Бытовая насосная станция водоснабжения: устройство, возможности, схемы подключения

Разрешите представить: насосная станция

Как устроены современные поверхностные насосы для систем бытового водоснабжения?  Каковы их характеристики? Как подключить такой насос к домашнему водопроводу? Сегодня мы постараемся ответить на эти и некоторые другие вопросы.

Насосная станция: первое знакомство

Типичный поверхностный насос для бытового водоснабжения — центробежный (вихревой), с рабочим колесом, соединяющимся с электромотором общим валом. Входной патрубок насоса располагается по центру  крыльчатки, напорный патрубок — на периферии рабочей камеры, параллельно ее радиусу.

Рабочая камера центробежного насоса

Эта несложная конструкция прекрасно подходит для перекачки значительных объемов воды (например, для наполнения напорной емкости), а вот для круглосуточного водоснабжения дома — не очень.

Дело в том, что в типичном водопроводе частного дома водоразбор большую часть времени отсутствует. Вода расходуется не больше часа-двух в сутки. Непрерывно включенный насос в отсутствие протока воды может перегреться; кроме того, его постоянная работа станет причиной  неоправданно высокого расхода электроэнергии.

Производители предлагают два решения этой проблемы:

1. Повышающие насосы бытового водоснабжения снабжаются датчиками протока: питание на мотор подается лишь при расходе воды;

Насос для повышения напора управляется реле с датчиком расхода

Обратите внимание: такая схема работы далеко не оптимальна с точки зрения ресурса мотора. Он испытывает максимальные нагрузки в моменты запуска.

2. Насосные станции включаются лишь при падении давления в мембранном гидроаккумуляторе до заданного значения. При незначительном расходе воды давление в водопроводе поддерживается сжатым в гидроаккумуляторе воздухом.

Итак, насосная станция — это комплект оборудования, включающий:

• Поверхностный насос;
• Управляющее им реле питания с датчиком напора;
• Опционально — манометр, позволяющий зрительно контролировать текущий напор воды;
• Гидроаккумулятор — бак с воздушным и водяным отсеками, разделенными упругой мембраной.

Устройство насосной станции

Заметьте: мембранный бак не только обеспечивает подачу воды с избыточным напором при простое насоса, но и сглаживает скачки давления при его запуске.

Работа гидроаккумулятора

Характеристики

Какими возможностями обладает типичный насос бытового водоснабжения, входящий в состав насосной станции?

Последний параметр нуждается в комментарии. Он практически не зависит от мощности, которую развивает насос для бытовых систем водоснабжения, и определяется в основном… атмосферным давлением.

Видите ли, поверхностный насос поднимает воду с глубины, создавая разрежение во всасывающей трубе. Если крыльчатке удастся каким-то чудом создать в ней абсолютный вакуум, перепад давления между трубой и окружающей средой будет равен одной атмосфере (760 мм ртутного столба). Давление в атмосферу может поднять водяной столб на 10,3 метра и ни центом больше.

Одна атмосфера соответствует 10 метрам напора

На практике перепад давлений между трубой и воздухом несколько меньше, что уменьшает глубину всасывания до указанных выше значений.

Особый случай

В славном 18 веке жил да был физик, механик и математик Даниил Бернулли.

Бернулли считается создателем гидродинамики

На 39-м году жизни он сформулировал закон, названный впоследствии в его честь. Закон Бернулли утверждает, что гидростатическое давление в потоке жидкости обратно пропорционально скорости потока.

С уменьшением сечения трубы растет скорость потока и падает давление в ней

Этот эффект используют для увеличения глубины всасывания насосные станции с внешним эжектором.

Насос с наружным эжектором

При монтаже такой станции в скважину или в колодец опускается две трубы — всасывающая и напорная. Подающаяся по напорной трубе с избыточным давлением вода поступает к эжектору и формирует струю с высокой скоростью, которая за счет падения давления в ней вовлекает в движение окружающие эжектор массы воды.

Варианты исполнения эжекторного насоса

Эжекторные насосные станции водоснабжения — бытовые и предназначенные для водоснабжения коттеджных поселков — обладают глубиной всасывания 25-35 метров.  В их случае значение этого параметра зависит от напора на выходе насоса и, соответственно, от скорости струи на выходе из сопла эжектора.

Обратите внимание: если цена обычных насосных станций начинается от 5-6 тысяч рублей, то эжекторные обходятся как минимум вдвое дороже.

Исследование образцов

Давайте познакомимся с несколькими представителями исследуемого нами вида.

На фото — станция бытового водоснабжения Gardena 3000-4 Classic

• Мощность: 0,65 кВт;
• Напор (максимальный): 40 м;
• Глубина подъема воды: 8 м;
• Гидроаккумулятор: 24 л;
• Производительность: 47 л/мин;
• Цена: 5200 руб.

Джамбо 70/50Н-50 от Джилекс

• Мощность: 1,1 кВт;
• Производительность: 70 л/мин;
• Напор: 50 м;
• Глубина: 9 м;
• Гидроаккумулятор: 50 л;
• Дополнительные опции: плавный пуск, термореле (отключение при перегреве);
• Цена: 16100 руб.

Итальянская MARINA APM200/25 с выносным эжектором

• Мощность: 2,3 кВт;
• Производительность: 50 л/мин;
• Напор: 50 м;
• Глубина: 35 м;
• Цена: 25500 руб.

Выбор

Чтобы подобрать наиболее эффективную установку для дома, необходимо обратить внимание на следующие характеристики, которыми обладают насосные станции бытовые:

1. Мощность.

Выбор этого параметра зависит от количества точек водоразбора в доме, расстояния от источника до насоса и количества жидкости, которое дает скважина за единицу времени (дебета). Мощность бытовых установок обычно варьируется в пределах от 600 до 1500 кВт, выбирать надо такую, чтобы не превышала показатель дебета.

2. Производительность.

По рекомендациям специалистов для стабильной, бесперебойной подачи воды в дом достаточно агрегата производительностью 3000–6000 л/час, а для дачного участка – 0.6–1 м3/час.

3. Объем накопительного мембранного бака.

Этот параметр зависит от количества воды, расходуемой ежедневно – чем больше расход, тем крупнее емкость. При большом баке и низком потреблении насос будет работать реже, а, соответственно, происходит значительная экономия электричества. Кроме того, при непредвиденном отключении света вы всегда будете с водой. Особо популярны установки с объемом бака от 18 до 50 л.

И еще, емкость большего объема способна поддерживать давление в системе длительное время при выключенном насосе.

Для большой семьи рекомендуется выбирать станцию с резервной емкостью большего объема.

4. Материал, из которого изготовлен бак или гидроаккумулятор.

Выпускаются установки с емкостями из пластика, чугуна и стали. Самый дорогой и шумный металлический бачок, но и самый долговечный. Чугун дешевле, но имеет больший вес и подвержен коррозии. Пластик бесшумен, легок, но срок службы гораздо меньше, чем у аналогов из других материалов.

5. Высота забора жидкости.

Этот фактор зависит от глубины скважины или колодца на участке.

6. Функции защиты от перегрева и «сухого хода».

С этими опциями стоимость агрегата значительно вырастает, но при постоянном применении установки дополнительные вложения оправдаются длительной и бесперебойной работой системы без ремонта.

7. Способ управления.

Для круглогодичного пользования насосом специалисты рекомендуют приобретать станцию с автоматическим управлением, что более выгодно и удобно, а вот для сезонного обслуживания дачного участка дорогостоящие агрегаты с электроникой могут быть не рентабельны. Здесь можно подумать о насосной станции с ручным управлением.

Важно! Необходимо учитывать глубину вашей скважины: если она не более 9 м, то подойдет любая станция. Но когда глубина превышает этот предел, тогда специалисты рекомендуют приобретать установку с глубинным насосом или выносным эжектором.

Настройка

Как выполняется регулировка станции водоснабжения своими руками?

У нее настраивается три параметра:

• Давление зарядки мембранного бака (то есть давление воздуха в нем в отсутствие воды);
• Давление включения электромотора насоса;
• Давление его выключения.

Последние два параметра позволяют гибко настроить под нужды владельца насосные станции для водоснабжения: их регулировка дает возможность выбирать между стабильным напором воды в водопроводе и минимальной частотой включения насоса.

При минимальном разбросе между давлениями включения и выключения напор воды в кранах будет практически неизменным, зато насос будет включаться каждую минуту. Если увеличить дельту давлений, напор будет заметно меняться по мере опустошения гидроаккумулятора, зато ресурс насоса заметно увеличится.

За настройку отвечают две гайки, срывающиеся под крышкой реле давления:

1. Большая гайка регулирует давление отключения. Ее вращение по часовой стрелке будет увеличивать значение параметра;
2. Гайка поменьше отвечает за дельту давлений включения и выключения. И в этом случае для увеличения дельты нужно вращать гайку по часовой стрелке.

Элементы автоматического реле

Вскрытое для настройки реле давления

Давление в мембранном баке должно быть на 1/10 меньше, чем давление включения насоса. Эта несложная инструкция поможет избежать перебоев в подаче воды.

При обратном соотношении указанных давлений произойдет следующее:

1. Пока в мембранном баке остается хотя бы несколько миллилитров воды, давление в водопроводе выше или равно давлению его накачки, и насос остается выключенным;
2. Как только остатки воды вытесняются в водопровод, давление мгновенно падает до нуля;
3. Лишь после этого включается насос, и напор воды снова начинает расти.

Чтобы уменьшить давление накачки, достаточно найти на корпусе мембранного бака ниппель (обычно он скрывается под пластиковым или металлическим колпачком) и стравить через него часть воздуха. Для повышения давления воздух накачивается в бак обычным велосипедным или автомобильным насосом (как вариант  — компрессором).

Накачка бачка автомобильным компрессором

Схемы

В качестве образцов мы приведем пару схем водоснабжения с использованием насосных станций.

Из колодца

Схема автономного водоснабжения с подачей воды насосной станцией из колодца

Основные моменты:

• Всасывающая труба должна быть жесткой (армированной, металлической или пластиковой);
• На ее конце необходимо установить обратный клапан с сетчатым механическим фильтром. Фильтр предотвратит попадание в насос песка, а обратный клапан не даст воде сливаться из мембранного бачка в колодец после выключения насоса;

Клапан с фильтром и штуцером

• Ввод заглубляется ниже уровня промерзания почвы или теплоизолируется и снабжается греющим кабелем.

Из емкости

Схема с резервным баком и насосом

В этой схеме используется емкость-ресивер, создающая запас воды на случай ее длительных отключений. Емкость устанавливается в подвале или цокольном этаже дома; насосная станция обеспечивает подачу воды во внутренний водопровод. Именно так реализовано резервное водоснабжение в доме автора этой статьи.

И здесь есть ряд нюансов:

• Между баком-ресивером и насосом необходим обратный клапан;

Обратите внимание на клапан перед входным патрубком станции

• Участок трубопровода между входным патрубком насоса и баком должен иметь такой же диаметр, как сам входной патрубок, или на шаг больший;
• Еще один обратный клапан нужен на вводе водоснабжения, перед напорной трубой на выходе насоса;
• Бак наполняется через обыкновенный заливной клапан (точно такой же, какие используются в сливных бачках), который подключается к вводу до обратного клапана.

Клапан наполняет резервную емкость при подаче воды в водопровод

Заключение

Надеемся, что наш материал поможет читателю  подобрать оптимальное  решение для его дома. Узнать больше о том, какие бытовые насосы водоснабжение может использовать, вам поможет видео в этой статье. Успехов!