Нет водопровода? Не беда!
В этой статье нам с уважаемым читателем предстоит выяснить, как может быть реализовано автономное водоснабжение загородного дома. Мы ознакомимся со схемами водоснабжения, применяющимися для разных источников воды, и с необходимым для их реализации оборудованием и материалами. Приступим.
Источники воды
Подача воды в дом может быть организована:
- Из колодца. Очевидное достоинство этого решения — дешевизна и возможность реализовать проект своими руками от начала до конца (см. Водоснабжение из колодца: как правильно сделать). Столь же очевидный недостаток — в том, что вода питьевого качества встречается в верхних водоносных слоях достаточно редко;
Колодец из колец КС
- Из скважины. Нижние водоносные горизонты, как правило, дают воду с минимальным количеством загрязнений. Увы, бурение скважины — дорогостоящее мероприятие (проходка погонного метра ее ствола стоит от 2 до 4 тысяч рублей в зависимости от типа грунта);
Водяная скважина
- Из емкости. Бак может наполняться привозной водой или дачным водопроводом с подачей воды по графику. Последняя схема типична для многих садовых кооперативов в теплых областях страны.
Подключение к летнему водопроводу
Схемы и оборудование для ХВС
Как будет выглядеть автономное водоснабжение дома в каждом из описанных случаев?
Колодец
Условия: глубина зеркала воды не превышает 8 метров.
Оборудование:
| Изображение | Описание |
|
Насосная станция |
Насосная станция водоснабжения. Так называется комплект из установленных на одной станине центробежного поверхностного насоса, реле его питания с датчиком давления и гидроаккумулятора.
Насос включается при падении давления в мембранном бачке ниже критической отметки (обычно 1,5 кгс/см2), и выключается после достижения им верхнего заданного значения (3 — 6 кгс/см2). При незначительном расходе воды насос простаивает, а избыточное давление обеспечивается сжатым воздухом в гидроаккумуляторе. Станция подбирается по напору (он должен превышать высоту верхней точки водоразбора над насосом как минимум на 15 метров) и по производительности (она должна быть как минимум равна пиковому расходу воды через все одновременно используемые приборы). |
|
Армированные всасывающие трубы Defu из ПВХ |
Всасывающий патрубок — жесткая труба, через которую насос забирает воду из колодца. |
|
Обратный клапан с сеткой для поверхностного насоса |
Обратный клапан, исключающий сброс воды из мембранного бака через всасывающий патрубок при выключенном насосе. |
|
Ввод водоснабжения проложен полиэтиленовой трубой |
Ввод водоснабжения, соединяющий насосную станцию с внутренним водопроводом. |
|
Предварительный фильтр для очистки питьевой воды |
Механический фильтр, очищающий воду от взвесей. Современная сантехника (в первую очередь керамические кранбуксы и картриджи однорычажных смесителей) очень не любит песка и прочего мусора в водопроводе: попавшая между перекрывающими воду пластинами песчинка способна вывести их из строя. |
Обратите внимание: максимальная глубина всасывания (те самые 8 метров) никак не связана с мощностью и производительностью насоса и является одинаковой для всех присутствующих на рынке моделей. Ограничение накладывается… атмосферным давлением: именно оно вытесняет воду во всасывающий патрубок при создании в нем разрежения. В идеальных условиях (при абсолютном вакууме в патрубке) высота водяного столба не может превысить 10 метров.
Расчет максимальной высоты водяного столба при атмосферном давлении
Схема: насосная станция устанавливается в утепленном домике над колодцем или в теплом помещении дома (при небольшом расстоянии до колодца). Обратный клапан монтируется на конце всасывающего патрубка, фильтр грубой очистки — на вводе водоснабжения.
Насосная станция в домике над колодцем
Обратите внимание: при большом количестве взвесей в воде фильтр может быть установлен на всасывающем патрубке, перед обратным клапаном. Однако в этом случае патрубок придется периодически поднимать для прочистки фильтра.
Скважина
Как реализовать автономное водоснабжение в доме, если в роли источника воды выступает скважина (см. Водоснабжение из скважины: как сделать самостоятельно) или колодец глубиной больше 8 метров?
Оборудование:
| Изображение | Описание |
|
Насос отечественного производства Тополь 3d |
Скважинный погружной насос. Создаваемый им напор должен как минимум на 15 метров превышать разницу в высоте между точкой забора воды и верхней точкой водоразбора. При значительной длине ввода водоснабжения в расчетах используется дополнительный коэффициент 1,2, необходимый для компенсации гидравлического сопротивления трубы. |
|
Клапан пропускает воду только в одном направлении |
Обратный клапан, исключающий потерю поднятой насосом воды. |
|
Электронное реле с датчиком давления |
Реле питания с датчиком давления. Оно включает и выключает насос при достижении нижнего и верхнего пороговых значений давления в водопроводе. |
|
Горизонтальный мембранный гидроаккумулятор |
Гидроаккумулятор. Он исполняет роль буфера, исключая скачки давления при работе насоса. |
|
Фильтр с нержавеющей сеткой |
Фильтр механической очистки. Он опять-таки защищает водопровод от взвесей и мусора. |
Схема: насос с установленным на выходной патрубок обратным клапаном погружается в скважину. Ввод водоснабжения прокладывается ниже уровня промерзания грунта. Гидроаккумулятор и реле давления монтируются на вводе или в любой другой точке водопровода.
Схема подачи воды из глубокой скважины
Емкость
Как организовать автономное водоснабжение для дачи или дома из накопительного бака?
Самотечный водопровод
Оборудование:
| Изображение | Описание |
|
Полиэтиленовые баки для питьевой воды |
Накопительный бак. В этой роли обычно используются пластиковые (полиэтиленовые или полипропиленовые) емкости для питьевой воды. Они, как правило, оснащаются заливным люком и одним или двумя патрубками для подключения к водопроводу. |
|
Поплавковый клапан для воды |
Поплавковый заливной клапан. Он нужен в том случае, если емкость заполняется из летнего водопровода с периодической подачей воды. Клапан позволяет автоматизировать наполнение бака. |
|
Шаровый кран — рекордсмен отказоустойчивости среди всей запорной арматуры |
Отсекающий кран (как правило, шаровый). Он позволяет осушить водопровод для ремонта сантехники без сброса накопительной емкости. |
|
Устройство пружинного клапана |
Обратный клапан. Он нужен в том случае, если емкость используется в качестве резервного источника воды, и исключает ее наполнение через сливной патрубок. |
Схема: емкость устанавливается на чердаке дома, или под потолком жилого этажа. Она наполняется при подаче воды в летний водопровод или (если используется привозная вода) с помощью насоса. Вода подается в водопровод самотеком через сливной патрубок в нижней части бака.
Обратите внимание: схема с буферной емкостью и самотечным водопроводом может использоваться и при наличии собственного источника воды — скважины или колодца. Ее главное достоинство — полная энергонезависимость (разумеется, после наполнения бака): даже при длительном отключении электроэнергии владельцу дома не придется обходиться без воды.
Схема водоснабжения из скважины с буферной емкостью
Самотечное автономное водоснабжение на даче более чем уместно, а вот в частном доме такая схема несколько неудобна:
- Напор воды ограничен высотой установки бака;
Справка: бытовая техника (стиральные машины, водонагреватели, посудомоечные машины) работают при давлении в водопроводе не менее 0,3 кгс/см2. Оно соответствует напору, создаваемому водяным столбом высотой в 3 метра.
Водонагреватель Atmor Basic работает в диапазоне давлений 0,3 — 6 кгс/см2
- Бак может устанавливаться только в теплом помещении. На холодном чердаке вода замерзнет в первые же ночные заморозки;
- Запас воды в емкости ограничен прочностью балок перекрытия.
Любопытно: самотечная подача воды в водопровод много лет использовалась для обеспечения водоснабжения многоквартирных домов и даже целых населенных пунктов. Буферные резервуары в водонапорных башнях наполнялись водой из любого местного источника — скважины или водозабора из открытого водоема. Сейчас эта система водоснабжения практически вытеснена насосными станциями.
Многоквартирный дом на автономном водоснабжении с водонапорной башней
Подача воды насосом
Всех описанных выше недостатков лишено автономное водоснабжение в частном доме с подачей воды из накопительного бака насосной станцией. Для реализации этой схемы нужны сама насосная станция, поплавковый клапан, емкость для воды (ее объем ограничен лишь размерами выделенного под резерв воды помещения в подвале или цокольном этаже) и пара обратных клапанов.
Накопительный бак с насосом в цокольном этаже
Схема: емкость наполняется через поплавковый клапан или (если вода привозная) через заливной люк. Вход насосной станции подключается к сливному патрубку емкости. Обратные клапаны ставятся на выходном патрубке насоса (клапан не позволяет емкости наполняться через слив), и между врезками емкости и насоса в водопровод.
Схема водоснабжения из накопительного бака с насосом
Капитан Очевидность подсказывает: и эта схема может использоваться в качестве резервного источника воды в доме с ее централизованной подачей.
Как работает:
- При нормальном давлении в магистральном водопроводе срабатывает обратный клапан на выходном патрубке насоса. Второй клапан открыт. Вода поступает во внутренний водопровод и наполняет бак через поплавковый клапан;
- После наполнения бака поплавковый клапан перекрывает воду, но она продолжает поступать в водопровод;
- При падении давления ниже порога срабатывания реле давления насосной станции включается насос. Обратный клапан на его выходе открывается. Второй клапан перекрывается и исключает слив воды в магистраль водоснабжения. До стабилизации давления на входе, дом питается водой из емкости.
Схемы и оборудование для ГВС
Какое оборудование нужно для того, чтобы обеспечить дом горячей водой? Вот описание наиболее популярных решений.
Электрический бойлер
Устройство: теплоизолированный бак с ТЭНом и терморегулятором.
Элементы конструкции бойлера
Преимущества:
- Небольшая нагрузка на проводку (мощность ТЭНов лежит в диапазоне 1- 3 киловатта);
- Стабильная температура воды;
- Возможность точной регулировки температуры.
Терморегулятор позволяет задать и поддерживать температуру воды
Недостатки:
- Высокая стоимость киловатт-часа тепла;
Капитан Очевидность подсказывает: у всех электронагревательных приборов КПД равен 100% (за вычетом потерь тепла через корпус). Чтобы получить киловатт-час тепла, нужно потратить ровно столько же электроэнергии.
- Потери тепла через теплоизоляцию бака: бойлер периодически включает ТЭНы для подогрева воды даже в отсутствие ее расхода;
- Энергозависимость. Если у вас выключили свет, горячая вода быстро закончится.
Подключение: вход бойлера подпитывается от водопровода ХВС, выход подключается к разводке ГВС. На входе устанавливается группа безопасности, состоящая из обратного и предохранительного клапанов. Обратный клапан исключает слив нагретой воды при отключениях ХВС, а предохранительный предотвращает опасный рост давления в баке и водопроводе вследствие теплового расширения воды.
Схема подключения электробойлера
Бойлер косвенного нагрева
Устройство: теплоизолированный бак с теплообменником и патрубками для подключения к системам ХВС, ГВС и отопления.
Теплообменник бойлера косвенного нагрева
Преимущества: подключается к отопительному котлу любого типа. Позволяет реализовать энергонезависимое (без использования электроэнергии) приготовление горячей воды. Стоимость киловатт-часа тепла определяется только типом используемого топлива.
Подключение:
- Косвенник небольшого объема подключается к водопроводу так же, как электрический бойлер;
- При объеме свыше 150 литров предохранительный клапан заменяется на расширительный бак. Он тоже решает проблему теплового расширения воды, но другим способом: не сбрасывает воду в дренаж, а вмещает ее избыток за счет сжатия воздуха;
Расширительный бак в обвязке косвенника
- К системе отопления бойлер подключается параллельно отопительному контуру. В теплое время года батареи отключаются, и теплоноситель циркулирует между теплообменниками бойлера и котла.
Газовая колонка, двухконтурный котел
Устройство: газовая колонка — проточный водонагреватель, использующий теплоту сгорания газа. Регулировка его подачи осуществляется термостатом — механическим или электрическим.
Двухконтурный котел совмещает работу на отопление с приготовлением горячей воды в дополнительном теплообменнике (отдельном или коаксиальном).
Устройство котла для отопления и ГВС
Преимущества:
- Использование самого дешевого источника тепла – магистрального газа;
- Компактность водонагревателя;
- У моделей с пьезорозжигом и механическим термостатом — энергонезависимость.
Недостаток: низкая точность регулировки температуры у устройств с механическим терморегулятором. Попытка принять теплый душ становится непрерывным сражением с кранами смесителя.
Подключение: в разрыв между водопроводами горячей и холодной воды. Из дополнительной арматуры могут устанавливаться только краны, отсекающие колонку или котел, и механический фильтр на входном патрубке.
Впрочем: если фильтр есть на вводе водоснабжения, воде подпитки не требуется дополнительная очистка.
Колонка подключена к водопроводам ХВС и ГВС без дополнительной арматуры
Выбор труб
Какие трубы можно использовать для разводки воды от автономного источника по дому?
Согласно СП 30.13330.2012, трубы для внутреннего водопровода должны:
- Служить не меньше 50 лет при температуре +20°С;
- Служить не меньше 25 лет на горячей воде с температурой +75°С;
- Иметь неизменное гидравлическое сопротивление весь срок свой службы.
Свод правил проектирования и строительства внутренних водопроводов
Эта инструкция сразу исключает из списка претендентов привычные нам по домам советской постройки стальные трубы: согласно ВСН 58-88, они подлежат замене через 10-15 лет.
Кроме того: обрастание внутренней поверхности стенок труб отложениями и ржавчиной уменьшает просвет водопровода и существенно увеличивает его гидравлическое сопротивление.
Фото позволит читателю оценить всю серьезность проблемы
Что в сухом остатке?
Медь
Способы монтажа:
- На паяных раструбных соединениях. После обработки флюсом и прогрева соединяемых деталей горелкой припой заполняет просвет между деталями вследствие проявления капиллярного эффекта. Пайка обеспечивает абсолютно герметичное соединение, не требующее обслуживания и прекрасно переносящее колебания температуры (см. Труба медная для водоснабжения: всерьез и надолго);
Пайка раструбного соединения
- На компрессионных фитингах. При затяжке накидной гайки труба обжимается медным или латунным уплотнительным кольцом. Герметичность обеспечивается деформацией пластичного металла;
Фитинг с латунным уплотнительным кольцом
- На прес-фитингах. Труба обжимается деформируемой муфтой с кольцевым уплотнителем.
Муфта с уплотнителями под обжимку
Преимущества:
- Долговечность. Самые старые из эксплуатируемых медных водопроводов выполняют свои функции уже второй век;
- Пластичность, позволяющая выполнять повороты водопровода без фитингов, за счет изгиба трубы;
Пластичность меди позволяет выполнить изгибы трубопровода без фитингов
Кстати: благодаря пластичности металла медный водопровод выдерживает 4- или 5-кратную разморозку без нарушения герметичности.
- Термостойкость трубы и соединений;
- Высочайшая прочность на разрыв (до 240 атмосфер);
- Бактерицидные свойства меди.
Недостаток: высокая стоимость (для диаметра 15 мм — 300 и более рублей за метр).
Гофрированная нержавейка
Способ монтажа: компрессионные фитинговые соединения. Прочность соединения обеспечивается гофрированием тонкостенной трубы.
Преимущества:
- Исключительная гибкость труб, позволяющая выполнить изгиб с равным диаметру водопровода радиусом поворота;
Уголки? Не, не слышали
- Неограниченный срок службы водопровода;
Впрочем: через 30 лет после его монтажа владельцу придется поменять силиконовые кольца в фитингах.
- Прочность на разрыв (до 210 атмосфер);
- Термостойкость самих труб и силиконовых уплотнителей фитингов (до 150°С);
Обратите внимание: термостойкость и прочность металлических труб, явно избыточны для автономного водоснабжения с его полностью подконтрольными владельцу параметрами.
- Предельная простота монтажа соединений. Фитинг монтируется двумя разводными ключами за 30 секунд;
Устройство фитинга Кофулсо
- Невысокая материалоемкость (толщина стенок трубы равна всего 0,3 мм) и, как следствие, довольно демократичная цена (от 105 рублей за метр для диаметра 15 мм).
Недостаток: высокое гидравлическое сопротивление вследствие гофрирования стенок.
Полипропилен
Способ монтажа: муфтовые сварные соединения. Фитинг и труба оплавляются на насадке паяльника и соединяются. Благодаря молекулярной диффузии материал деталей надежно сваривается, образуя соединение, прочностью практически не уступающее цельной трубе (см. Полипропилен для водоснабжения: ограничения, выбор, монтаж).
Соединение трубы с водорозеткой
Важный момент: на ГВС нередко используются армированные трубы. Армирование уменьшает удлинение прямых участков водопровода при нагреве. Армирование алюминиевой фольгой перед сваркой зачищается в области соединения: в противном случае электрохимическая коррозия фольги может привести к расслоению стенки.
Труба после зачистки армирования
Преимущества:
- Самая низкая среди всех материалов цена труб и фитингов (от 20 рублей за метр трубы и от 3 рублей за фитинг);
- Минимальный вес (полипропилен имеет наименьшую среди всех пластиков плотность в 0,93 г/см3);
- Долговечность ( не меньше 50 лет на холодной воде и не меньше 25 на горячей);
- Простота и высокая скорость монтажа соединений.
Недостатки:
- Значительное удлинение труб при их нагреве. Его приходится компенсировать П-образными или кольцевыми изгибами розливов и стояков. При этом ближайшие к компенсаторам хомуты для крепления труб должны быть скользящими;
Компенсационный изгиб полипропиленовой подводки
- Падение прочности на разрыв при нагреве. Труба PN 25 рассчитана на 25 атмосфер при +20°С, но при нагреве до +75 градусов ее прочность на разрыв падает до 10-12 атмосфер. Пропорционально снижается и срок службы водопровода;
- Поставка труб в прямых отрезках небольшой длины (стандартно — 2 метра), увеличивающая общее количество соединений.
PEX и PERT
Это обозначения двух разновидностей полиэтилена — сшитого (с поперечными соединениями между молекулами полимера) и термостойкого (с добавкой сополимеров, увеличивающих стойкость к нагреву).
Способы монтажа:
| Изображение | Описание |
|
Фитинговое соединение PEX |
На штуцерах с фиксирующими трубу гильзами. Фитинг использует экзотическое свойство трубы PEX — память формы — и применяется только с ней. |
|
Соединение PERT с компрессионным фитингом |
На компрессионных фитингах с штуцером и накидной гайкой. Применяется для обоих видов труб. |
|
Монтаж PERT низкотемпературной сваркой |
На фитингах под раструбную сварку. Применяется для труб PERT. |
Преимущества:
- Термостойкость (70-110 градусов в зависимости от степени сшивки PEX и количества модифицирующих добавок в случае PERT);
- Гибкость, допускающая изгибы с небольшим радиусом;
- Поставка в бухтах, что означает минимальное количество фитинговых соединений.
Любопытно: трубы из модифицированного полиэтилена применяются преимущественно при коллекторной разводке воды со скрытой прокладкой труб. Большая длина бухты (от 50 до 200 метров) дает возможность вывести все обслуживаемые соединения за пределы стяжки или штроб.
Коллекторное водоснабжение с использованием труб PERT
Недостаток: дорогой инструмент для монтажа PEX на штуцерах.
Комплект инструмента для монтажа PEX. Стоимость — 16500 рублей
Металлопластик
Металлопластиковыми называются трубы с алюминиевым сердечником, изнутри и снаружи покрытым сшитым или термостойким полиэтиленом. Сердечник увеличивает прочность трубы на разрыв и ее жесткость по отношению к деформирующим нагрузкам.
Структура металлополимерной трубы
Монтаж: на компрессионных и пресс-фитингах. В первом случае трубу обжимает на штуцере разрезное колечко при затягивании накидной гайки, во втором случае — деформируемая клещами гильза из нержавейки.
На фото — обжимка пресс-фитинга
Важно: перед монтажом соединения труба должна быть обязательно откалибрована. Ее торец должен быть ровным и со снятой внутренней фаской. Несоблюдение этих правил приводит к смещению уплотнительных колец из гнезд штуцера к корпусу фитинга; в результате соединение на ГВС дает течь уже после нескольких циклов нагрева и охлаждения.
Преимущества:
- Поставка в бухтах;
Бухта трубы размером 16 мм
- Гибкость труб;
- Простой монтаж соединений.
Недостаток: заломы при изгибе с небольшим радиусом.
Заключение
Надеемся, что наш материал поможет читателю выбрать оптимальную для его условий схему водоснабжения. Видео в этой статье расскажет вам больше о том, как может быть реализовано автономное водоснабжение для дома и дачи. Успехов!
