Устройство и принцип работы насосной станции

Для чего нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Различные виды форм и цветовой гаммы водяных аккумуляторов и расширительных баков

Этот конструктивный элемент имеет два основных назначения:

• Обеспечение бесперебойной и равномерной работы насосной станции;
• Обеспечение надежности и целостности системы ГВС (горячее водоснабжение).

Роль гидроаккумулятора в работе насосной станции

При отсутствии центрального водопровода владельцы частных домов,  для подачи воды в дом бурят скважину или возводят колодец, оборудованный глубинным насосом. С его помощью вода подаётся в помещение, заполняет водяной аккумулятор, обязательно фильтруется и разветвляется по местам потребления.

Схема простой системы водоснабжения

Рассмотрим более подробно работу этой схемы. При быстром открытии и закрытии водяного крана, например вы сполоснули руки, расходуется малое количество воды и именно в этот момент начинается работа гидроаккумулятора. Насос не включался, напор был создан давлением мембраны водяного аккумулятора, так как в нём содержится определённое количество воды. Многочисленные источники утверждают, что аварийный запас воды и есть главная функция, которую выполняет гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Эти сведения неверны. Агрегат ёмкостью 100 литров способен вместить не более 35 литров воды.

Первостепенная цель установки этого агрегата – сберечь дорогостоящий глубинный насос от перегрева и нерациональных запусков. При отсутствии этого устройства насос, в описанном выше случае, запустится и тут же выключится, не набрав максимальной мощности. В этот момент в контуре создается гидроудар, то есть резкий перепад давления. Агрегат при совокупности этих факторов быстро выйдет из строя. Вывод – гидроаккумулятор в системах водоснабжения служит для равномерного распределения давления в контуре и долгосрочной работы насосного оборудования.

Гидроудар в водопроводной трубе

Гидроаккумулятор в системе ГВС

Существуют три основных вида горячего водоснабжения с использованием гидробака:

Монтаж бойлера косвенного нагрева;

Система ГВС с бойлером косвенного нагрева

Установка двухконтурного твердотопливного котла, с функцией подачи горячей воды;

Горячее водоснабжение при эксплуатации двухконтурного котла

Схема с одноконтурным котлом в совокупности с бойлером косвенного нагрева.

Рабочая схема при эксплуатации одноконтурного котла и бойлера

В любом из вариантов водяной аккумулятор исполняет роль расширительного бака, так как вода при нагреве увеличивается в объеме, и этот прибор компенсирует количество воды. Несмотря на тот факт, что и в бойлере, и в твердотопливном котле установлена группа безопасности в виде пропускного клапана, при постоянном срабатывании пропускной клапан быстро выходит из строя, это влечёт за собой повреждения котла или течь в контуре водоснабжения.

Группа безопасности твердотопливного котла
Группа безопасности бойлера

Резиновая мембрана водяного аккумулятора грушевидная

Что дает станция

Кроме насоса, она оснащается комплектом агрегатов и имеет ряд преимуществ перед отдельно купленным насосом:

1. Сохраняет заданное давление в системе водоснабжения.
2. Выполняет подачу воды без включения насоса при кратковременном открытии крана или иного потребителя воды. Эта функция бережет ресурс электродвигателя.
3. Позволяет размещать оборудование в удобном месте, в том числе на огороде.
4. Имеет автономный режим работы.

Приобретя станцию, можно к водоснабжению подключить стиральную машину-автомат, душ и другие полезные для быта устройства, которые требуют наличия постоянного давления воды.

Классификация насосных станций

Насосные станции могут иметь различное устройство и компоновку элементов. По месту установки насоса различают оборудование следующих видов:

системы с погружным насосом;

поверхностные насосные станции.

Первые из них способны поднимать воду из глубоких скважин и совершенно не оказывают шумового воздействия на обитателей дома. Вторые получили большее распространение. У них насосный агрегат располагается на одной раме с гидроаккумулятором. Их обычно устанавливают в кессоне или в отдельном помещении дома. Они удобны в монтаже и эксплуатации.

Для поверхностных насосов важнейшей характеристикой является глубина всасывания. Увеличить ее способна маленькая инжекторная установка, которую можно разместить:

• в колодце;
• на приемном трубопроводе непосредственно перед с насосом.

Погружная эжекторная система является бесшумной, способной поднимать водяной столб с большой глубины, но характеризуется низким КПД. Самовсасывающая гидравлическая установка, сопряженная с насосом, издает характерный гул и имеет ограничение по уровню устойчивого всасывания. Тихая ее эксплуатация возможна лишь в отдельном помещении с хорошей шумоизоляцией.

Существует классификация насосных станций по типу накопительной емкости. Различают водопроводные насосные станции двух типов:

с накопительным резервуаром, установленным на чердаке или в другом высоком месте с раздачей воды, осуществляемой самотеком;

с диафрагменным баком, рассчитанным на работу с давлением порядка 2-5 атмосфер, что обеспечивает хороший напор, но требует применения надежных средств автоматизации.

В случае постоянного потребления воды в течение длительного периода для технических или бытовых нужд можно оборудовать насосно-перекачивающую станцию, работающую в ручном режиме. Во всех остальных ситуациях экономически обоснованным будет вариант автоматического водоснабжения при помощи малошумной мини насосной станции.

Назначение и устройство насосных станций

Функцией насосной станции является подача воды в автономную водопроводную систему и поддержание давления в ней на заданном уровне.

Для этого может использоваться как вода, извлекаемая из скважины или колодца, так и привозная, для хранения которой используются специальные резервуары (бассейны).

В состав автоматической насосной станции входят следующие элементы:

• водозаборный патрубок с сеточным фильтром;
• обратный клапан;
• всасывающий трубопровод;
• насос с электродвигателем;
• управляющий элемент – реле давления или автоматика давления;
• эластичный (мембранный) бак-аккумулятор;
• манометр;
• устройство защиты насоса от сухого хода.

Популярные производители станций для дома

В отечественных магазинах насосные станции для водоснабжения частного дома представлены от нескольких производителей. Подобрать оборудование можно под любые нужды. Есть как мощная дорогая техника, так и бюджетная с невысокой производительностью.

В ТОП-5 основных производителей входят:

• ДЖИЛЕКС с моделями «Джамбо» (Россия);

• Grundfos (бренд Дания, производство Россия);

• Marina-Speroni (Италия);

• Elitech (Китай);

• БЕЛАМОС (бренд Россия, производство Китай).

Станция Джамбо

Если предпочтение отдается российской сборке, то насосную станцию в свой дом лучше брать от ДЖИЛЕКС или Grundfos. Это два ведущих производителя на отечественном рынке подобного оборудования. Агрегаты от БЕЛАМОС и Elitech несколько дешевле, но китайское происхождение может дать о себе знать в самый неподходящий момент.

Станция Grundfos

В целом, все перечисленные производители отличаются приемлемой ценой, качественным гарантийным обслуживанием и разнообразием модельного ряда. Найдется и с небольшими объемами водопотребления, и для двухэтажного коттеджа с множеством сантехнических приборов. Это не стандартизованные размеры рулона рубероида, которых существует всего несколько.

Станция Вихрь

Оборудование для автономного автоматизированного водоснабжения можно найти по мощности самое разное. Надо только правильно его рассчитать под нужды конкретного жилища.

Правила установки оборудования

Для работы оборудование обязательное условие наличие электропитание. Необходимо провести линию туда, где будет установлена станция желательно чтобы ваша точка подключения (розетка) имела степень защиты не менее IP44.

Для дома, с круглогодичным проживанием, рассмотрим оптимальные схемы установки автоматической насосной станции водоснабжения. Для этого существует еще ряд критериев, которые необходимо учитывать перед установкой оборудования:

• Место где будет установлено.
• И как будет использоваться.

Если планируется эксплуатация в зимнее время, то помещение где будет устанавливаться станция, должно быть утеплено, иметь вентиляцию. Независимо от места установки температура в помещении должна быть не ниже +5 градусов.

На оборудование не должны сказываться перепады температуры, заморозки, помещение должно проветриваться, так как и скопление конденсата также плохо сказывается на эксплуатации.

Также можно сделать кессон — это небольшое сооружение для насосного оборудования в котором делается гидроизоляция, утепляется, стены обшиваются звукоизоляционными материалами.

Под кессон роется в земле углубление до 2,5 метров, где и монтируется насосная станция. Это хороший вариант установки станции водоснабжения — оборудование находится ниже уровня промерзания грунта, внутри установки будет постоянно поддерживаться плюсовая температура.

Если осуществляется скважинный забор воды, то обсадную трубу срезают немного выше, чем дно кессона. В скважинную трубу опускается насос, который поднимает воду в гидроаккумулятор.

Трубы укладывают в траншеи ниже глубины промерзания грунта в этом регионе, так же для уменьшения глубины траншеи можно произвести утепление труб что позволит меньше копать

Для насосной станции независимо от места установки делается жесткое основание обратите внимание, основание должно быть выше уровня пола. Когда оборудование установлено в доме это вызывает проблему шума от работающей  станции

Как тогда установить станцию водоснабжения если двигатель насоса сильно шумит предлагается рассмотреть два варианта:

Когда оборудование установлено в доме это вызывает проблему шума от работающей  станции. Как тогда установить станцию водоснабжения если двигатель насоса сильно шумит предлагается рассмотреть два варианта:

установить виброгасящие опоры;

сделать звукоизоляционный короб.

Если планируется сезонное использование, к примеру, для полива или в доме где нет круглогодичного проживания тогда тут все просто.

Можно устраивать небольшой короб, который надо немного прикопать, сделать навес там куда устанавливается оборудование, если есть какое-то помещение, например сарай то можно поставить и туда, но не забывайте про вентиляцию и основание.

Обслуживание гидроаккумулятора

Характеристики гидроаккумулятора и его обслуживание имеют важное значение в работе водонапорной станции. Маленький бак гидроаккумулятора не сможет поддерживать давление в сети при условии нескольких подключений

Например, если одновременно открыт кран на кухне и включена стиральная машина.

Схема установки гидроаккумулятора

От размера бака также зависит частота включения насоса.

Поэтому большой бак экономичнее, а в условиях дачного участка, приобретение насосной станции с достаточным размером бака, должно быть приоритетным.

В квартире, при недостаточном напоре воды, устанавливают водонапорные станции с небольшим баком, потому что место в квартире нужно экономить.

Их обычно устанавливают в стенном шкафу или на застекленной лоджии. В условиях дачного участка вы не скованы столь строгими пространственными ограничениями.

Большой бак – это хорошо.

Схема установки гидроаккумулятора с погружным насосом в колодце

Устройство бака гидроаккумулятора следующее. В прочной емкости находится воздушная камера, стремящаяся заполнить весь объем бака. Вода заливается в бак, сжимая воздушную камеру. Таким образом создается напор воды. При заполнении бака, автоматика отключает насос.

Обслуживание гидроаккумулятора состоит в том, чтобы наблюдать за изменениями давления и поддерживать давление воздуха в камере на должном уровне. Периодически, раз в несколько месяцев, нужно подкачивать воздух через специальный клапан.

Прочность бака гидроаккумулятора должна быть одним из основных критериев при покупке.
При использовании круглогодичного водоснабжения при помощи насосной станции, необходимо озаботиться о прокладке труб ниже уровня промерзания почвы и об отводе сточных вод.

Насосную станцию какого производителя выбрать

Насосное оборудование популярных брендов не случайно имеет более высокую стоимость, чем агрегаты менее именитых производителей. Серьёзные компании вкладывают средства не только в производство, но и развивают технологии. Кроме того, ни один производитель, нарабатывающий свою репутацию десятилетиями, не позволит себе использовать некачественные материалы – этим как раз страдают малоизвестные бренды в попытке привлечь клиента низкой ценой.

Высокая технологичность, качественные материалы и культура сборки выделяют брендовое оборудование среди сотен агрегатов других, менее известных компаний

Как работает такая система

Для правильной эксплуатации системы водообеспечения нужно знать принцип действия насосной станции. Потребление воды в бытовых условиях происходит периодически, поэтому нет необходимости в постоянной работе насоса. С другой стороны жильцу удобно, чтобы расход жидкости появлялся сразу же после открытия крана. Эти задачи решаются простым и эффективным способом.

Работающий насос обеспечивает потребителя водой и нагнетает ее в накопитель. При этом во всей системе повышается избыточное давление, пока оно не достигнет установленного максимального значения. В этот момент срабатывает реле и выключается электродвигатель. В процессе потребления жидкости ее давление снижается, пока блок управления снова не даст команду на пуск насоса.

Давление воздуха в гидроаккумуляторе.

Те, кто уже хорошо представляют устройство гидроаккумулятора, знают, что внутри мембраны находится вода под давлением, а снаружи мембраны закачан воздух.

Давление воды внутри мембраны создается насосом и только насосом, а с помощью реле давления или блоков автоматики задается диапазон по давлению (Рвкл. и Рвыкл.) в котором и функционирует вся система водоснабжения.

Максимальное давление воды, на которое рассчитан гидроаккумулятор, указывается на его шильде. Как правило, это давление составляет 10 бар, что вполне достаточно для любой бытовой системы водоснабжения. Давление воды в гидроаккумуляторе зависит от гидравлической характеристики насоса и настроек системы, а вот давление воздуха между мембраной и корпусом является характеристикой самого гидроаккумулятора.

Заводское давление воздуха:

Каждый гидроаккумулятор поступает с завода с предварительной закачкой воздуха. В качестве примера приводим значения заводской закачки воздуха для гидроаккумуляторов итальянской фирмы Aquasystem:

Фактическое значение давления предварительной закачки воздуха также указывается на этикетке гидроаккумулятора (pre-charge pressure).

Так какое конкретно давление воздуха должно быть в гидроаккумуляторе?

Для систем водоснабжения с реле давления:

Давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть на 10% ниже, чем давление включения насоса.

Выполнение данного предписания гарантирует наличие минимального остатка воды в гидроаккумуляторе на момент включения насоса, обеспечивая неразрывность потока.

Например, если насос включается при 1,6 бар, давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть около 1,4 бар. Если насос включается при 3 бар, давление воздуха должно быть около 2,7 бар.

Для систем водоснабжения с преобразователем частоты:

Давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть на 30% ниже, чем постоянное давление поддерживаемое преобразователем частоты.

Получается, что давление заводской закачки воздуха не является универсальным для всех систем, ведь давление включения насоса может регулироваться пользователем индивидуально и производитель баков не может его предугадать. Поэтому давление воздуха необходимо отрегулировать в каждой конкретной системе в соответствии с вышеуказанными рекомендациями.

Методика контроля и регулировки давления воздуха в гидроаккумуляторе.

Проконтролировать и подкачать давление воздуха можно стандартным автомобильным насосом или компрессором, подсоединив его к ниппелю, который обычно располагается под пластмассовым защитным колпачком.

Все замеры необходимо производить в системе без давления воды. Т.е. насос необходимо отключить от сети электропитания, открыть самый нижний кран и дождаться полного слива воды.

Чем больше объем бака, тем дольше приходится его накачивать. Для гидроаккумуляторов объемом от 50 литров настоятельно рекомендуем использовать компрессор.

При изменении (увеличении или уменьшении) давления включения насоса, не забывайте также изменить давление воздуха в гидроаккумуляторе. И не путайте данную процедуру с настройкой реле давления.

Со временем давление в воздушной полости гидроаккумулятора может снизиться, поэтому рекомендуется его регулярная проверка.

Интервалы контроля давления воздуха:

• Если вы пользуетесь системой водоснабжения только в теплый период года, то контроль рекомендуется производить перед началом каждого нового сезона.
• Если вы пользуетесь системой водоснабжения круглогодично, то проверку рекомендуется производить 2-3 раза в год.

Можно относиться к этой несложной процедуре как к плановому тех. обслуживанию, которое вполне реально продлит жизнь мембране.

Если вы заметили какие-либо странности в работе системы водоснабжения, имеет смысл сделать внеплановый контроль давления воздуха в гидробаке, а также давления включения и отключения насоса (контролируется по водяному манометру).

Кстати, стабильность давления воздуха в гидроаккумуляторе с течением длительного времени является одним из важных показателей его качества.

Достоинства насосного агрегата с гидробаком

Основные преимущества насосных станций, оснащенных гидроаккумулятором:

1. Комплект оборудования, отвечающий проектным требованиям. Установка готова к работе — не нужно тратить время на поиск и монтаж недостающего элемента.
2. Возможность осуществления водозабора параллельно несколькими потребителями.
3. Подача воды осуществляется автоматически — насос включается самостоятельно при открытии крана в любой точке дома.
4. Универсальность. Независимо от того, какой источник используется — колодец или скважина, — насосная станция с гидробаком будет одинаково эффективна.
5. Постоянный контроль давления без участия человека.
6. При нарушении герметизации трубопроводов установка автоматически отключается.

Несмотря на то что цена перекачивающей станции превышает стоимость стандартного насоса, применение такого оборудования позволяет в 2 раза сократить расход электроэнергии и повысить надежность системы водоснабжения.

Преимущества и недостатки использования насосной станции для дачи

Плюсы и минусы насосных станций напрямую зависят от того, насколько правильно произвели расчеты и установили прибор. Если стальной корпус установить во влажное сырое помещение, каким бы хорошим ни был насос, он быстро разрушится под действием ржавчины.

Насосные станции однозначно удобнее и надежнее дешевых приборов, которые необходимо самостоятельно включать и выключать. Единственное условие – правильный подсчет расхода воды и качественный монтаж изделия.

Агрегаты импортного производства обойдутся дороже, чем насосные станции отечественного производителя. Однако разнообразие моделей зарубежных изготовителей позволит выбрать самый подходящий вариант для своего дома.

Параметры давления в гидроаккумуляторе

Сила напора воды в магистрали регулируется параметрами давления воздуха в гидроаккумуляторе. Стандартные значения, которые устанавливает изготовитель оборудования, равняются 1,5-3,0 атм. Соответствие прибора этим показателям можно проверить, установив манометр в ниппель устройства.

Проблему недостаточного давления в системе решают путем накачивания воздушной массы через предохранительный клапан. Прежде чем приступать к регулировке прибора, необходимо отключить электропитание и полностью слить воду из станции.

Следующими параметрами, влияющими на силу напора, являются максимальный и минимальный уровни срабатывания реле давления. Чем больше разница между ними, тем продуктивнее выглядит работа гидроаккумулятора. Однако при таком подходе увеличивается нагрузка на мембрану прибора, которая, при необоснованном повышении параметров, может порваться.

Верхняя граница включения равна рекомендуемым параметрам предельного давления в магистральном трубопроводе (по паспорту). Нижняя — значение минимальной плотности воздуха + 0,5 бар.

Изменение давления в системе водоснабжения выполняют путем регулировки силы затяжки пружин, находящихся в корпусе реле. Для увеличения напора гайку накручивают по часовой стрелке, для уменьшения — против.

Значение, установленное пользователем, не должно превышать более чем на 95% рекомендуемые параметры, указанные в техническом паспорте устройства.

Определение места для станции водоснабжения

Установленная в доме насосная станция.

В первую очередь место установки оборудования зависит от мощности агрегата и расстояния до точки подключения электропитания.

На основании этих значений можно определить, где будет находиться установка:

• непосредственно у оголовка скважины в кессоне;
• под навесом рядом с источником;
• в подсобках, расположенных на приусадебном участке;
• в подвале жилого дома.

Выбранное для монтажа станции помещение должно соответствовать требованиям безопасности:

• иметь освещение, вентиляцию, заземление, звукоизоляцию;
• относительная влажность – не более 85%;
• температура окружающей среды – +1…+40°С;
• исключается присутствие реактивов, вызывающих коррозию, в зоне работы устройства;
• прямой контакт электрического кабеля с острыми, горячими или масляными предметами запрещается;
• наличие свободной площади для технического обслуживания приборов.

Монтаж своими руками

Параметры

Перед сборкой насосной станции, следует выяснить все параметры для системы водоснабжения.

Дебет скважины – отвечает за то сколько воды станция сможет откачать за определенный отрезок времени.

Формула

Объем требуемой жидкости – водопотребление.

Определяется легко. Средний показатель потребления воды в сутки одним человеком составляет 200 литров. Это число умножается на количество постоянно проживающих.

Пример

Постоянно проживает 4 человека, 200*4=800

Итог: 800 литров воды в среднем потребуется доставить в сутки. Объем водопотребления равен 800л. Он не должен превышать дебета источника.

Внимание! Если в летнее время предусмотренная поливка садовых культур или газона, объем потребления следует увеличить

Характеристика источника

Следует учесть все параметры. Тогда можно подобрать установку, которая сможет транспортировать воду из самой нижней части источника до самой верхней точки здания.

Как выбрать место для установки

Место установки один из важнейших вопросов. Чтобы станция работала с должной производительностью и без перебоев, помимо качественной сборки, требуется грамотно подобрать для нее место.

1. Насосная станция устанавливается на максимально близком расстоянии от колодца.
2. Монтаж производится в отапливаемом помещении, чтобы избежать замерзания зимой.
3. Насосная станция должна иметь свободный доступ для ревизии и ремонта.

В большинстве случаев агрегат устанавливается в цоколе или отдельной оборудованной пристройке. Если позволяет место и глубина, то можно произвести монтаж в колодце.

Установка вне дома решает проблему с шумом, что создает станция при работе.

Трубы от дома до станции прокладывают ниже уровня промерзания почвы, если это невозможно, то хорошо утепляют магистраль.

Сборка

Сборка и подключение насосной станции займут достаточно много времени.

1. Наконец шланга для забора жидкости устанавливается фильтр и обратный клапан.
2. Другой конец шланга подсоединяется к насосному входному патрубку
3. Насос соединяется с гидробаком при помощи шланга.
4. На гидробак устанавливается реле.
5. После выполнения всех соединений, агрегат монтируется к водопроводной магистрали при помощи гибкого шланга или отрезка трубы.
6. Станция подключается к электропитанию. Проводится первичный запуск.

ЭБУ насосной установки можно дополнить датчиками температуры насоса и наличия воды.

Особое внимание при запуске установки стоит уделить реле давления. Его требуется отрегулировать, установив максимальный и минимальный параметр давления

Осуществляется это с помощью специальных пружин, сжатие которых регулируется винтами. Если все сделать правильно, автоматика будет работать без нареканий и давление в системе стабильным.

Важно! Насосная станция устанавливается на абсолютно ровную поверхность, для достижения этой цели используется деревянный щит, бетонная стяжка или бетонный блок. Перекосы не допустимы

Сэкономить бюджет, можно не только самостоятельно установив оборудование, но и сделав гидробак.

Потребуется

• Накопитель для воды, как минимум объемом 30 литров. Изготовить его можно из пластиковой бочки, металла. Основным требованием являются гладкие внутренние стенки и прочность.
• Мембрана нужного размера
• Реле давления
• Прибор для измерения давления
• Переходники
• Шаровые краны.