Принцип работы насосной станции

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.

Очень важным условием нормальной работы насосной станции является то, чтобы зеркало воды в скважине или колодце не находилось на глубине более 9 м. Насос попросту не поднимет воду с большей глубины. Эту величину называют глубиной всасывания.

Это давление можно регулировать. Включение поверхностного насоса не происходит до тех пор, пока не будет израсходован некоторый лимит воды из гидроаккумулятора. Преимущество этого вида насосных станций в том, что в баке всегда будет иметься запас воды. Его используют, если отключили электричество. Величина этого запаса зависит от объёма бака. Обычно это 24л или 50 л. Также, благодаря имеющемуся запасу воды в баке, меньше придется включать-выключать насос.

Но этот вид имеет и недостатки:

во время подачи воды из бака до того, когда происходит очередное включение насоса, опускается давление в системе, а если в этот момент потребляется горячая вода, то котёл реагирует на это включением-отключением;
в момент одноразового длительного потребления воды насос в связке с гидробаком будет чаще включаться — отключаться.

Конструкция гидроаккумулятора и его преимущества перед водонапорным баком

Гидроаккумулятор представляет собой герметичную емкость, рассчитанную на работу под повышенным давлением. Его внутреннее пространство разделено на две части резиновой мембраной, прочно прикрепленной краями к стенкам аппарата. С одной стороны от нее подается вода, с другой – через ниппель закачан воздух до давления 1,5 атмосферы.

Принцип действия такого устройства основан на его периодическом заполнении и освобождении от жидкости. Ее давление меняется постепенно за счет воздушной подушки, работающей в качестве сжимающейся и разжимающейся пружины. Такая конструкция позволяет длительное время расходовать воду без включения насоса.

Совет! Объем емкости подбирается, исходя из предполагаемого расхода жидкости. Для средней семьи подходят аппараты на 25-40 литров. При большом водопотреблении потребуется 100 и более литров. Для дачи, используемой в качестве места воскресного отдыха, хватит и 15 литров.

Насосные станции с гидроаккумулятором вытеснили устаревшие схемы, использовавшие в качестве накопителя напорные баки. Их приходилось устанавливать на большой высоте, а опорожнялись они самотеком. Современный вариант имеет целый ряд существенных преимуществ:

компактные размеры;
простой монтаж;
возможность поддержания большого напора;
отсутствие риска перелива в случае неисправности датчика заполнения.

При выборе оборудования лучше выбирать модели, способные работать без бака.

Схема подачи воды с помощью установки

Для того, чтобы система водоснабжения с домашней насосной станцией, работала бесперебойно, необходимо правильно подключать установку, согласно схеме, предложенной производителем и техническими нормами. Здесь обязательно учитывается тип водозабора (колодец, скважина, общегородское водоснабжение), а также характеристики и вместительность агрегата.

Имеют значение также расположенные рядом блоки электропитания, расстояние до точек водозабора, условия, в которых будет располагаться насосная станция. Агрегат плохо работает в холодных помещениях, склонных к промерзанию, а также недостаточно вентилируемых. В некоторых домах устройства рекомендуют помещать в звукоизолирующий короб, чтобы не создавать лишний шум во всем строении.

Для схемы использования устройства имеет значение также ширина трубы, к которой подключен агрегат, уровень жидкости при включенном и отключенном насосе, габариты, общая продуктивность и разновидности использованных фильтров.

Схема подключения станции при монтаже характеризуется следующими особенностями:

полностью собранную, укомплектованную систему оснащают выбранными фильтрами;
при подключении аппарата к водоснабжению, большое внимание уделяют заземлению;
при заполнении мембраны, обязательно регулируют реле давления;
перед началом эксплуатации проверяют соответствие всех конструктивных элементов чертежу, приложенному к инструкции и сертификатам от производителя.

Монтаж домашней насосной станции заключается в таких особенностях и последовательности:

Определяется место расположения агрегата. Оно не должно соприкасаться со стеной.
Крепеж устройства проводится при помощи Г-образного кронштейна по опорам, между которыми обязательно нужно заложить амортизационные прокладки.
Создание оборудованного входа в агрегат, за счет присоединения переходника к торцу основной (траншейной) трубы, а также фильтров.
Работа с выходом агрегата. Здесь специальным шлангом соединяется реле давления и сам гидроаккумулятор, а также выход фильтра (внутренняя система труб). Это помогает создать связь гидробака и блока управления. В процессе работы специалисты используют подобранные жесткие трубки, оснащенные фильтрами с тонкой очисткой.
Основная труба, из которой будет производиться забор жидкости, должна обязательно иметь соединение с запорным элементом, который нужен для того, чтобы не происходил слив при выключении насоса. Элемент обязательно оснащается фильтром, который защищает внутренний механизм насосной станции от ила и твердых сторонних частиц, что могут присутствовать в используемой жидкости.
После предварительной проверки оборудования, включают станцию.

Практически все специалисты подключают к агрегату дополнительный накопитель, который помогает снизить изнашиваемость насосных устройств при авариях электросетей или полных отключениях электроснабжения. Гидробак всегда наполнен, и частный дом не остается без водоснабжения.

Насос, для проведения запасов жидкости, включается по параметрам давления, до полного заполнения емкости. Он будет искусственно поддерживать уровень давления в трубах при помощи сжатого воздуха. Чтобы насос работал непрерывно, потребуется приобрести для своего частного дома автономный генератор.

Как работает станция

Работа канализационной насосной станции начинается, когда нижняя камера заполняется сточными водами выше заданного уровня. В этом случае станция активируется. Затем включаются насосы, которые перекачивают сточные воды в распределительный резервуар, после чего они попадают в трубопровод и в канализацию – таков принцип работы любой канализационной насосной станции.

Если в доме живут два-три человека, а количество отходов невелико, достаточно одного насоса. Если объем стоков увеличивается, можно подключить второе устройство. В этом случае станция переходит в режим максимальной нагрузки, что необходимо учитывать при проектировании системы очистки. Возможность использования одного или двух насосов одновременно дает возможность экономить электроэнергию, продлевая срок службы установки.

Если канализационная насосная станция не справляется с количеством воды, на операторский пульт поступает сигнал, который требует принятия решения по обслуживанию канализационной насосной станции.

Как рассчитать приемный объем

Проектирование канализационных насосных станций с погружными насосами требует проведения ряда расчетов и подбора оборудования. Для того чтобы обеспечить правильную работу насоса, необходимо произвести расчеты принимаемого объема. Для этого используются формулы производителя. Конечно, лучше, если эту работу выполнят профессионалы. Ведь типичный проект канализационной насосной станции требует сложных расчетов, таких как:

Расход воды.
Определение суточного графика поступления стока.
Зная допустимое количество используемой жидкости, определите объем стоков, подлежащих сбросу.
Определите минимальное и среднее значение.
Определите напор.

И только после расчета насосной станции можно приступать к выбору модели насоса, учитывая наибольшее значение расхода и напора.

Далее составляется схема насоса и трубопровода для определения точки максимального напора, а также выполняется анализ работы агрегата в аварийных ситуациях.

Последним шагом в подготовке типового проекта КНС является определение объема резервуара. Для этого строится график, который отображает приток и отток воды одним насосом вместе со временем, прошедшим между наибольшим и наименьшим значениями притока.

Установка, пуск и наладка – как это происходит

Монтаж насосных станций нельзя назвать простым, ведь станции представляют собой довольно сложное оборудование, поэтому лучше доверить эту работу сотрудникам специализированных компаний.

Установка насосной станции должна производиться в котлован, размеры которого соответствуют указанным в сопроводительной инструкции. Дно котлована укрепляется железобетонными плитами или заливается бетонным раствором. Насосная станция крепится к этому основанию с помощью анкерных болтов.

Следующий этап – подключение трубопроводов: подающего и обратного. Монтажные работы завершаются подключением силовых кабелей в соответствии с проектной документацией насосной станции.

Установка насосов производится в соответствии с прилагаемым руководством, а после ее завершения проводятся пуско-наладочные работы. Они заключаются в установке и настройке датчиков, которые также выполняются при техническом обслуживании насосной станции. Нижний должен быть расположен на расстоянии 500 мм от дна, а третий и четвертый должны быть установлены таким образом, чтобы они срабатывали, когда сточные воды достигают дна входной трубы. Это необходимо учитывать при проектировании насосной станции.

Смотрите видео, установка и сборка:

https://www.youtube.com/watch

Кроме того, в процессе регулировки необходимо установить время работы второго насоса, оно не должно превышать 10 минут. Регулировочные работы выполняются двумя людьми – один из регулировщиков контролирует показания датчиков на панели, а другой их настраивает.

После регулировки производительность насоса проверяется экспериментально. Для этого из резервуара откачивается вода.

Обслуживание КНС

Многие задаются вопросом, можно ли проводить профилактические работы на канализационных станциях самостоятельно? Специалисты не рекомендуют проводить обслуживание канализационных насосных станций самостоятельно. Поскольку работа станции полностью автоматизирована, ее обслуживание состоит из плановых профилактических осмотров и регламентных работ, которые должны выполняться профессионалами в области технического обслуживания.

Назначение основных частей станции

Назначение насосной установки общеизвестно – подъем воды из заглубленного источника и подача в жилище под давлением по напорному трубопроводу. Из вышесказанного следует, что технически насосная станция – это электронасос, укомплектованный дополнительными элементами. позволяющими ему работать автоматически. Отсюда вытекает, что расходо-напорные характеристики станции определяются входящим в ее состав насосом.

Блок автоматики предназначен для отслеживания давления в системе водоснабжения дома. Это может быть относительно простое механическое (с пружинными задающими элементами), пневматическое или электронное реле давления, имеющее две настройки: нижний и верхний порог. Иногда встречается т.наз. «струйная» автоматика, фиксирующая начало каждого отбора воды из кранов. В любом случае данный блок включает и отключает забор воды насосом путем пуска/останова приводного электродвигателя.

Гидроаккумулятор представляет собой полый цилиндр, внутри которого расположена эластичная (резиновая, пластиковая) «груша», заполняемая водой при работе станции. Этот элемент предназначен:

уменьшения числа включений насоса;
для демпфирования гидроударов;
создания оперативного запаса воды;
поддержания давления внутри системы при выключенном насосе.

Устройство гидроаккумулятора.

Работа его происходит аналогично мембранному расширительному баку закрытой системы отопления: заполняясь водой, подаваемой насосом, «груша» расширяется, сжимая воздух между собой и стенками стального бака, пока давление жидкости не достигнет верхнего порогового значения срабатывания автоматики. Однако «груша» гидроаккумулятора постоянно подвергается частым знакопеременным нагрузкам (в отличие от мембраны расширительного бака). Поэтому она должна быть гораздо прочнее, хотя термостойкость ее может быть ниже.

Гидроаккумулятор достаточной емкости позволяет реже включать/выключать насосную установку. Ведь износ электродвигателя и насоса происходит не вследствие длительной работы, а из-за частых пусков/остановов. Внутри дома можно выполнять водоразбор, пока избыточное давление воды в системе остается выше нижнего порогового значения.

Многие домовладельцы (дачники) не понимают назначения гидроаккумулятора. Стремясь достичь экономии бюджета, они строят автономное водоснабжение путем соединения обычного садового насоса с блоком автоматики, рассчитывая, что последний будет поддерживать давление воды непосредственно в трубах. Да, эту величину можно поддерживать стабильной таким способом. Однако гидроаккумулятор выполняет весьма важную функцию – он демпфирует (смягчает) гидроудары в системе, т.е. резкие скачки давления воды в трубах, вызываемые изменениями скорости движения потока. Данное явление возникает при открытии кранов, когда создается резкий и сильный напор воды. Гидроудары сильно сокращают сроки службы труб и запорной арматуры. Частые скачки давления могут вывести из строя смесители и другие сантехустройства.

Отличие насосной станции от обычных насосов:

процесс водоснабжения автоматизирован;

насосная станция повышает давление в гидравлической системе, что очень важно, если нужно обеспечить водой, например, и дом, и приусадебное хозяйство одновременно;

насосная станция создает запас воды в баке, которой можно пользоваться даже в случае отключения электроэнергии.

Применение насосных станций в равной степени эффективно, когда в качестве источника водоснабжения используются и открытые водоемы, и колодцы. Насосная станция, являясь достаточно универсальным насосным оборудованием, нашла применение в самых различных областях.

Бытовые и промышленные насосные станции

Насосные станции можно разделить на два крупных класса: бытовые и промышленные.

Промышленные насосные станции отличаются большой мощностью, повышенной производительностью и прочностью. Они применяются для водоснабжения и теплоснабжения различных зданий, крупных объектов сельского хозяйства, в установках пожаротушения и на других подобных объектах.

Бытовые насосные станции служат для водоснабжения частных домов, например, дачи или коттеджа, могут использоваться для полива огородов, теплиц и садов, водоснабжения фермерских хозяйств.

Также существуют бытовые канализационные насосные станции, которые предназначены для сбора и отведения сточных вод на локальные очистные сооружения.

Устройство и принцип работы бытовой насосной станции

Насосная станция состоит из следующих компонентов:

Насос (в большинстве случаев со встроенным инжектором)
Гидроаккумулятор
Реле давления
Манометр

Начиная работу, насос закачивает воду в систему водоснабжения и в гидроаккумулятор. После того, как давление в гидроаккумуляторе достигнет 2,8 атмосфер, реле давления выключит насос. Пока кран не открыт, насос находится в режиме ожидания, а система водоснабжения — под постоянным давлением примерно 2,8 атм.

При открытии крана вода поступает из гидроаккумулятора, в котором она находится под избыточным (стандарт — 2,8 атм) давлением. Если давление падает ниже порогового уровня (около 1,5 атм), то реле давления автоматически включает насос, который и обеспечивает необходимый расход воды с заданным давлением.

При закрытии крана насос работает для заполнения гидроаккумулятора водой и того момента, когда давление в системе достигнет заданного верхнего порогового значения. После этого реле выключает насос, а насосная станция находится в режиме ожидания до следующего открытия крана.

Насосная станция удобна в эксплуатации: после ее установки вам не придется что-то включать или выключать: достаточно будет просто открыть кран, и вода потечет. Она экономит электроэнергию, поскольку насос работает не постоянно, а лишь в те моменты, когда в гидроаккумуляторе падает давление.

Статья подготовлена при помощи специалистов компании «Мастер-Ватт».

Устройство насосной станции и принцип работы

Гидроаккумулятор

Емкость накопительного бака аккумулятора представляет две соединенные полости, одна из которых служит для приема поднятой насосом воды. Вторая камера выполнена в виде резинового компенсатора, постоянно сжимающегося под действием поступающей воды. После повышения давления во второй емкости автоматика отключает работу насоса.

При разборе воды жидкость, выливаясь из первой емкости, способствует уменьшению давления, а обратный клапан на выходе из бака не дает возможности воде вернуться. Сигналом автоматическому устройству к включению насоса следует понижение давления до заданной величины. Автоматическая защита от перегрева отслеживает температуру двигателя и отключает агрегат, а вода служит для охлаждения.

Четыре этапа работы насосной станции

насос забирает воду со дна колодца, и она по трубам поступает в накопительный бак, создавая определенное давление, после чего автоматическое реле выключает оборудование;
насосная станция работает в режиме ожидания, при котором давление сохраняется на максимальном значении;
пользователь открывает кран и расходует воду;
снижение давления во второй камере, вызванное уменьшением давления, позволяет системе включить насос для восполнения жидкости и так далее.

Основным преимуществом насосной станции перед применением простого насоса является постоянный небольшой запас воды, который позволит не заботиться о водопотреблении при отсутствии электричества в сети. Если поставить накопительную емкость в 50 и больше литров, то насос не будет включаться от каждого израсходованного на чайник литра воды.

Включение насосного оборудования будет происходить чаще, если прибавится полив сада или грядок. Понижение давления и учащение переключения реле вызовет подсоединение потребления горячей воды для отопления.

Применение стандартных насосных станций возможно, если глубина дна колодца располагается не ниже 9– 10 м. Если колодец или скважина расположены глубже, то применяется глубинный тип насоса или для больших скважин.

Для продления срока эксплуатации насосная станция оборудуется обратным клапаном, который защищает ее от работы без носителя при отсутствии воды в скважине. Перед насосом устанавливается фильтр грубой предварительной очистки, который предохраняет оборудование от засорения и загрязнения системы нерастворимыми примесями. Он легко снимается и поддается чистке.

Благодаря тому, что все резьбы и разъемы в наше время стандартизированы, не возникает трудностей при подсоединении всех этих приспособлений и замены их в случае выхода из строя.

Для гарантии отсутствия деформации всасывающую трубу лучше выбирать из жесткого и армированного материала. Хорошей альтернативой служит металлопластиковая труба, которая идет через отверстие в боковой стенке колодца и подсоединяется к насосу после фильтра. Нижний конец трубы изгибается и опускается в толщу воды около дна колодца. До дна она не должна доходить на 30 см. Сама труба закрепляется к вбитому внутри колодца штырю. Закрепляется труба в отверстии цементно-песчаным раствором и делается глиняный замок.

Насосная станция продается в комплекте с различными видами приспособлений, подходящими к этому типу по всем параметрам. Покупать отдельно собирательный бак или устанавливать контрольно-переключательные реле не нужно.

Для эффективной и безопасной работы значение имеет качество воды, поступающей в насосную станцию, поэтому организация системы фильтрации бывает просто необходима. Почти все модели рассчитаны на работу с чистой водой и имеют ограничения по степени загрязнения жидкости. Особенно вихревые насосы часто выходят из строя из-за грязной воды.

Для устройства насосных станций больше всего покупают насосы с центробежной силой, отличающиеся небольшой ценой. Они менее капризны в плане загрязнения воды, дают постоянный напор жидкости. Вихревые дают большую силу напора и выигрывают простотой эксплуатации, но высокая стоимость и небольшой допустимый подъем воды не всегда делают их востребованными среди широких слоев потребителей.

Для того чтобы установить насосное оборудование в жилой части дома, следует подбирать ее по производимому шуму во время работы. Обычно малошумные насосы стоят гораздо дороже, но зато комфорт от использования превзойдет все ожидания.

Насосные станции следует подбирать и по материалу корпуса и рабочих колес насоса. Если они выполнены из пластика, это приведет к удешевлению оборудования, но недолговечному использованию. К среднему классу стандартного насосного оборудования относят стальные и чугунные корпуса, а для дорогой высококлассной станции применяется бронза, алюминий и латунь.

Устройство станции подачи воды

Насосные перекачивающие станции для дома — это комплект оборудования, при содействии которого осуществляется бесперебойная подача питьевой или технической воды в систему жизнеобеспечения жилых и общественных зданий.

Основные рабочие составляющие

Устройство насосной станции для дачи или загородного дома состоит из следующих приборов:

электронасоса;
манометра;
гидроаккумулятора;
реле давления;
соединительных патрубков;
кабелей электропитания.

Структура асинхронного однофазного двигателя:

чугунный корпус;
ротор;
статор;
блок конденсаторов;
вентилятор с защитным кожухом;
тепловое реле.

Устройство насосной станции.

Насосный механизм состоит из корпуса, который в зависимости от выбранной модели может быть чугунным, из нержавеющей стали или стеклополипропилена. В комплект прибора также входит эжектор для увеличения глубины забора жидкости и рабочий вал с крыльчаткой.

Гидроаккумулятор — это стальной резервуар со сменной мембраной из этиленпропиленового каучука.

Объем емкости зависит от длины напорной магистрали, количества бытовых приборов (потребителей) и расчетной мощности водопровода.

Реле давления контролирует нижний и верхний пределы установленных значений, при достижении которых автоматически отключает или запускает насос. Манометр предназначен для графического отображения показателей силы напора в системе водоснабжения.

Соединение установки с центральной сетью электропитания осуществляется при помощи кабеля с двойной изоляцией и заземляющим контактом.

Работа и особенности блока управления

В задачу блока управления входит контроль силы напора перекачиваемой жидкости и своевременное отключение установки при попадании воздуха или снижении плотности. Регулировку заданных параметров системы выполняет реле давления.

Устройство и принцип работы прибора основан на присутствии в структуре механизма гибкой резиновой мембраны, которая под действием воды с одной стороны и возвратной пружины — с другой размыкает или соединяет контакты насоса.

Блок управления.

После запуска станции жидкость заполняет накопительный резервуар гидроаккумулятора и поступает в напорную магистраль. По достижении установленной отметки верхнего предела давления реле обесточивает агрегат и снабжение продолжается из вспомогательной емкости. По мере расхода воды напор в системе падает и автоматика снова включает устройство.

Из чего состоит канализационная станция

Чем является КНС? Это по сути герметичная сливная яма, оснащенная специальными насосами, осуществляющими транспортировку сточных вод в центральную магистраль и требующая регулярного обслуживании станции отчистки. Если же смотреть более подробно, то она представляет собой комплекс различных устройств: от накопительного резервуара до системы трубопроводов, требующая предварительного проектирования оборудования.

Устройство КНС

Итак, начнем с емкостей для стоков. Они могут быть выполнены из следующих материалов:

Пластика
Бетона
Стали

В зависимости от этого параметра находится стоимость, а также выполняются работы по проектированию станции и это нужно учитывать выбирая модель для дачи или частного дома.

Далее – фекальный насос. Обычно используется два агрегата:

Рабочий
Резервный

Основной задачей этого оборудования является подъем стоков на определенный уровень, откуда они самотеком транспортируются в канализацию.

Третья составляющая КНС – система трубопроводов. Благодаря ей оба насоса объединены в одну систему, подключенную к очистным сооружениям. В системе трубопроводов устанавливаются задвижки, необходимые для управления работой насосов.

И последняя составляющая – поплавочные выключатели. Они предназначены для управления работой насоса в автоматическом режиме. Их принцип действия основан на поднятии вверх поплавка при повышении уровня стоков до определенной отметки. При этом происходит ослабевание натяжения троса и срабатывание выключателя, что приводи к включению насоса.

Устройство самой маленькой КНС

При падении уровня жидкости происходит обратный процесс, отключающий оборудование. Обычно используется несколько поплавков, на случай выхода одного из строя в работу включается второй насосный агрегат.

При поломке насоса третий и четвертый элементы включают резервное оборудование, что должно учитываться при обслуживании станции.

В качестве дополнительного оснащения устанавливается лестница, а также монтируется специальная крышка с отверстиями и электрощитом, контролирующим подачу энергии к агрегатам, все эти моменты должны учитываться при проектирование кнс.

Итоги

В данной статье мы рассказали, что такое насосная станция, какова ее конструкция, составные части и принцип действия. Помимо этого, проанализировали различные существующие виды насосных станций: вихревый, центробежный и насосная станция для сточных вод. И, наконец, дали полезные рекомендации относительно места для установки такого оборудования, а также привели распространенные проблемы при установке и дальнейшей работе станции и способы их решения.

Установка насосной станции водоснабжения требует определенных знаний и навыков, при наличии которых вполне можно провести монтаж своими руками.

При выборе станции стоит особое внимание обращать на мощность и характеристики насоса, а также учитывать то, с какой частотой будет использоваться данный агрегат. При использовании его в зимний период, необходимо заранее позаботиться об утеплении павильона, где будет установлена станция, или же установить ее заблаговременно в подвальном помещении вашего дома

Насосная станция водоснабжения – покупка отнюдь не дешевая, но и служить она будет долгое время, обеспечивая вас благами цивилизации даже вдали от города.

Принцип работы и разновидности насосной станции

Автоматические системы управления