Оборудование для водоснабжения: виды, функции, подключение
Сегодня нам с читателем предстоит изучить устанавливаемое на водоснабжение инженерное оборудование. Мы познакомимся с его наиболее востребованными разновидностями, изучим их функции и выясним, как подключается к системе водоснабжения каждое из этих устройств. Итак, в путь.
Насосы
Насосы — основное оборудование систем водоснабжения, теплоснабжения и водоотведения. Они могут обеспечивать:
- Подачу воды из внешнего источника (скважины, колодца, водоема, водохранилища) или из бака-аккумулятора;
- Повышение давления воды для компенсации гидравлических потерь в трубопроводах, изменения высоты рельефа местности или для подъема воды к верхним точкам водоразбора в высотных зданиях и на промышленных предприятиях;
Примечание: согласно СП 30.13330.2016, давление в любой точке водоразбора жилого или административного здания не должно превышать 4,5 атмосфер. Однако оборудование для промышленного водоснабжения бывает предназначенным для работы с многократно более высокими значениями давления. Самый, пожалуй, наглядный пример — установка гидроабразивной резки, насос которой подает к соплу воду с давлением свыше 4000 кгс/см2.
- Рециркуляцию теплоносителя или воды в системе ГВС;
- Работу напорной канализации;
- Откачку жидких и полужидких стоков.
Погружные для чистой воды
- Особенности: насос находится ниже зеркала воды. Охлаждение электромотора обеспечивает рабочая среда.
- Функции: подача воды из глубинных источников (в том числе артезианских скважин и колодцев).
Разновидности:
- Вибрационные (мембранные) насосы создают напор при колебаниях закрепленной на якоре соленоида эластичной мембраны в результате работы системы обратных клапанов. Их преимущество — невысокая цена, недостатки — невысокий (не больше пары лет) ресурс мембраны и неизбежное заиливание источника в результате вибрации корпуса;
- Вихревой центробежный насос создает напор при вращении рабочего колеса, отделенного от стенок камеры минимальным зазором. Чем меньше зазор — тем больше напор на выходе. Его максимальные значения у вихревых насосов достигают 100-130 метров. Единственный недостаток конструкции — чувствительность к количеству взвесей и песка: они вызывают ускоренную эрозию рабочей камеры и крыльчатки;
- Многоступенчатый насос отличается от вихревого увеличенным расстоянием между рабочими колесами и стенками камер. Да, мы не ошиблись, употребив множественное число: камер и крыльчаток несколько. Последовательное соединение камер (выход одной является входом другой) создает напор в 250 и более метров.
Кроме устройства, насосы для чистой воды различаются между собой наличием или отсутствием защиты от сухого хода (у скважинных насосов она реализована термодатчиком, у колодезных — поплавковым выключателем) и плавного пуска, уменьшающего стартовые токи, исключающего гидроудары и увеличивающего ресурс устройства.
Подключение: все погружное насосное оборудование на холодное водоснабжение снабжается обратным клапаном на выходе и напорной трубой, соединяющей выходной патрубок с внутренним водопроводом дома или системой фильтрации. Цепь питания прибора разрывается реле давления или (при использовании аккумулирующей емкости) поплавковым датчиком уровня.
Примечание: схема с реле давления требует подключения к водопроводу мембранного гидроаккумулятора. Его задача — компенсировать незначительный расход воды без запуска насоса и гасить возникающие при запусках скачки давления.
Погружные для загрязненной воды
Дренажные и фекальные насосы — оборудование систем водоснабжения и водоотведения, предназначенное для перекачки дождевой воды, бытовых и промышленных стоков. Их использование на чистой воде возможно, но нецелесообразно из-за небольшого напора на выходе.
Особенности:
- Большой зазор между крыльчаткой и улиткой;
- Отсутствие фильтра или сетки на входе;
- Опционально — измельчитель (нержавеющий или чугунный), разбивающий крупные фракции стоков;
- Поплавковый (как правило) выключатель, исключающий сухой ход.
Функции:
- Откачка воды из дренажных колодцев;
- Обеспечение работы систем полива из открытых водоемов, искусственных прудов или емкостей с дождевой водой;
- Откачка фильтрующих колодцев септиков, выгребных ям;
- При стационарной установке — работа напорной (проложенной с отрицательным уклоном) канализации.
Примечание: дренажный и фекальный насосы конструктивно очень близки друг к другу и различаются лишь зазором между рабочим колесом и улиткой — у фекального он больше. Кроме того, все фекальные насосы снабжаются измельчителем, в то время как для дренажных его наличие — скорее исключение, чем правило.
Подключение: к шлангу или гибкой трубе с диаметром, не уступающим диаметру выходного патрубка. Сужение напорной линии вызовет падение производительности и с большой вероятностью может стать причиной ее засора.
Поверхностные для чистой воды
В эту категорию попадает как оборудование для предприятий водоснабжения, так и сравнительно маломощные насосы для подъема воды из колодца или скважины.
Виды: практически все поверхностные насосы для перекачки воды — вихревые центробежные, с одним рабочим колесом. Заметные конструктивные отличия от них имеют лишь устройства с внешним эжектором. Отличия заключаются в дополнительном выходном патрубке.
Зачем он нужен?
Начнем с небольшого лирического отступления.
Поверхностное насосное оборудование для индивидуального водоснабжения имеет ограничение по глубине всасывания: насос может поднять воду, если расстояние от всасывающего патрубка до ее зеркала по вертикали не больше 8 метров. Причина — в величине атмосферного давления: именно оно вытесняет воду в рабочую камеру самовсасывающего насоса, когда крыльчатка создает в ней разрежение.
Дополнительный выходной патрубок подает воду к направленному во всасывающую трубу соплу — пресловутому эжектору. Поток из сопла за счет трения вовлекает в движение окружающую его воду. Глубина всасывания такого насоса достигает полусотни метров.
Функции: подъем воды из автономных источников, наполнение баков-аккумуляторов, создание избыточного напора для работы водопровода.
Подключение: в этом случае монтаж оборудования водоснабжения не слишком отличается от подключения погружного насоса. Насос комплектуется мембранным гидроаккумулятором и реле давления или (при наполнении насосом бака-ресивера) поплавковым датчиком. Обратный клапан (при необходимости — с сеткой для защиты от мусора) ставится на конце всасывающей трубы или шланга.
Обратите внимание: всасывающий шланг должен быть жестким, армированным проволокой или другими материалами. Мягкий шланг сразу после пуска насоса будет сплющен атмосферным давлением.
Поверхностные для загрязненной воды
Дренажные и фекальные поверхностные насосы — устанавливаемое на водоснабжение и водоотведение оборудование для перекачки умеренно- и сильнозагрязненной воды, в том числе промышленных и бытовых стоков. Конструктивно это обычные центробежные насосы со специфичной формой рабочего колеса и увеличенным зазором между ним и стенками рабочей камеры.
Функции: обеспечивают работу КНС, которые, в свою очередь, отвечают за работу напорных участков канализации.
Подключение: насос комплектуется обратным клапаном и отсекающей его от обслуживаемого участка канализации запорной арматурой.
Насосные станции
Насосная станция — наиболее популярное оборудование водоснабжения загородного дома из автономного источника с умеренной глубиной зеркала воды. Она представляет собой полностью готовый к работе комплект из насоса (поверхностного, реже — погружного), мембранного бака объемом 20-50 литров и автоматического реле.
Виды:
- С погружным насосом;
- С поверхностным насосом без эжектора;
- С поверхностным насосом и внешним эжектором.
Функции: подача воды в водопровод из автономного источника (емкости, скважины, колодца, водоема).
Подключение: на конце всасывающего шланга, трубы или между входным патрубком насоса и аккумулирующей емкостью устанавливается обратный клапан. Напорная линия насоса подключается в внутреннему водопроводу дома.
Неисправности:
- Падение давления в мембранном баке. Признак — частые запуски насоса, при этом через ниппель идет воздух (или, при полностью стравленном воздухе, при нажатии на ниппель ничего не происходит). Решение — накачка гидроаккумулятора компрессором или насосом;
- Разрыв мембраны гидроаккумулятора. Признаки — частые пуски насоса, из ниппеля идет вода. Ремонт оборудования водоснабжения в этом случае предсказуемо сводится к замене мембраны через фланец на торце бачка;
- Перебои в водоснабжении продолжительностью в 1-4 секунды. Причина — неправильное соотношение давления запуска насоса и давления накачки мембранного бака (второе должно быть на 0,2 кгс/см2 ниже первого). Решение — настройка реле давления или снижение давления в мембранном бачке.
Повышающие
- Функции: повышение напора воды при недостаточном давлении или чрезмерном количестве потребителей.
- Виды: компактные вихревые насосы для обслуживания одного частного дома или квартиры; производительные центробежные насосы, обслуживающие многоквартирные здания, административные и производственные постройки.
- Подключение: в разрыв внутреннего водопровода или ввода водоснабжения. Во втором случае рекомендуется монтаж обводной линии с обратным клапаном и установка отсекающей запорной арматуры. Инструкция связана с тем, что насосу требуются периодическое обслуживание: краны или задвижки позволят отключить подачу к нему воды (к примеру, на время набивки сальника на валу), не прерывая водоснабжения дома по обводной.
Циркуляционные
Циркуляционные насосы — оборудование горячего водоснабжения и отопления, обеспечивающее непрерывное движение воды в замкнутом контуре.
Зачем это нужно на ГВС?
Рециркуляция решает две его основные проблемы:
- Долгий слив воды через санитарно-техническое оборудование для ее нагрева. Количество остывшей воды в подводке и тупиковом розливе может исчисляться десятками литров, и весь этот объем бесполезно сливается в канализацию. При непрерывной циркуляции воды нагревается уже через несколько секунд после открытия крана;
- Охлаждение водяных полотенцесушителей в отсутствие водоразбора.
Виды: с мокрым и сухим ротором. В первом случае мотор охлаждается рабочей средой, во втором — окружающим воздухом. Как правило, оборудование на тепло- и водоснабжение квартир и частных домов имеет мокрый ротор; сухой типичен для мощных насосов, обслуживающих крупные здания.
Подключение: в разрыв подводки или розлива ГВС или отопления. При наличии параллельного насосу байпаса на последнем устанавливается кран или обратный клапан (как правило, шариковый).
Алгоритм расчетов
Как выглядит расчет и выбор оборудования водоснабжения в каждом из описанных выше случаев?
- Производительность водяного насоса при большом количестве потребителей рассчитывается по нормативному расходы воды и оценочной вероятности одновременного использования точек водоразбора. В квартире или коттедже можно просто суммировать нормативные расходы на всех одновременно используемых сантехприборах;
Кстати: тем же способом рассчитывается производительность повышающего насоса.
- Напор насоса должен компенсировать высоту верхней точки водоразбора над насосом, гидравлические потери в водопроводе с учетом оценочной степени его износа и зарастания отложениями, а также обеспечить в верхней части системы водоснабжения избыточное давление не менее 1 кгс/см2;
- Напор дренажного или фекального насоса должен превышать перепад высоты между ним и верхней точкой напорной трубы;
- Производительность циркуляционного отопительного насоса вычисляется как произведение константы 0,86, мощности контура или источника тепла в киловаттах и разницы температуры теплоносителя в начале и в конце контура в градусах по шкале Цельсия;
- Напор циркуляционного насоса должен компенсировать гидравлические потери в контуре. Их можно рассчитать по упрощенной схеме — как произведение количества обслуживаемых этажей на 0,7-1,1 для тройниковой разводки и 1,16-1,85 для коллекторной.
Нагрев
Какое оборудование по тепловодоснабжению применяется для нагрева воды? Давайте познакомимся с наиболее популярными решениями.
СНиП II-34-76, действие которого в настоящее время прекращено, предлагал использовать следующие виды водонагревателей:
- Водо-водяные и паро-водяные теплообменники;
- Газовые водонагреватели и котлы;
- Твердотопливные котлы и дровяные колонки;
- Дизельные отопительные установки;
- Электрокотлы и нагреватели (проточные и накопительные).
В наше время в список добавились:
- Солнечные коллекторы, утилизирующие для нагрева воды или теплоносителя солнечную радиацию;
- Тепловые насосы с водяным вторичным контуром;
- Разновидность газовых котлов — так называемые конденсационные. Они используют не только теплоту сгорания газа, но и теплоту конденсации образующегося при окислении углеводородов водяного пара.
А теперь — чуть подробнее.
Теплообменники
Функции: это оборудование для горячего водоснабжения используется для нагрева воды на хознужды за счет тепловой энергии теплоносителя (воды из теплосети или пара).
Виды:
- Пластинчатые (вода отделена от теплоносителя тонкими теплопроводными пластинами);
- Кожухотрубные (вода проходит через кожух с теплоносителем по пучку труб);
- Витые (из змеевиков);
- Спиральные (разновидность пластинчатых со спиральной формой разделяющих две среды пластин).
Любопытно: в современных тепловых пунктах используются преимущественно пластинчатые теплообменники, совмещающие дешевизну с большой площадью теплообмена на единицу объема (попросту говоря, с компактностью).
Подключение: на входе ХВС теплообменника желательна установка грязевика или механического фильтра. Все входы и выходы устройства снабжаются запорной арматурой.
Газовый котел
Функции: нагрев теплоносителя за счет сгорания природного газа или пропана, опционально — нагрев воды для ГВС в проточном или (реже) накопительном теплообменнике.
Виды:
- Одноконтурные (с теплообменником для нагрева теплоносителя);
- Двухконтурные (с дополнительным теплообменником ГВС);
- Классические (использующие только тепло горения газа);
- Конденсационные (утилизирующие теплоту конденсации продуктов горения);
- С атмосферной горелкой (с отбором воздуха из помещения);
- С закрытой горелкой (с отбором воздуха с улицы);
- Энергонезависимые (с пилотной горелкой и пьезорозжигом);
- Котлы с электронным розжигом;
- Устройства с естественным и принудительным побуждением тяги.
Подключение: отопительный теплообменник разрывает розлив системы отопления. Если вы используете оборудование для горячей воды — водоснабжение подключается к входному (ХВС и выходному (ГВС) патрубкам вспомогательного теплообменника. На входе желательна установка фильтра и обязательна установка запорной арматуры.
Газовая колонка
Функции: нагрев воды для хознужд.
Виды:
- С электронным и пьезорозжигом;
- С атмосферной и закрытой горелкой;
- С механическим и электронным термостатом.
Подключение: идентично подключению теплообменника ГВС двухконтурного котла.
Бойлер косвенного нагрева
Функции: нагрев и хранение воды для хознужд. Для нагрева используется подключенный к отопительному оборудованию (одноконтурному газовому, твердотопливному котлу, контуру ЦО) теплообменник.
Подключение: на входе и выходе монтируются краны. На входе, помимо крана, должны стоять обратный (исключающий сброс нагретой воды в водопровод ХВС) и предохранительный (исключающий опасный рост давления вследствие теплового расширения воды) клапаны. При объеме бойлера свыше 150 литров функции предохранительного клапана дублируются подключенным к ГВС расширительным бачком.
Обратите внимание: то же оборудование для защиты систем водоснабжения от превышения нормативного давления используется при монтаже своими руками электрического бойлера.
Безопасность
Какие приборы и оборудование систем водоснабжения отвечают за их безопасную эксплуатацию?
Термостатические клапаны
Функция: ограничение температуры воды или теплоносителя заданным значением.
Виды:
- Сильфонные (с жидким или твердым рабочим телом);
- Электронные (с термодатчиком и электрическим клапаном);
- Двухпроходные (ограничивают проходимость) и трехпроходные (подмешивают воду из системы ХВС или из вторичного отопительного контура).
Любопытно: двухпроходные приборы обычно регулируют температуру отопительных приборов и контуров. Трехпроходные используются как в отопительных системах, так и в циркуляционных и (реже) тупиковых контурах ГВС.
Предохранительный клапан
Функция: ограничение роста давления в замкнутом контуре путем сброса части воды или теплоносителя в дренаж.
Виды: отдельные клапаны; комбинированные группы безопасности для отопления (клапан + воздухоотводчик + манометр) и для бойлеров (обратный + предохранительный клапаны).
Подключение: на отоплении — к розливу на выходе котла, на ГВС — на входе бойлера после обратного клапана.
Мембранные баки
Описание: это оборудование для инженерных систем водоснабжения представляет собой металлическую емкость, разделенную грушевидной или тарельчатой мембраной на водяной и воздушный отсеки. Воздушный отсек снабжается ниппелем для подкачки, водяной — патрубком для подключения к контуру отопления, ХВС или ГВС.
Функции:
- Компенсация температурного расширения на ГВС и отоплении;
- Гашение гидроударов;
- Оптимизация режима работы насосов (мембранный бак создает напор при незначительном расходе воды).
Виды: расширительный бак, гидроаккумулятор.
Подключение: к произвольной точке контура без дополнительной арматуры.
Обратный клапан
Функции: блокировка противотока рабочей среды (воды, теплоносителя, стоков).
Виды:
- Пружинный (с возвратно-поступательным движением затвора);
- Шариковый (роль затвора выполняет свободно движущийся в корпусе клапана шар);
- Поворотный (обратный затвор).
Подключение: его определяют схемы и оборудование водоснабжения.
Мы приведем лишь несколько наиболее типичных вариантов установки обратных клапанов:
- После водосчетчиков (при наличии вводов ХВС и ГВС) для предотвращения обратного хода крыльчатки;
- На входе насосов водоснабжения (для предотвращения сброса воды из гидроаккумулятора и внутреннего водопровода после остановки крыльчатки);
- Перед каждым повышающим насосом при их групповой работе (клапан перекрывает байпас, который может стать причинной падения давления);
- На выпуске канализации этажа, расположенного ниже уровня крышки канализационного колодца.
Воздухоотводчик
Функции: монтаж систем и оборудования водоснабжения и отопления сопровождается установкой автоматических воздушников там, где воздушные пробки могут помешать циркуляции.
Подключение: в верхних точках и скобах циркуляционного контура ГВС или отопления.
Редуктор давления
Функции: снижение повышенного давления воды до нормативных значений. Это необходимо на нижних этажах высотных зданий без зонирования системы водоснабжения по высоте, при большом разбросе этажности застройки района или населенного пункта, а также на местности с неровным рельефом.
Виды: поршневой, мембранный.
Подключение:
- На вводе воды в здание;
- Перед группой потребителей;
- Перед отдельным чувствительным к величине давления сантехническим прибором.
Опрессовочный компрессор
- Функции: оборудование для испытания систем водоснабжения или отопления повышенным гидростатическим давлением.
- Виды: электрический, ручной.
- Подключение: к произвольной точке замкнутого контура с контролем давления по манометру. Стабильность давления после выключения насоса говорит об отсутствии утечек.
Инструменты и материалы
Какими материалами и инструментом выполняется монтаж оборудования системы водоснабжения?
Изображение | Материалы и способы монтажа соединений |
Полипропиленовые трубы: термостойкость до 90 градусов, рабочее давление до 25 кгс/см2, срок службы на ХВС не меньше полувека. Монтируются на муфтовых фитингах под приварку. | |
Трубы напорные полиэтиленовые ввиду низкой термостойкости применяются только на ХВС, преимущественно для наружного монтажа. Эластичны, причем сохраняют это свойство при отрицательной температуре. Соединения — сварные стыковые, электромуфтовые (с нагревательным элементом в фитинге) и компрессионные. | |
Трубы из термостойкого и сшитого полиэтилена, несмотря на разницу в технологии производства, близки по характеристикам: термостойкость достигает 115°С, рабочее давление — 16 кгс/см2. Применяются для внутрипольного отопления и коллекторной разводки воды. Соединения — компрессионными и пуш-фитингами, для сшитого полиэтилена — штуцерами-елочками с гильзами, для термостойкого — муфтовыми фитингами под приварку. | |
Металлопластиковые трубы отличаются от изделий из модифицированного полиэтилена только вклеенным в середину стенки алюминиевым сердечником. Монтаж — на пресс-фитингах, компрессионных и пуш-фитингах. | |
Медная труба стойка к гидроударам, высоким температурам и давлению, обладает практически неограниченным сроком службы. Соединения — фитингами под обжимку, компрессионными соединителями и раструбной пайкой. | |
Гофрированная нержавейка при сопоставимой прочности, термостойкости и долговечности выгодно отличается от медной трубы более низкой ценой (от 105 р./м при номинальном диаметре 15 мм), гибкостью и технологичностью монтажа на компрессионных фитингах с силиконовыми кольцами. | |
Стальные трубы (черные и оцинкованные) используются преимущественно на отоплении, оцинковка иногда применяется на ХВС и ГВС. Черные трубы служат 10-20 лет, оцинкованные при правильном монтаже полвека и более. Соединения — сварные (на черной трубе), на резьбах (на оцинковке) и компрессионные безрезьбовые. |
На очереди — оборудование для монтажа водоснабжения. Итак, какие инструменты могут потребоваться для монтажа труб разных видов?
Муфтовый паяльник
- Функции: пайка труб ППР и PERT.
- Виды: с терморегулятором и с фиксированной температурой нагревательного элемента.
- Использование: труба и фитинг нагреваются на насадке паяльника до оплавления и соединяются друг с другом.
Зачистка для ППР
- Функции: зачистка алюминиевого армирования на полипропиленовых трубах перед соединением с фитингом. Она предотвращает контакт алюминия с водой, способный привести к разрушению армирования и расслоению стенок.
- Виды: шейвер (для наружной зачистки), торцеватель (для внутреннего армирования). Инструменты могут быть ручными или с хвостовиком под ручной электроинструмент.
- Использование: вставить трубу и сделать несколько оборотов до получение требуемой глубины зачистки.
Сварочный аппарат для электромуфтовых фитингов
- Функции: полуавтоматическая сварка труб ПНД фитингами с предустановленными нагревательными элементами.
- Использование: сварочник соединяется с клеммами фитинга и подает на них питание после считывания штрих-кода, содержащего данные о необходимом токе и длительности сварки.
Сварочный аппарат для стыковой сварки ПНД
- Функции: сварка полиэтиленовых напорных труб с толщиной стенки 4 мм и более встык.
- Виды: с ручным, механическим и гидравлическим приводом.
- Использование: после торцовки трубы центруются и прижимаются друг к другу с удельным усилием 1,5 кгс/см2.
Экспандер для PEX
- Функции: растяжение трубы из сшитого полиэтилена для ее соединения с штуцером. Растянутая труба благодаря эффекту памяти формы обжимает штуцер и фиксируется надвинутой гильзой.
- Использование: подобрать и установить насадку, вставить ее в трубу, растянуть.
Клещи для обжимки
- Функции: обжимка деформируемых гильз пресс-фитингов.
- Виды: ручные, электромеханические.
- Использование: установить насадку, вставить трубу, сжать клещи.
Труборез
- Функции: резка трубы перпендикулярно продольной оси.
- Виды: ножницы, роликовый труборез.
- Использование: ножницы отрезают трубу после нескольких нажатий на рукоятку. Роликовый труборез делает несколько оборотов вокруг трубы с постепенным закручиванием резьбы отрезного ролика.
Калибратор
- Функции: устранение овальности металлопластиковой трубы, опционально — снятие фаски.
- Виды: универсальный и фиксированного диаметра, с фаскоснимателем и без него.
- Использование: вставить в трубу одновременно с поворотом инструмента.
Заключение
Разумеется, наш материал не претендует на полноту: многие виды трубной арматуры, инструмента и аппаратуры для водоснабжения остались за кадром. Видео в этой статье поможет вам лучше узнать устройство и оборудование внутреннего водоснабжения. Успехов!
Комментарии
Добавьте комментарий