы, или утепляется и снабжается греющим кабелем;
• При небольшом расстоянии от источника воды до дома станция может стоять внутри, в отапливаемом помещении или в подвале.

Станция установлена в отапливаемом цокольном этаже

Особый случай

В системах водоснабжения коттеджа нередко используются емкости объемом в сотни и даже тысячи литров. Они могут применяться в роли ресиверов и наполняться из колодца или скважины, быть резервными источниками воды на случай перебоев в ее подаче или обеспечивать основное водоснабжение дома привозной водой.

Подача воды из бака может быть организована самотеком или насосной станцией. В первом случае емкость устанавливают на чердаке дома.

Схема с емкостью-ресивером и самотечным водопроводом

У этого решения есть ряд недостатков:

• Бак нуждается в обогреве и утеплении в зимние холода;

Установленный на холодном чердаке бак нужно утеплить и обеспечить его обогрев

• Его выходной патрубок должен быть как минимум на три метра выше точек водоразбора на верхнем этаже. При меньшем напоре отказывается работать бытовая техника (посудомойки, стиральные машинки, водонагреватели и т.д.);

Рабочее давление водонагревателя Atmor Basic — 0,3-6 кгс/см2

• Несущая способность перекрытия ограничивает запас воды несколькими сотнями литров.

Во втором случае бак устанавливается в подвале, на  цокольном или жилом этаже. Если вы хотите знать, как подключается в этом случае станция водоснабжения для дома — схема системы водоснабжения находится строкой ниже.

Схема подключения резервной емкости и насоса

Несколько комментариев к ней:

• Трубопровод между баком и насосом должен иметь такую же пропускную способность, как и входной патрубок насоса. Если патрубок имеет размер ДУ25, для подключения станции к емкости нужно использовать полипропиленовую или металлопластиковую трубу DN32;
• На этом участке необходим обратный клапан. Без него станция будет включаться с периодичностью в несколько секунд, поскольку сразу после отключения вода, находящаяся под давлением в гидроаккумуляторе, станет вытесняться обратно в бак;

Обратите внимание на обратный клапан на входе насоса

• Врезка на поплавковый клапан, отвечающий за наполнение емкости, должна быть отделена от напорной трубы на выходе насоса еще одним обратным клапаном.

Заключение

Как видите, организовать водоснабжение частного дома насосной станцией совсем несложно. Узнать больше об автономных  схемах водоснабжения вам поможет видео в этой статье. Успехов!