Принцип работы насосной станции и ее устройство

Подключение насосной станции

Выбрать оборудование и место для установки — это пол дела. Еще надо правильно все связать в систему — источник воды, станцию и потребителей. Точная схема подключения насосной станции зависит от выбранного места. Но в любом случае есть:

• Всасывающий трубопровод, который опускается в скважину или колодец. Он идет до насосной станции.
• Сама станция.
• Трубопровод, идущий к потребителям.

Все это так, только схемы обвязки в зависимости от обстоятельств будут меняться. Рассмотрим наиболее распространенные случаи.

Водоснабжение из колодца для постоянного проживания

Если станция ставится в доме или в кессоне где-то на пути к дому, схема подключения одинакова. На подающем трубопроводе, опущенном в колодец или скважину устанавливается фильтр (чаще всего — обычный сетчатый), после него ставится обратный клапан, затем уже идет труба. Зачем фильтр — понятно — для защиты от механических примесей. Обратный клапан нужен для того, чтобы при отключении насоса вода под собственным весом не стекала обратно. Тогда насос будет включаться реже (дольше прослужит).

Схема установки насосной станции в доме

Труба выводится через стену колодца на глубине чуть ниже уровня промерзания грунта. Далее идет в траншее на той же глубине. При прокладке траншеи ее надо делать прямой — чем меньше поворотов, тем меньше падение давления, а значит, с большей глубины можно качать воду.

Для уверенности, можно трубопровод утеплить (сверху уложить листы пенополистирола, а потом засыпать песком, а после — грунтом).

Вариант прохода не через фундамент — необходим обогрев и серьезное утепление

При входе в дом подающая труба проходит через фундамент (место прохода тоже утеплить), в доме уже может подниматься к месту установки насосной станции.

Этот способ установки насосной станции хорош тем, что если все сделано верно, работает система без проблем. Неудобство в том, что требуется копать траншеи, а также выводить/вводить трубопровод через стенки а также в том, что при появлении течи локализовать повреждение сложно. Для минимизации шансов появления течи берите проверенные качественные трубы, укладывайте целый кусок без соединений. Если соединение есть, сделать желательно смотровой колодец.

Детальная схема обвязки насосной станции при подключении к колодцу или скважине

Также есть способ уменьшения объема земляных работ: проложить трубопровод выше, но хорошо его утеплить и дополнительно использовать греющий кабель. Это может быть единственным выходом, если на участке высокий уровень подземных вод.

Есть еще один важный момент — крышка колодца должна быть утеплена, так же как и кольца снаружи до глубины промерзания. Просто участок трубопровода от зеркала воды до вывода в стену не должен замерзать. Для этого и требуются меры по утеплению.

Подключение насосной станции к водопроводу

Часто насосную станцию ставят для повышения давления в водопроводе при централизованном водоснабжении. В этом случае на вход станции подключается водопроводная труба (тоже через фильтр и обратный клапан), а выход идет на потребителей.

Схема подключения насосной станции к водопроводу

На входе желательно поставить запорный кран (шаровый) чтобы при необходимости можно было отключить вашу систему (для ремонта, например). Второй запорный кран — перед насосной станцией — нужен для ремонта трубопровода или самого оборудования. Тогда на выходе тоже имеет смысл поставить шаровый кран — чтобы при необходимости отсечь потребителей и не сливать воду из труб.

Подключение к скважине

Если глубины всасывания насосной станции для скважины достаточно, подключение ничем не отличается. Разве только тем, что трубопровод выходит в том месте, где заканчивается обсадная труба. Тут обычно устраивают приямок-кессон, тут же можно и насосную станцию поставить.

Установка насосной станции: схема подключения к скважине

Как и во всех предыдущих схемах на конце трубы устанавливается фильтр и обратный клапан. На входе можно через тройник поставить заливной кран. Он понадобится при первом пуске.

Основное отличие такого способа установки в том, что трубопровод до дома идет фактически по поверхности или закопан на небольшую глубину (не у всех сделан приямок ниже глубины промерзания). Если насосная станция установлена на даче ничего страшного, на зиму оборудование обычно убирают. Но если водопровод планируется использовать и зимой, его надо подогревать (греющим кабелем) и утеплять. Иначе работать не будет.

https://youtube.com/watch?v=_d3RXbFArls

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.

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.

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.

Особенности устройства

Автоматика отслеживает давление в системе, по мере необходимости следит за включением и выключением двигателя давления гидронасоса. Именно поэтому блок управления состоит из манометра и реле. Манометр предназначен для контроля текущего давления, а реле занимается управлением насоса.

Покупая устройство, следует проверить, есть ли в наличии контролер потока. Он необходим для того, чтобы предохранить двигатель от перегрева, если в водозаборе отсутствует жидкость. Каждый отдельный компонент должен работать исправно и слаженно с другими устройствами.

Перед началом эксплуатации насосной станции следует сделать проверочный запуск

Насосная станция состоит из:

• Выходного штуцера;
• Заливного отверстия;
• Входного штуцера;
• Сливного отверстия;
• Электрокабеля с вилкой;
• Блока автоматики;
• Гидроаккумулятора;
• Манометра;
• Реле давления;
• Шланга.

Заводская компоновка предполагает, что в состав агрегата входит поверхностный гидронасос. Бытовая станция, подкачивающая воду, является комплексом устройств: при выходе из строя одного она перестанет работать исправно. Насосное оборудование можно сделать своими руками. Но лучше приобрести заводскую версию системы.

Автоматические системы управления

Наличие автоматических систем управления заметно увеличивает стоимость насосной станции, поэтому целесообразность такого оснащения определяется индивидуально. Специалисты рекомендуют устанавливать датчики контроля и автоматические регуляторы при постоянном использовании системы водоснабжения.

Автоматика может обеспечить защиту от различных факторов, например, от так называемого «сухого хода», когда при снижении уровня жидкости насос захватывает воздух, насосная станция работает рывками, перекачивающий агрегат перегревается. Кроме того, востребованной оказывается защита от:

• повышения температуры (перегрева) насоса,
• перепадов напряжения в питающей сети и пр.

На видео можно посмотреть как устроена насосная станция и описание ее работы.

Как не ошибиться, выбирая насосную станцию

Как видим, насосные станции на строительном рынке представлены достаточно широко, но такое многообразие вызывает некоторые трудности в выборе нужного варианта, так как каждая модель имеет свои технические показатели.

Насосная станция, на самом деле, является «сердцем» всей системы водоснабжения. Нужно приобрести такую насосную станцию, чтобы ее надежность в процессе эксплуатации успешно сочеталась с затратами на все процессы, связанные с ее приобретением, установкой и эксплуатацией.

Следует учитывать такие характерные особенности насосных станций:

• Высоту всасывания. Это очень важный критерий для станций с поверхностным насосом.
• Напор. Этот параметр представляет собой высоту, на которую вода подается при помощи насоса. Однако, если вода будет подаваться на максимально допустимую высоту, то производительность насоса может значительно снизиться. Такой показатель важен, если вода подается по участку, на котором отмечен существенный перепад высоты. Этот параметр влияет на уровень высоты давления в системе.
• Производительность насоса — это некий объем воды, подающийся насосом за единицу времени. Перед тем, как выбрать насосную станцию, выполняют расчет водопотребления, учитывая только показатель в момент максимального водопотребления. Подача воды не даст сбоя, если показатель производительности будет слегка избыточным.
• Дебет скважины или колодца представляет собой объем воды, выкачиваемый из данного источника за один час при максимальном сохранении его производительности. Это очень важный показатель.

Комплектуется насосная станция очень просто: насос, блок управления и напорный накопитель. Иногда изготовитель добавляет и систему, которая позволяет защитить её от возможного перегрева.

Устройство насосного оборудования

Наличие системы централизованного водоснабжения еще не означает возможность регулярного обеспечения водой в любое время и в достаточном объеме. Особенно это характерно для больших дачных поселков в засушливый сезон или часы максимального потребления воды для полива.

Как выбрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Такая станция представляет собой тип гидравлического устройства, который предназначен для повышения и поддержания давления в существующей сети водопровода или транспортировки ее в случае отсутствия централизованной системы.

Автоматическая насосная станция Grundfos

Моделей существует достаточно много, они отличаются некоторыми конструктивными особенностями и конфигурацией. Однако главные узлы оборудования и их устройство не имеют принципиального различия.

Таким образом, автоматическая насосная станция водоснабжения состоит из следующих основных узлов:

1. Электродвигателя.
2. Насоса для забора и перекачки воды, или водяного насоса.
3. Системы автоматизированного управления.
4. Мембранного бака.
5. Монтажной арматуры.

С целью изготовления узлов и деталей используются материалы высокой прочности, устойчивые к агрессивным воздействиям среды. Они изготовлены из нержавеющей стали, диффузоры — из армированных полимеров, уплотнительные кольца и прокладки — из керамических материалов и графита.

Использование высококачественных материалов способствует значительному увеличению эксплуатационных сроков оборудования. Применение автоматических систем управления дает возможность обеспечить рабочий цикл насоса в соответствии с необходимым объемом расхода воды. Это позволяет создать значительную экономию электрической энергии.

Многие модели автоматических насосных станций снабжены экраном индикации работы. На нем изображается необходимая информация о возникших неисправностях или причинах остановки работы насоса. Ими может быть недостаток воды в источнике забора, закрытая по ошибке задвижка, подсос воздуха и другие.

Если срабатывает механизм защиты, то также автоматически происходит перезапуск насоса через определенные повторные временные интервалы. В приборах предусмотрены режимы остановки и плавного запуска, что значительно снижает реактивную мощность мотора.

Благодаря этому отсутствует возможность возникновения эффекта гидроудара в трубопроводе с повреждением системы. Некоторые модели насосных станций комплектуются устройствами защиты насоса от возможного перегрева.

При помощи электронного реле, которое снабжено таймером включений и отключений по отрезкам времени, можно самостоятельно задавать необходимый режим работы. Другими словами, имеется возможность ограничения числа запусков, благодаря чему длительность эксплуатации устройства значительно увеличивается.

Артезианская скважина: что это такое, плюсы и минусы

Чем хороша насосная станция без гидроаккумулятора

Насосная станция без гидроаккумулятора стоит на многих дачных участках. Его основное отличие от насосов с гидроаккумулятором, это, как вы правильно могли заметить, отсутствие гидроаккумулятора.

Если у насоса его нет, то, скорее всего, он работает с накопительным баком. Это вторая разновидность насосных станций. Это старая конструкция, но она по-прежнему используется на дачах. Количество воды в баке можно оценить по поплавку, который ставить в бак. Когда объём воды уменьшился до предельных значений, то в этот момент срабатывает датчик. Он в этот момент посылает сигнал, чтобы началась подкачка воды.

Среди минусов системы можно выделить:

• Низкий напор воды;
• Большие размеры бака;
• Трудность установки;
• Накопительный бак надо устанавливать выше уровня насоса;
• При поломке датчика, который сигнализирует о переполнении, вода может затопить дом.

Главным преимуществом такого насоса является низкая стоимость. Гидроаккумулятор стоит не дешево, поэтому без него вы сможете сэкономить деньги.

Насосная станция без гидроаккумулятора с наличием накопительного бака – это прошлый век. Дачники не рекомендуют покупать его, если есть возможность купить насос с гидроаккумулятором. Несмотря на низкую стоимость на такие насосы, вы рискуете затопить свой дом водой. Поэтому, лучше не приобретайте такие насосы.

Основные элементы конструкции станции

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.

Типовая конструкция насосной станции

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.

Виды и типы КНС

Основной частью любой канализационной системы является насосное оборудование, которое бывает следующих видов:

• Самовсасывающее;
• Погружное;
• Консольное.

А непосредственно насосная станция, если учитывать ее расположение бывает:

• Частично заглубленной;
• Заглубленной;
• Наземной.

Кроме этого все канализационные станции бывают двух видов: главные и районные. Что касается главных КНС, то они используются для перекачки отходов непосредственно с населенного пункта или предприятия. А вот районные предназначены для отвода стоков к коллектору или очистному сооружению.

Также КНС подразделяются на дистанционные, автоматические и с ручным управлением.

Дистанционные работают таким образом, что контролировать и регулировать их работу можно из оборудованного диспетчерского пункта. Автоматические полностью управляются датчиками и устройствами. А что касается ручных, то вся работа лежит на обслуживающем персонале.

Еще насосные станции отличаются по типу перекачиваемых стоков на четыре группы:

1. Первая группа – предназначена для сточных бытовых вод. Используется для отвода стоков от общественных зданий и жилых домовладений.
2. Вторая группа – для промышленных сточных вод.
3. Третья группа – для ливневых сетей.
4. Четвертая группа – для осадков.

В зависимости от мощности КНС бывают мини, средние и большие. Мини станции в основном применяются непосредственно в ванной комнате или туалете. Представляют собой маленькую герметичную емкость, которая крепиться к унитазу. Самыми популярными являются средние насосные станции, они используются как в бытовых целях, так и в промышленных. Бытовые отличаются от промышленных тем, что в них может быть установлен только один насос.  А вот промышленные станции обязательно должны быть оборудованы двумя насосами. Большие КНС применяются исключительно в городских системах. Они оснащены самыми мощными по параметрам насосами.

Параметры давления в гидроаккумуляторе

Для исправной работы бытовых сантехнических устройств в водопроводе коттеджа необходимо поддерживать напор в 1,4–2,6 атмосфер. Чтобы мембрана гидроаккумулятора не изнашивалась слишком быстро, производители рекомендуют устанавливать в нем давление на 0,2–0,3 атм выше водопроводного.

Давление в водопроводе одноэтажного дома обычно равняется 1,5 атм. От этой цифры и следует отталкиваться при регулировке гидробака. Но для более крупных жилых строений давление необходимо увеличивать, чтобы вода была во всех самых удаленных от стояка кранах. Здесь нужны более сложные гидравлические расчеты с учетом протяженности и конфигурации трубопроводов, а также количества и типа сантехнических устройств.

Упрощенно рассчитать нужное давление для внутридомового водопровода можно по формуле:

(H+6)/10,

где «H» – это высота от насоса до самой высокой точки подачи воды в сантехнику на верхнем этаже дома.

Однако если рассчитанный показатель давления в автономном водопроводе будет превышать допустимые характеристики имеющихся сантехнических и бытовых устройств, то при выставлении такого давления оные выйдут из строя. В этом случае необходимо подбирать другую схему разводки водопроводных труб.

Регулирование давления в воздушной части гидроаккумулятора производится через золотник путем стравливания лишнего воздуха либо его подкачки автомобильным насосом

Основные рабочие составляющие

Насосная станция, собранная в заводских условиях в значительной мере превосходит набор самостоятельно подобранных элементов в домашних условиях.

Это обусловлено точным подбором технических параметров каждого узла, компактностью единой конструкции, наличием общего блока управления. Рассмотрим, из чего состоит бытовая насосная станция:

• электрический центробежный насос поверхностного типа;
• накопительная емкость;
• манометр;
• реле давления;
• обратный клапан;
• входная труба с фильтром в виде сетки;
• выходная труба для подключения к водопроводу.

Это все компактно установлено на общей несущей раме всей конструкции. Среднестатистическая комплектация способна автоматически поддерживать давление внутри системы водопровода на уровне 1,5 атмосферы. Этого достаточно для полноценной работы сантехники частного дома.

Более дорогие конструкции способны выдавать максимальное давление в 4,5 атмосферы, чего хватает для обеспечения трехэтажного коттеджа. Она не требует особых условий, для ее эксплуатации и технического обслуживания будет достаточно наличие технической комнаты. Альтернативой для установки может быть кессон.

Преимущества агрегата

Использование домашних насосных станций имеет очень много плюсов. Важными преимуществами агрегатов считаются:

1. Долговечность и хорошие эксплуатационные характеристики.
2. Удобство монтажа и простота пользования.
3. Постоянная бесперебойная подача воды в автономном режиме, в том числе при отключенной электрической энергии.
4. Запас жидкости для дома, который регулярно пополняется.
5. Полная комплектация устройств.
6. Качественная внутренняя работа всех механизмов и элементов в комплексе.
7. Обеспечение защиты двигателя от перегрева и холостого хода.
8. Возможность снижения шума, за счет правильного расположения системы.
9. Защита оборудования от внешних атмосферных, эрозивных и механических факторов.
10. Использование на глубине от 8 м, с обеспечением водой всех сантехнических точек строения.

Домашняя насосная станция имеет компактные размеры и не занимает много места, даже, если требуется ее обустройство на отдельной площадке. Все производители указывают в документах и инструкции технические характеристики агрегатов и правила их эксплуатации. Приобретать системы желательно у проверенных производителей.

Периодически установку потребуется технически обслуживать: осматривать, и при необходимости менять фильтры, штуцеры, мембрану. Обязательно проверяется также работа манометра и реле, а также двигателя.

К важным плюсам насосных станций относят также:

• высокую энергоэффективность (работа устройства до полного опустошения накопителя), при которой насосу не нужно будет постоянно включаться после использования определенного количества жидкости жильцами дома;
• легкость установки у скважин, которым нужен будет только длинный шланг погружения, а также отсоединения, если оборудование нужно будет увезти с дачи;
• целесообразность использования, так как количество жидкости поддерживается автоматически на одном уровне;
• экономичность пользования воды, возможность автоматического регулирования ее количества с помощью блока управления.

Здесь важен один нюанс – чем больше объем гидробака, тем меньше количество включений насоса, что способствует увеличению эксплуатации агрегата в несколько раз, и поддержанию давления в системе труб на одном рабочем уровне

Это особенно важно, если в доме есть водонагреватель.. Минусов у насосных станций не так уж много – это требование к окружающей температуре: минимальный порог – +5°, а также наличие вентиляции, чтобы корпус не подвергался коррозии, особенно, если он выполнен из металла.

Минусов у насосных станций не так уж много – это требование к окружающей температуре: минимальный порог – +5°, а также наличие вентиляции, чтобы корпус не подвергался коррозии, особенно, если он выполнен из металла.