Принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором

Основные принципы работы насосной станции

Чтобы организовать водоснабжение в частном доме, понадобится насосная станция, включающая в себя компактный блок из гидробака, блок автоматики и электронасос. Принцип ее работы заключается в слаженной работе электронасоса (поверхностного), гидроаккумулятора с ниппелем, манометра, реле давления и соединительной арматуры. Чтобы устройство забирало воду, устанавливают всасывающую трубу. Агрегат должен быть обязательно оснащен встроенным фильтром и клапаном.

Описание работы гидроаккумулятора

Это накопительное устройство. Оно представляет собой специальную металлическую герметичную емкость, в состав которой входит эластичная мембрана и объем жидкости, имеющий определенное давление. Прибор следит за тем, чтобы давление в системе оставалось стабильным. Его регулировка позволяет предотвратить преждевременный износ насоса.

Понять принцип работы насосной станции можно из представленной иллюстрации

Благодаря гидроаккумулятору насос защищен от возможных ударов, а при отсутствии напряжения он обеспечивает наличие небольшого количества воды про запас.

Бак из мембран гидронасоса запасает воду, поэтому в момент открытия крана насос включается только тогда, когда ее запас закончился. Каждый отдельный прибор отличается определенной нормой включений за один час. Гидроаккумулятор обеспечивает его запасом неиспользованных включений.

Принцип работы устройства:

• Специальная мембрана разделяет корпус на две камеры. В одной хранится вода, в другой находится воздух.
• Водяная камера-мембрана предотвращает соприкасание жидкости с поверхностями корпуса, сделанными из металла.
• Благодаря наличию пневмоклапана происходит регулирование давления. Вода проникает в аккумулятор при помощи специального присоединительного патрубка на резьбе.

Важно, чтобы устройство можно было легко разобрать, если понадобится ремонт. Одним из важных условий слаженной работы гидроаккумулятора и всей системы является совпадение диаметров трубопровода и патрубка, отвечающего за напор. Когда благодаря насосу вода попадает в мембрану, устройство следит за порогом давления и в нужный момент отключает прибор при помощи реле.

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.

Основным элементом реле являются две пружины: одна замыкает контур при низком давлении, вторая контролирует максимальное давление.

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.

Параметры системы автоматического водоснабжения

Неотъемлемый этап строительства дома за городом – обустройство системы водоснабжения. Самое простое решение – подключиться к централизованному водопроводу. Но такая возможность есть не у всех. Именно поэтому важно знать, как правильно организовать автономную систему.

Станция автоматического водоснабжения является оборудованием, в состав которого входят резервуар-гидроаккумулятор, насос, манометр и автоматика.

Ключевой компонент – насос. Именно благодаря ему возможна выкачка воды из скважины или колодца. При выборе станции водоснабжения следует обращать внимание на ее параметры:

• Производительность;
• Мощность;
• Тип насоса;
• Уровень давления;
• Объем гидроаккумулятора;
• Система защиты от сухого ухода.

Насосную станцию лучше установить в сухом месте, куда можно легко и быстро получить доступ

К преимуществам автономной системы водоснабжения можно отнести большой выбор устройств. Но стоит учитывать, что каждый бренд имеет свои недостатки. Модель нужно выбирать исходя из потребностей: глубины скважин и частоты использования станции.

Схема сборки станции

Если в наличии есть гидроаккумулятор, можно собрать устройство самостоятельно. Перед началом работ необходимо ознакомиться с принципами, по которым оно работает. При открытии крана вода поступает из гидроаккумулятора. Давление в баке снижается, это приводит к тому, что срабатывает автоматика.

Одним из основных элементов здесь является гидроаккумулятор. Его устанавливают для того, чтобы накапливалась вода и регулировался ее напор в системе.

Отсутствие накопительного бака приведет к постоянному включению и отключению насоса. Сделать насосное оборудование с погружным прибором можно самостоятельно. Для этого его необходимо соединить с накопительным баком.

Перед сборкой насосной станции следует посмотреть обучающее видео

Схема создания:

• Накопительный бак необходимо оснастить блоком автоматики и манометром.
• Для соединения гидроаккумулятора и насоса используют трубы.
• Насос оснащают обратным клапаном, который предотвращает возвращение воды в источник.
• Выполняют подключение к разводке по потребителям.

Перед тем как начинать собирать насосную станцию, необходимо изучить ее технические характеристики. Алгоритм сбора будет зависеть от особенностей расположения дома, глубины скважины и пр. Следует заметить, что поверхностная станция отличается от устройства с погружным насосом, поэтому с моделью необходимо определиться заранее.

Насосная станция идеально подходит для дачи и дома, в котором нет возможности подключиться к централизованному отоплению. Устройство автономного действия позволит пользоваться водой без дополнительных усилий и контроля работы прибора. Водяной насос обеспечивает бесперебойное поступление воды из скважины или колодца. Для правильной подкачки воды необходим гидроаккумулятор. Станцию можно сделать самостоятельно. Но перед началом работы следует узнать, как устроена система.

Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения

Из чего состоит станция подачи воды

Для организации водоснабжения в частном доме магазины предлагают насосные станции в виде компактного блока из гидробака, блока автоматики и электронасоса. Также можно подобную установку подачи воды собрать из отдельных частей и оборудования. Оба варианта приемлемы, но лучше выбрать готовый комплект с гарантией производителя. Это обойдется дешевле и практичней при дальнейшем обслуживании. По устройству собранная в заводских условиях насосная станция водоснабжения отличается от поверхностного насоса наличием системы управления по значениям давления.

В состав входят следующие функциональные компоненты:

• Поверхностный электронасос.
• Гидроаккумулятор с ниппелем и внутренней резиновой “грушей”.
• Манометр.
• Реле давления.
• Соединительная арматура.

Для забора воды к ней подсоединяется всасывающая труба с обратным клапаном и сетчатым фильтром. А к выходному отверстию установки подключается магистраль, транспортирующая перекачиваемую жидкость к точкам потребления. При этом если станция имеет встроенный фильтр и клапан, то ими всасывающий шланг можно не дополнять.

Гидравлический мембранный бак вкупе с центробежным насосом способен поддерживать в водопроводе коттеджа давление в 1,5 атмосфер. Этого вполне достаточно для стабильной работы всей бытовой техники, которая устанавливается в частных домах. Причем большая часть моделей гидроаккумуляторов рассчитана на 4,5 атмосфер максимально возможного давления, чего с избытком хватает даже для коттеджа в два-три этажа.

Автоматическая станция компакта и не требует тяжелого бетонирования площадки под оборудованием. Самый большой ее элемент – это аккумулирующий воду бак. Однако для ее установки требуется отдельное помещение из-за создаваемого при работе гула. Чаще всего всю установку монтируют на первом этаже или в подвале, где удобней всего ее эксплуатировать и обслуживать.

Несколько дорогим, но вполне разумным решением для размещения оборудования может стать кессон, в котором может быть расположен как весь комплекс агрегатов, так и насос с автоматикой без гидробака, установленного в доме. Бюджет вариант расположения станции на даче предполагает устройство отдельного павильона, защищающего агрегат от атмосферного негатива.

Состав и особенности блока управления

В задачу управляющей насосной станцией автоматики входит отслеживание давления в системе и включение/выключение двигателя гидронасоса по мере необходимости. Для этого блок управления включает манометр и реле. Первый контролирует текущее давление, а второе – управляет насосом.

Основные элементы реле – две пружины. Большая настроена на замыкание контура при самом низком давлении в мембранном баке, когда в нем мало воды. А меньшая контролирует максимум давления, размыкая цепь при достижении последнего.

При покупке насосной станции для работы в контурах с вероятностью кратковременной работы без воды необходимо обратить вниманием на наличие устройства контролера потока. Он предназначен для предохранения двигателя от перегрева в случае отсутствия воды в водозаборе. В таких агрегатах блок управления ориентирован не на предельные значения давления, а на понижение потока.

Принцип работы насоса с гидроаккумулятором

Емкость мембранного бака подбирается с учетом объема водопотребления. Семейной паре вполне хватит варианта в 25–40 литров, а для семейства в несколько человек придется подбирать устройство от 100 литров. Баки менее 15 л и вовсе покупать рекомендуется только для сезонного использования на даче. Из-за постоянной подкачки воды мембрана в них быстро изнашивается.

В гидробак в исходном состоянии через ниппель (воздушный клапан) закачан воздух, создающий давление в 1,5 атм. Во время работы в мембрану под давлением закачивается вода, сжимающая воздушный «запас». При открытом кране сжатый воздух выталкивает воду.

Считается, что чем больше емкость, тем дольше прослужит насосное оборудование, потому что численность циклов включения/выключения сократиться. Однако бак большой вместительности стоит немало. По правилам гидробак подбирают на основании расчетов, исходя из указанных производителем значений давления включения и выключения, реального расхода воды при включенных одновременно водозаборных точках.

Резерв жидкости в гидравлическом баке обычно составляет около трети от общего объема емкости. Все оставшееся пространство отдано под сжатый воздух, который нужен для поддержания постоянного напора воды в трубах.

Если гидроаккумулятор в систему водоснабжения встраивается для минимизации связанных с гидроуарами рисков, то бак можно подбирать небольшого размера. В этом случае важен не объем емкости, а наличие мембраны и воздуха за ней. Именно они в случае чего примут на себя удар, сгладив его последствия.

Производительность насоса должна соответствовать объему мембранного бака (для емкости 20–25 л рекомендуется брать гидронасос на 1,5 м3/ч, для 50-ти литров – 2,5 м3/ч, а для резервуара на 100 л – не менее 5 м3/ч).

Работает автоматическая насосная станция в два цикла:

1. Сначала в гидроаккумулятор закачивается вода насосом из водозабора, создавая в нем избыточное давление воздуха.
2. При открытии крана в доме мембранный бак опустошается, после чего автоматика вновь запускает насосное оборудование.

Устройство гидроаккумлятора для насосной станции водоснабжения предельно просто. Он состоит из металлической корпуса и герметичной мембраны, которая разделяет все пространство внутри на две части. В первой из них находится воздух, а во вторую подкачивается вода.

После заполнения гидроаккумулятора реле отключает насос. Открытие крана в умывальнике приводит к тому, что выдавливаемая нажимом воздуха на мембрану вода начинает постепенно перетекает в систему водоснабжения. В какой-то момент бак опустошается до такой степени, что напор ослабевает. После этого опять включается насос, запуская цикл работы насосной станции по новой.

При пустом баке мембранная перегородка сминается и прижимается к фланцу входного патрубка. После включения гидронасоса мембрана расправляется водным давлением, сжимая воздушную часть и повышая в ней давление уже воздуха. Именно это взаимодействие газ-жидкость через изменяющийся барьер и лежит в принципе работы мембранного бака насосной станции.

Какое выбрать насосное оборудование

Насосные станции заводской компоновки идут с поверхностным гидронасосом, часто имеющим внутренний или внешний эжектор. Однако гидроаккумуляторы можно также использовать с погружным насосным оборудованием, но им присваивается несколько иной технический термин «насосная система».

В случае работы в тандеме со станцией мембранные баки могут быть меньше объемом, чем гидробаки для систем с погружными насосами. Это связано с тем, что у погружных насосных агрегатов число допустимых в час включений/выключений меньше, чем у поверхностных насосных машин.

Поверхностные насосы, имеющие внутренний эжектор, имеют серьезные ограничения по глубине водозабора. Они воду способны поднять только с 7–8 метров. Однако они выдают мощный водяной напор на выходе со столбом воды в 40–60 метров (4–6 бар).

Выбор места для станции водоснабжения

Выбирая месторасположение для насосной станции, необходимо ориентироваться на характеристики гидронасоса. Каждые десять метров горизонтальной трубы между источником воды и насосом снижают его всасывающие способности на 1 м. Если предполагается их разнесение на расстояние более десяти метров, то модель насосного агрегата нужно подбирать с повышенной глубиной всасывания.

Автоматическую станцию системы автономного водоснабжения можно расположить:

• на улице в кессоне возле скважины;
• в возведенном специально для насосного оборудования утепленном павильоне;
• в подвале дома.

Стационарный наружный вариант предусматривает обустройство кессона и прокладку от него напорной трубы до коттеджа ниже уровня промерзания грунта. При устройстве круглогодично эксплуатируемого трубопровода прокладка его ниже глубины сезонного промерзания обязательна. При устройстве временных летних магистралей на период проживания на даче трубопровод не заглубляется ниже 40 — 60 см или прокладывается на поверхности.

Если выполнить монтаж станции в цоколе или подвале, то не придется опасаться замерзания насоса зимой. Надо лишь всасывающую трубу проложить ниже границы промерзания грунта, чтобы она не перемерзла в сильные холода. Нередко скважину бурят прямо в доме, тогда существенно сокращается протяженность трубопровода. Но не в каждом коттедже подобное бурение возможно.

Установка насосных станций водоснабжения в отдельной постройке возможно только в случае эксплуатации оборудования в период положительных температур. Однако для районов с очень низкими зимними температурами такой вариант, предназначенный для функционирования круглый год, необходимо утеплять или устраивать систему отопления. Лучше сразу монтировать насосную станцию прямо в обогреваемом доме.

Возможные неполадки в работе установки

Если насос слишком часто включается и тут же отключается, то необходимо немедленно проверить давление воздуха в гидроаккумуляторе. При заниженных показателях надо будет оный подкачать. Но устранить проблему таким способом получится только в том случае, если мембрана и корпус бака не повреждены. Здесь уже поможет только обращение в сервисный центр к ремонтникам.

При появлении водных капель на ниппеле воздушного клапана гидроаккумулятор надо немедленно отсоединить от водопроводной системы. Это прямой признак повреждения мембраны. Без ее замены в подобной ситуации не обойтись. Воздух в водопроводную систему частного дома через мембранный бак поступать не должен.

Если насос вовсе не хочет включаться, то стоит посмотреть на регулировку реле давление. Бывают случаи, когда оно настроено на слишком высокое давление. Но возможен и вариант с попаданием воздуха во всасывающий шланг, что приводит к срабатыванию защиты от сухого хода.

В чем достоинства насосной установки с гидробаком

Насосный агрегат является неотъемлемой частью автономной системы водоснабжения. Он обеспечивает подачу воды из скважины либо колодца, водораздача которой дальше по коттеджу осуществляется за счет работы самого насоса, использования водонапорного бака либо применения гидроаккумулятора.

Гидропневматическая водоподъемная установка и водонапорная емкость предназначены для поддержания постоянного давления во внутридомовой системе водоснабжения.

Использование при раздаче воды по коттеджу только одного насоса сопряжено с множеством проблем. При такой компоновке автономного водоснабжения насосное оборудование вынуждено постоянно включаться/выключаться, из-за чего его срок службы резко сокращается. А в ситуации с отключением электроснабжения жилище вовсе остается без воды.

Чтобы уменьшить износ насосов и обезопасить дом на случай аварий на электрических сетях, в систему водоснабжения дома включается дополнительный накопитель. Это может быть водонапорный бак на чердаке, из которого вода до сантехнических приборов течет самотеком, либо поддерживающий напор в сети искусственным путем гидроаккумулятор (он же мембранный бак или гидробак).

В обоих случаях насос включается для формирования запаса воды в емкости. Только во втором случае запас создается в автоматическом режиме системой управления по параметрам давления. При этом, накопительный бачок позволяет создать резерв воды на случай отключения электропитания, а система с гидробаком без электроэнергии не будет работать вообще. Однако накопитель в наполненном состоянии отличается немалым весом и при установке в пределах чердака требует укрепления перекрытия и теплоизоляции.

Вариант с мембранным баком более удобен и практичен. Принцип работы системы водоснабжения с такой насосной станцией основан на искусственном поддержании водного напора в трубах. Сам насос, качающий воду из водозабора, включается только для заполнения емкости. Далее ее подача в систему осуществляется при помощи сжатого воздуха.

В отличие от варианта с расширительным баком гидропневматическая установка более компактна. Плюс использование гидроаккумулятора мембранного типа гарантирует отсутствие гидравлических ударов в сети и постоянный напор в трубах водопровода, а также упрощает обслуживание системы водообеспечения потребителей в частном доме.

Единственный недостаток насосных станций с гидроаккумулятором – это энергозависимость. Аккумулирующий воду бак часто имеет небольшие размеры в 25–50 литров. Насосу для его заполнения приходится включаться часто, а при отключении света резерва воды хватает не слишком надолго. Для того чтобы исключить подобные ситуации желательно запастись автономным генератором.

Как работает насосная станция для домашнего водопровода

При организации водоснабжения индивидуального коттеджа или небольшого предприятия, расположенного в сельской местности, требуется должным образом оборудовать точку водозабора и проложить необходимые трубопроводы. В случае постоянного проживания и регулярного потребления воды установка обыкновенного центробежного насоса не может обеспечить пользователю должный уровень удобства. Для этого разработано и представлено на рынке специальное оборудование, способное комплексно решить задачу бесперебойного водообеспечения для частного дома или иного обособленного объекта. Данная статья посвящена устройству и принципу действия насосной станции, которую без труда можно найти в специализированном магазине.

Конструктивные особенности современной насосной станции для бытовых нужд

Система водоснабжения здания со схемой насосной станции, входящей в нее в качестве составной части, включает в себя нескольких основных элементов.

1. Колодец или скважину, в которой происходит первичное накопление и отстаивание жидкости. Для круглогодичного использования ее следует утеплить.
2. Всасывающий трубопровод, оборудованный обратным клапаном. Обычно на нем устанавливается в колодце или непосредственно перед насосной станцией фильтр грубой очистки от механических примесей.
3. Саму насосную станцию, обеспечивающую объект водой с необходимым расходом и давлением.
4. Напорный трубопровод с фильтром тонкой очистки, ведущий ко всем водоразборным устройствам.

Устройство насосной станции для домашнего водопровода предельно просто и функционально. В ее состав входят следующие механизмы.

1. Водяной центробежный насос с приводом от электрического двигателя. При его включении создается разрежение в приемном патрубке и избыточное давление в напорном. В результате происходит всасывание жидкости из колодца и нагнетание ее в коллектор водоснабжения дома.
2. Манометр, позволяющий на месте следить за тем, как работает насос.
3. Мембранный гидроаккумулятор, отвечающий за постоянное наличие в системе необходимого запаса воды с рабочим давлением.
4. Реле давления, дающее управляющие сигналы на пуск и выключение электродвигателя.
5. Гибкий шланг, связывающий насос с гидроаккумулятором.
6. Запорная арматура для возможности отключения трубопроводов на время ревизии, технического обслуживания и ремонта оборудования.

Важно! Устройство насоса центробежного типа не допускает включать его на длительное время без заполнения жидкостью. Это может привести к перегреву отдельных деталей и выходу из строя всего агрегата. Для исключения создания подобных ситуаций предусматривается датчик сухого хода, отключающий двигатель при отсутствии воды.

Датчик сухого хода DPR-6

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.

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.

Работа блока управления

Основным преимуществом насосной станции является работа в автоматическом режиме. В промышленных установках для этого может потребоваться отдельный шкаф управления с множеством измерительных и регулирующих приборов.

Бытовое оборудование комплектуется штатным блоком управления, в котором реализованы все необходимые опции. Основным его элементом служит реле. У него есть две пружины, настроенные на максимальное и минимальное давление системы. С ними связаны контакты, которые в нужный момент замыкают и размыкают электрическую цепь питания двигателя насоса.

Крайне полезную функцию выполняет контроллер потока жидкости, осуществляющий защиту от сухого хода с отключением насоса при попадании воздуха во всасывающий шланг. На ряде моделей реализованы электрические блокировки от перегрева мотора и скачков напряжения в сети питания.

Различия насосных станций по типу всасывающих устройств

Важнейшей характеристикой любого поверхностного насоса является глубина всасывания жидкости. Она зависит от типа оборудования и дополнительных устройств, устанавливаемых на заборном шланге.

Для улучшения откачки обычно используется эжектор – небольшая конструкция в виде трубки с внутренним соплом. Он создает разрежение за счет вылетающей из узкого отверстия с большой скоростью струи воды.

Безэжекторные насосные станции даже теоретически не могут достигать глубины всасывания 10 метров. На практике эта цифра всегда значительно ниже. Их используют при откачке из неглубокого колодца. Наличие эжектора обеспечивает более устойчивую работу поверхностного насоса при большой длине приемного трубопровода.

Насосные станции с встроенным эжектором способны поднять воду с глубины 7-8 метров. При этом сначала отсасывается воздух, а затем происходит откачка воды. Такие системы устанавливаются в отдельных помещениях, поскольку требуют хорошей шумоизоляции.

Иногда эжектор размещают непосредственно в скважине. Для его работы требуется подключение двух труб. По одной из них под давлением подается вода от насоса для создания скоростной струи, а по другой происходит откачка. Насосные станции с выносным эжектором могут забирать жидкость с глубины до 50 метров. Они не издают сильных шумов, но их КПД редко превышает 40%.

Правильная эксплуатация оборудования

Насосные станции предназначены для долговременной автономной эксплуатации в непрерывном режиме. Они могут использоваться для целей бытового водоснабжения и пожаротушения. Отличными характеристиками и высокой надежностью отличаются современные модели марки Джамбо. Они требуют минимального технического обслуживания. В процессе их нормальной работы необходимо:

• периодически производить наружный осмотр на отсутствие пропусков и посторонних звуков;
• не реже одного раза в год промывать фильтр грубой очистки;
• в случае длительного перерыва на зимний период освободить все полости от воды и хранить демонтированное оборудование в отапливаемом помещении;
• при первом пуске после расконсервации проверить правильность всех подключений и убедиться в плавности работы насоса.

Насосные станции без гидроаккумулятора и с гидроаккумулятором: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

Для подъема воды из скважины или колодца, а также для ее дальнейшей транспортировки по трубам автономной системы водоснабжения загородного дома или дачи может использоваться насосное оборудование различных типов. Достаточно часто в этих целях применяют насосную станцию без гидроаккумулятора или установку, оснащенную гидробаком.

Насосные станции с гидроаккумулятором, которые отличаются более сложной конструкцией, если сравнивать их с устройствами без гидробака, кроме стабильности напора транспортируемой ими по трубопроводу жидкой среды, способны обеспечить бесперебойность ее подачи в течение некоторого времени даже в тех случаях, когда сам насос не работает из-за поломки или сбоя в сети электроснабжения.

Принцип действия насосных станций с гидробаком

Насосная станция с гидроаккумулятором, используемая для откачивания из подземного источника и дальнейшей транспортировки по трубопроводу воды, – это целый комплекс технических устройств, основным из которых является водяной насос.

Устройство насосной станции с гидробаком

Принцип действия насосной станции с гидроаккумулятором заключается в следующем.

• По помещенному в скважину или колодец шлангу, оснащенному фильтром грубой очистки и обратным клапаном, вода откачивается из подземного источника и направляется в гидроаккумулятор. Гидробак, представляющий собой емкость с мембраной, разделяющей в нем жидкую и воздушную среды, отвечает за циклы включения и выключения насосного оборудования.
• Вода поступает в гидроаккумулятор до полного натяжения мембраны, с другой стороны которой находится половина емкости с воздухом, закачанным под определенным давлением.
• Как только та половина гидробака, в которую поступает вода, заполняется до предела, реле давления насосной станции автоматически отключает работу насоса.
• После того как вода из гидроаккумулятора начинает поступать в трубопроводную систему, давление жидкости в гидробаке падает до критического значения, а реле давления подает сигнал на включение насоса.

Принцип действия гидроаккумулятора

В зависимости от того, какое количество человек проживает в доме, для водоснабжения которого используется насосная станция, выбирается емкость гидроаккумулятора в диапазоне от 20 до 500 литров и даже более.

Преимущества и недостатки насосных станций с гидроаккумулятором

Если говорить о достоинствах, которыми обладает насос с гидроаккумулятором, то к наиболее значимым из них обычно относят следующие.

1. В водопроводах, обслуживаемых насосными станциями с гидроаккумулятором, который всегда заполнен, обеспечивается постоянное наличие воды.
2. Гидроаккумулятор для насосной станции, основным конструктивным элементом которого является мембрана, создающая требуемый напор жидкой среды в системе, обеспечивает подачу воды в трубопровод даже в тех случаях, когда не функционирует насос. Однако вода в трубопровод при неработающем насосе будет поступать только до того момента, пока она не закончится в емкости гидробака.
3. Использование гидроаккумулятора позволяет исключить такое негативное явление, как гидроудар в трубопроводной системе.
4. Насосы для воды, эксплуатируемые в комплекте с гидробаком, отличаются более длительным сроком службы, так как работают в более щадящем режиме, включаясь только в те моменты, когда уровень жидкости в гидроаккумуляторе падает до критической отметки.

Для обеспечения эффективной работы насосной станции, оснащенной гидроаккумулятором, очень важно, чтобы реле давления, которое на ней установлено, было правильно отрегулировано.

Среди недостатков насосных станций с гидробаком можно выделить следующие.

1. Необходимо отвести приличную площадь для установки такого оборудования, что объясняется большими габаритами гидроаккумулятора.
2. При выходе из строя реле давления площадка, на которой установлено такое оборудование, будет заливаться водой.
3. Особенности устройства гидробака предполагают необходимость регулярного (раз в 2–3 месяца) стравливания воздуха из его емкости, что обеспечивает эффективность работы такого оборудования (устройство гидроаккумулятора предполагает наличие специального клапана для этой процедуры).

Виды гидроаккумуляторов для оснащения насосных станций

В оснащении насосной станции для дома могут использоваться различные виды гидроаккумуляторов. Отличаться друг от друга такие устройства могут не только своей емкостью, но и конструктивным исполнением. Так, по последнему параметру различают гидроаккумуляторы двух основных типов:

• вертикальные (их конструктивная схема предполагает, что клапан, через который стравливается скапливающийся воздух, располагается в верхней части бака);
• горизонтальные (чтобы снизить воздушное давление в гидроаккумуляторе данного типа, используют специальный кран, устанавливаемый с тыльной части бака).

Для того чтобы понять, как работает гидроаккумулятор, необходимо узнать, из чего состоит такое устройство. Основными элементами конструкции гидроаккумулятора являются:

• бак, который изготавливается преимущественно из металла;
• мембрана для гидроаккумулятора, которая разделяет его бак на две половины;
• ниппель, через который в гидроаккумулятор закачивается воздух;
• выходной патрубок, через который находящаяся в гидроаккумуляторе вода поступает в трубопроводную систему.

Более подробно принцип работы гидроаккумулятора, который обязательно функционирует в паре с реле давления, можно описать следующим образом.

• Закачиваемая в бак устройства вода сжимает мембрану, с обратной стороны которой (в другой половине бака) находится воздушная среда, характеризующаяся определенным давлением.
• Давление воздуха, находящегося в одной половине гидробака, через мембрану воздействует на воду во второй половине емкости, также создавая в ней давление, способствующее выдавливанию жидкой среды через выходной патрубок под определенным напором.

Фазы работы гидробака

Как становится понятно из принципа работы гидроаккумулятора, в системе водоснабжения такое устройство обеспечивает поддержание постоянного напора жидкой среды.

Насосные станции без мембранного бака

Водоснабжение также можно организовать с помощью насосных станций без гидроаккумулятора. Если для этого используются хороший насос и вся необходимая автоматика для насоса, то такое оборудование вполне способно обеспечить транспортировку воды по трубопроводной системе под постоянным напором. Устройство насосной станции водоснабжения данного типа включает в себя насос, а также приборы контроля и механизмы управления, которые обеспечивают его работу в автоматическом режиме.

Принцип работы насосной станции, в оснащении которой отсутствует гидроаккумулятор, заключается в следующем: при открывании крана на любой из водозаборных точек датчики и реле, установленные на таком оборудовании, автоматически включают насос, который начинает откачивать воду непосредственно из подземного источника – скважины или колодца. Как только кран закрывается, насос автоматически перестает работать. Таким образом, принцип действия данных насосных станций достаточно прост, что определяет как плюсы, так и минусы этого оборудования.

К достоинствам насосных станций, не оснащенных гидроаккумулятором, следует отнести компактные размеры, а также то, что они способны создавать поток жидкости с бóльшим напором, чем станции, оснащенные гидробаком. Из минусов станций данного типа следует отметить то, что насосы в них работают в более интенсивном режиме и, соответственно, значительно быстрее выходят из строя, чем в станциях, оснащенных гидроаккумулятором. Кроме того, такие станции не могут обеспечить подачу воды в трубопроводную систему в тех случаях, когда возникают перебои с электроснабжением и насос перестает работать.

Автоматическая насосная станция без гидроаккумулятора с электронным контроллером, обеспечивающим поддержание постоянного напора и исключающим частые включения-выключения насоса

Насосные станции без гидроаккумулятора целесообразно использовать тогда, когда водопроводной системой, которую они обслуживают, пользуется не более двух человек. Когда же в загородном доме или на даче живет большее количество людей, такие станции лучше не применять, отдав предпочтение оборудованию, оснащенному гидробаком.

При установке любого насосного оборудования, описанного выше, следует надежно защитить его от воздействия низких температур. Это позволит избежать замерзания воды в трубопроводной системе и, соответственно, даст возможность пользоваться насосной станцией в круглогодичном режиме.

Устройство и принцип работы насосной станции

С некоторых пор частный дом не проигрывает по своим бытовым удобствам и комфорту городской квартире. Так было не всегда, ведь раньше, если он располагался вдалеке от централизованных коммунальных систем, то частный домовладелец физически не имел возможности создать полноценное водоснабжение или канализацию. Но, как известно, спрос порождает предложение и с появлением на рынке специального оборудования для устройства бытовых коммуникаций, в частных домах стали доступными все существующие на сегодняшний день «блага цивилизации». Одним из очень важных элементов современной автономной водопроводной системы является насосная станция. Она может быть приобретена в готовом виде, а может быть собрана собственноручно. Какому бы варианту этого оборудования не было отдано предпочтение, чтобы правильно его эксплуатировать, необходимо понимать принцип работы насосной станции.

Что нужно знать при выборе агрегата?

Чтобы правильно подобрать насосную станцию под свои конкретные потребности необходимо учитывать два фактора: технические характеристики самой станции и особенности скважины.

В первом случае ключевым параметром является производительность. То есть станция должна обеспечивать подъем такого объема воды, который полностью удовлетворит все хозяйственные потребности в доме и на придомовой территории. Что касается скважины, то здесь нужно оценить такие ее характеристики:

• производительность;
• глубина;
• статистический уровень воды – при неработающем насосе;
• динамический уровень воды – при включенном насосе;
• тип фильтра;
• диаметр трубы.

В подавляющем большинстве классические насосные станции способны эффективно поднимать воду со скважины, глубина которой не превышает 9 м.

Правильно установленная и подключенная к водопроводной системе насосная станция

Что касается насосной станции, то, несмотря на отсутствие официальной классификации, она может принадлежать к одной из двух категорий, которые выделяют практикующие специалисты:

• с самовсасывающим центробежным насосом;
• с самовсасывающим вихревым насосом.

Практический опыт показывает, что для дома, в котором проживает семья из 4-х человек, вполне достаточно будет установить насосную станцию малой или средней мощности. Объем гидроаккумулятора (если он входит в комплектацию) которой будет около 20 литров. Такие станции, как правило, характеризуются производительностью 2-4 м. куб. в час и напором в 45-55 метров.

Типовая схема подключения станции с гидроаккумулятором

Как устроена насосная станция?

С накопительным баком

Устройство насосной станции, где присутствует накопительный бак, на сегодня считается устаревшим, хотя такие варианты еще можно очень часто встретить. Дело в том, что накопительный бак является достаточно громоздкой конструкцией. Напор и количество воды в емкости контролируется поплавком. При снижении уровня воды до заданных величин, срабатывает датчик, который и запускает подкачку. Такая система долгое время была очень популярной, несмотря на целый ряд очевидных недостатков:

• вода идет самотеком, поэтому низкий напор;
• большие габариты;
• сложность монтажа;
• бак должен быть установлен выше уровня самой станции;
• если выйдет из строя датчик переполненности, то неизбежен перелив воды в помещение.

С гидроаккумулятором

Устройство насосной станции водоснабжения гидроаккумулятором – это принципиально новый подход в создании автономного водоснабжения. Дополненная реле давления, такая система является самой прогрессивной и характеризуется гораздо меньшим числом недостатков.

Посредством реле контролируется верхний предел давления окружающего воздуха, а в гидроаккумуляторе он сжимается под давлением воды. Как только устанавливается нужное значение давления, насос отключается, а снова начнет работать при поступлении сигнала реле о нижнем пределе давления. Если потребление воды небольшое, то насос включаться не будет – в кран будет подаваться вода из бака.

Общая комплектность

Независимо от того выбрана насосная станция с накопительным баком или аккумулятором, кроме одного из этих элементов она будет укомплектована:

• насосным агрегатом;
• мембранным напорным баком, ограничивающим число запуска насоса;
• реле давления;
• манометром;
• кабелем;
• разъемом для подключения;
• клеммами для заземления.

Разновидности по виду насоса

Со встроенным эжектором

Насосные станции классифицируются по типу рабочего насоса, который может быть с эжектором и без. Принцип работы эжекторных модификаций (со встроенным эжектором) заключается в том, что вода поднимается за счет созданного разряжения. Они имеют более высокую стоимость в сравнении с более простыми моделями, но благодаря особой конструкции способны подавать воду с больших глубин – 20-45 м.

Такое насосное оборудование характеризуется высокой производительностью, но работа сопровождается высоким уровнем шума. По этой причине, такая насосная станция должна устанавливаться в подсобном помещении и при возможности за пределами жилого дома. Оборудованию такого типа чаще всего отдается предпочтение при ведении большого подсобного хозяйства и для удовлетворения садово-огородных потребностей.

Такой компактный вид имеет очень производительная станция со встроенным эжектором

С выносным эжектором

Кроме того, потребителям предлагаются насосы с эжектором выносным, который, вместе с двумя трубами опускается в скважину или колодец. По одной трубе вода подается вниз в эжектор, что приводит к созданию всасывающей струи. Такая конструкция заметно проигрывает по сравнению с классическим эжекторным насосом по своим эксплуатационным характеристикам.

Такие насосы «боятся» наличия в системе воздуха и песка. Кроме того их КПД значительно ниже. Но зато станция с подобным насосом может без проблем быть размещена в доме, даже, если колодец находится на расстоянии 20-40 метров.

Сравнительная таблица рабочих параметров насосной станции с выносным эжектором на примере моделей Pedrollo для дачи

Безэжекторные конструкции

При оснащении насосной станции оборудованием без эжектора всасывание воды выполняется по другой схеме. В этом случае ключевая роль принадлежит специальной многоступенчатой конструкции, относящейся к гидравлической части. Подобные насосы работают фактически бесшумно и с меньшим энергопотреблением.

В данной статье мы отразили лишь основные варианты устройства классической насосной станции. Именно подобные конструкции можно чаще всего встретить в частных домовладениях. На самом деле насосов, на базе которых и собираются станции, существует огромное количество. Каждый может самостоятельно собрать такое оборудование с учетом собственных возможностей и потребностей.