Особенности устройства и принцип работы насосной станции

Выбор места установки

Устанавливают насосные станции возле источника воды — скважины или колодца — в специально оборудованном приямке — кессоне. Второй вариант — в подсобном помещении в доме. Третий — на полке в колодце (со скважиной такой номер не пройдет), и четвертый — в подполе.

Так выглядет насосная станция

Как определить глубину всасывания

При выборе места в первую очередь руководствуются техническими характеристиками — максимальной глубиной всасывания насоса (откуда сможет поднять насос воду). Все дело в том, что максимальная глубина подъема насосных станций — 8-9 метров.

Скважины часто имеют большую глубину чем 8-9 метров. В этом случае придется использовать другое оборудование — погружной насос или насосную станцию с эжектором. В этом случае вода может подаваться с 20-30 метров, чего обычно достаточно. Минус этого решения — дорогостоящее оборудование.

Глубина всасывания — характеристика, определяющая способ установки

Если вам не хватает всего метра до того, чтобы можно было поставить обычное оборудование, можно поставить станцию в колодце или над скважиной. В колодце на стенке крепят полочку, в случае со скважиной углубляют приямок.

При расчетах не забывайте, что уровень зеркала воды «плавает» — летом он обычно понижается. Если глубина всасывания у вас на грани, в этот период воды может просто не быть. Позже, когда уровень поднимется, водоснабжение возобновится.

Соображения безопасности

Еще один момент, который надо учитывать — сохранность оборудования. Если установка насосной станции предполагается возле дома с постоянным проживанием, проблем меньше — выбирать можно любой вариант, даже в небольшом сарайчике. Только одно условие — он не должен промерзать зимой.

Установка насосной станции в котельной

Если же это дача, на которой постоянно не живут, дело сложнее — надо устраивать такое помещение, которое в глаза не бросается. Наиболее безопасный способ установки насосной станции — в доме. Хотя унести ее могут и в этом случае.

Второе место, где можно установить насосную станцию — заглубленный замаскированный кессон.

Схема установки насосной станции в колодце

Третье — на полке в колодце. Только в этом случае традиционный домик для колодца делать не стоит. Нужна стальная крышка, которая запирается на надежный замок (к кольце приварить петли, в крышке сделать прорези, на которые вешать запоры). Хотя, под домиком тоже может скрываться хорошая крышка. Только конструкцию надо продумать так, чтобы она не мешала.

Удобство и условия эксплуатации

Установка насосной станции в доме хороша всем, кроме того, что оборудование при работе шумит. Если есть отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией и по техническим характеристикам это возможно — никаких проблем. Часто делают подобное помещение в подвале или в цокольном этаже. Если подвала нет, можно сделать короб в подполе. Доступ к нему — через люк. Этот короб кроме звукоизоляции должен иметь и хорошую теплоизоляцию — диапазон рабочих температур начинается от +5°C.

Для снижения уровня шумов станцию можно ставить на толстую резину — для гашения вибрации (создается вентилятором охлаждения). В этом случае возможно даже установка в доме, но звук, безусловно все равно будет.

Кессон из бетонных колец

Если вы остановились на монтаже насосной станции в кессоне, он тоже должен быть утепленный, а еще водонепроницаемый. Обычно для этих целей используют готовые железобетонные емкости, но можно сделать кессон из бетонных колец (по типу колодца). Вниз установить кольцо с дном, сверху — кольцо с крышкой. Еще вариант — сложить из кирпича, пол залить бетоном. Но этот способ подходит для сухих участков — уровень подземных вод должен быть ниже на метр ниже глубины кессона.

Глубина кессона такая, чтобы оборудование было установлено ниже уровня промерзания. Утеплитель пенополистирол. Лучше — экструдированный. Тогда одновременно получаете еще и гидроизоляцию.

Для кессона из бетонных колец удобно использовать скорлупу (если найдете подходящий диаметр). Но можно и плитный пенополистирол, нарезать полосами и его клеить. Для прямоугольных приямков и сооружений подойдут плиты, которые можно клеить на стены при помощи битумной мастики. Промазываете стену, прикладываете утеплитель, можно дополнительно зафиксировать парой гвоздей/дюбелей.

Насосные станции водоснабжения для частного дома: область применения, преимущества и недостатки

Романтичность классического процесса испаряется, как струйка дыма, при первом же практическом применении

Перемещение солидного груза (примерно 25 кг вместе с коромыслом) сопряжено с большими физическими усилиями. Следует не забывать о трудностях ручного подъема воды из колодца. В зимний период проблемы создают скользкие дорожки вместе с низкой температурой.

Современному человеку для наполнения чайника в кухне надо только открыть кран. Однако для использования благ цивилизации придется установить соответствующее оборудование.

Схема подключения ручного и электрического насосов

Забор жидкости можно сделать из артезианской скважины, колодца. Чтобы предотвратить обратный ток, в данной схеме установлены обратные клапаны. Простейший фильтр «грязевик» предотвратит проникновение механических примесей. Специальная автоматика фиксирует открытие крана по изменению напора, после чего подает питание на электрический привод.

Основными недостатками простейшей схемы являются:

• частое включение насоса;
• неравномерное давление;
• задержки при включении.

Для устранения недостатков можно поставить на чердаке крупную накопительную емкость, откуда подавать воду потребителям. Такое решение подразумевает необходимость утепления соответствующего помещения. Существенно возрастут нагрузки на силовой каркас здания.

Чтобы исключить проблемы насос дополняют накопительным баком

Емкость разделена гибкой перегородкой. В одну часть закачивают жидкость. В другой находится воздух под нужным давлением.Простое приспособление создает равномерный напор без дополнительных затрат электроэнергии.

Качественный водяной насос для частного дома («Гидрофор») способен обеспечить следующие преимущества:

• он обеспечивает запас жидкости под давлением при отключении электросети.
• все составляющие фабричного комплекта насосной станции подобраны профессионально. Они выполняют свои функции в согласованном режиме.
• такую универсальную технику можно применять для забора воды из разных источников.
• рациональная частота подачи питания продлевает ресурс электропривода и других механических компонентов насосной станции, снижает вероятность аварийных ситуаций.

Исправление погрешности в работе

Прежде чем приступать к более серьезному вмешательству в работу оборудования необходимо принять самые простые меры — прочистить фильтры, устранить протечки. Если они не дали результатов, тогда приступают к дальнейшим шагам, пытаясь выявить первопричину.

Следующее, что необходимо предпринять — настроить давление в баке гидроаккумулятора и отрегулировать реле давления.

Ниже приводятся самые распространенные нарушения в работе бытовой насосной станции, которые пользователь может попытаться решить самостоятельно. При более серьезных проблемах необходимо обращаться в сервисный центр.

Нарушение правил эксплуатации

Если станция беспрерывно работает, не выключаясь, вероятной причиной является неправильная регулировка реле — выставлено высокое давление выключения. А также случается, что двигатель работает, но станция воду не качает.

Причина может крыться в следующем:

• При первом запуске насос не был заполнен водой. Необходимо исправить ситуацию, залив воду через специальную воронку.
• Нарушена целостность трубопровода или образовалась воздушная пробка в трубе или во всасывающем клапане. Для обнаружения конкретной причины необходимо убедиться, что: приемный клапан и все соединения герметичны, по всей длине всасывающей трубы нет изгибов, сужений, гидравлических затворов. Все неисправности устраняют, при необходимости заменяют поврежденные участки.
• Оборудование работает, не имея доступа к воде (на сухую). Необходимо проверить, почему его нет или выявить и устранить иные причины.
• Засорен трубопровод — необходимо очистить систему от загрязнений.

Бывает, что станция очень часто срабатывает и выключается. Скорее всего это происходит из-за поврежденной мембраны (тогда необходимо заменить ее), или же в системе отсутствует требующееся для работы давление. В последнем случае необходимо измерять наличие воздуха, проверить бак на наличие трещин и повреждений.

Перед каждым запуском необходимо через специальную воронку залить воду в насосную станцию. Она не должна работать без воды. Если есть вероятность работы помпы без воды, следует приобретать насосы-автоматы, оборудованные контролером потока

С меньшей вероятностью, но может случиться, что открыт и заблокирован обратный клапан из-за попадания мусора или постороннего предмета. В такой ситуации придется разобрать трубопровод в районе возможного засорения и устранить проблему.

Неполадки в действии двигателя

Двигатель бытовой станции не работает и не издает шума, возможно, по следующим причинам:

• Оборудование отключено от питания или отсутствует напряжение в сети. Необходимо проверить схему подключения.
• Перегорел предохранитель. В таком случае нужно заменить элемент.
• Если не удается провернуть крыльчатку вентилятора — значит, ее заклинило. Необходимо выяснить почему.
• Повреждено реле. Его нужно попытаться отрегулировать или, если не удастся, заменить новым.

Неполадки в работе двигателя чаще всего вынуждают пользователя воспользоваться услугами сервисного центра.

Проблемы с напором воды в системе

Недостаточный напор воды в системе можно объяснить несколькими причинами:

• Давление воды или воздуха в системе выставлено на недопустимо-низкое значение. Тогда необходимо настроить работу реле в соответствии с рекомендуемыми параметрами.
• Трубопровод или рабочее колесо насоса заблокировано. Очистка элементов насосной станции от загрязнений, возможно, поможет решить проблему.
• В трубопровод попадает воздух. Проверка элементов трубопровода и их соединений на герметичность сможет подтвердить или опровергнуть эту версию.

Плохая подача воды бывает также обусловлена тем, что происходит втягивание воздуха из-за неплотных соединений водопроводных труб или уровень воды упал настолько, что при ее заборе закачивается воздух в систему.

Плохой напор воды может создавать ощутимый дискомфорт при использовании водопроводной системы

Насосы и эжекторы

В комплектных станциях применяются насосные установки со следующими видами насосов:

• центробежными (одноступенчатыми — одно рабочее колесо, многоступенчатыми — несколько рабочих колес);
• вихревыми.

Наиболее известен и распространен центробежный вид, относящийся к типу динамических насосов, имеющих постоянное соединение входа жидкости с выходом. Вход перекачиваемой жидкости расположен на оси агрегата, выход – на максимальном удалении от оси. Внутри рабочей камеры располагается рабочее колесо из двух параллельных дисков с центральным отверстием, между которыми вдоль окружности под постоянным углом к радиусам расположены  лопатки. Вращаясь, они придают частицам жидкости вращательное движение, вызывающее воздействие центробежной силы (отсюда и название!), отбрасывающей жидкость к периферии рабочей камеры, где находится выходной патрубок. Вблизи оси образуется область разрежения, характеризующаяся низким давлением, обеспечивающим постоянное всасывание жидкости.

Напорно-расходная характеристика центробежного насоса H=f(Q) существенно нелинейна (напор быстро падает) в области больших расходов Q. Этого недостатка лишены центробежные многоступенчатые агрегаты, отличающиеся повышенной мощностью, большими максимальными расходами, малошумностью, позволяющей устанавливать оснащенные  ими станции непосредственно внутри дома.

Линейка популярных станций Aquario с одноступенчатыми центробежными насосами, насчитывающая около трех десятков  модификаций, имеет диапазон мощностей агрегатов от 550 Вт до 1150 Вт, диапазон максимальных расходов Q_max от 40 л/мин до 80 л/мин, диапазон максимальных напоров H_max от 38 м до 54 м.

Станция Aquario с одноступенчатым центробежным насосом.

Вихревой насос также относится к динамическому типу, но жидкость через него протекает по рабочему каналу, имеющему форму кольца, охватывающего периферию рабочего колеса, напоминающего зубчатую шестерню. Отличительной особенностью такого механизма является близкое расположение входного и выходного патрубков, однако чтобы пройти от первого ко второму, жидкость протекает вдоль всей длины кольцевого канала, закручиваясь множеством вихрей (отсюда и название). Напорно-расходная характеристика вихревого насоса H=f(Q) строго линейна во всем диапазоне изменений расхода Q.

Любые вихревые насосы очень чувствительны к песку в воде, максимальный размер твердых частиц не должен превышать 0,1 мм (центробежные агрегаты некритичны к частицам до 1 мм). Производители не рекомендуют устанавливать их на источники воды  с песком: песочные скважины, заиленные колодцы. Данные механизмы весьма просты в эксплуатации и ремонте, легко разбираются/собираются домашними умельцами, отличаются невысокой стоимостью.

Линейка станций Aquario с вихревыми насосами, насчитывающая девять модификаций, имеет диапазон мощностей агрегатов от 430 Вт до 760 Вт, диапазон максимальных расходов Q_max от 35 л/мин до 40 л/мин, диапазон максимальных напоров H_max от 35 м до  55 м.

Станция Aquario с вихревым насосом.

Оптимальное давление воздуха

Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.

Именно это значение и следует выставить на реле водяного давления, которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:

Vатм.=(Hmax+6)/10

В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.

Обратите внимание, что полученное значение не должно превышать максимально допустимые характеристики для прочих бытовых и сантехнических приборов, иначе они попросту выйдут из строя. Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:

Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:

• насос,
• гидроаккумулятор,
• реле давления,
• обратный клапан,
• манометр.

Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.

Как видите, именно на этой схеме манометр не отображен, но это не значит, что он вообще не нужен. Просто его включат в момент выполнения контрольных замеров

При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.

Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.

Впрочем, этот штуцер можно заменить кучей соединительных элементов. Но зачем?

На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения

Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:

• один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
• к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
• остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.

Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.

К тем частям, которые заканчиваются муфтами, будут присоединяться труба от насоса и разводка водопровода, которая пойдет к потребителям воды

К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.

Трубы из чугуна

Чугунные трубы для канализации

Перечисляя виды металлических труб, применяемых для монтажа систем канализации, нельзя не упомянуть об изделиях из чугуна. Так как именно чугунные трубы на протяжении десятилетий были основным материалом для сборки канализационных сетей. Основными преимуществами данного материала является:

• Прочность и длительный срок службы;
• Устойчивость к коррозии.

К недостаткам материала можно отнести:

• Большой вес, который затрудняет транспортировку материала и его монтаж.
• Относительно высокую хрупкость. Трубы из чугуна плохо переносят ударные нагрузки.
• Невозможность использования для прокладки наружного трубопровода в солончаковых почвах, так как почвенный рассол быстро разрушает материал.
• Шероховатая внутренняя поверхность, из-за которой трубы быстрее засоряются.

Трубы из асбестоцемента

Асбестоцементные трубы

Для производства таких труб используется смесь асбестового волокна с портландцементом. Достоинства данных изделий:

• Устойчивость к коррозионным процессам.
• Простота механической обработки, что существенно облегчает монтаж.
• Продолжительный срок эксплуатации.
• Гладкость внутренней поверхности.
• Асбестоцемент – это диэлектрик, поэтому данный материал не подвержен электрохимической коррозии.

Есть у асбестоцементных труб недостатки, это, прежде всего:

• Хрупкость материала. При работе с трубами, изготовленными из асбестоцемента, приходится быть предельно осторожными и аккуратными.
• Под действием грунта внешняя поверхность труб быстро разрушается, поэтому необходимо предпринимать защитные меры.

Трубы из керамики

Керамические трубы для канализации

Керамические трубы по своим свойствам напоминают чугунные, однако, они более легкие и на сто процентов устойчивы к коррозии. Несомненным достоинством труб из керамики является их устойчивость к высоким температурам и воздействию агрессивных сред – кислот и щелочей.

Однако материал достаточно хрупкий, поэтому нужно аккуратно обращаться с трубами во время погрузки, транспортировки и при проведении монтажа. Кроме того, механическая обработка труб (обрезка) трудновыполнима, при попытке разрезать трубу она может просто расколоться.

Трубы из полимерных материалов

ПВХ трубы канализации

Сегодня широко применяются различные виды пластиковых труб для канализации. Для изготовления таких изделий применяется три вида полимеров:

• Полихлорвинил.
• Полипропилен.
• Полиэтилен.

Трубы из ПВХ предназначены для самотечных систем канализации. Материал достаточно прочный, способен переносить высокие нагрузки. Трубы из ПВХ широко применяют для монтажа наружных систем, так как они недороги, способны противостоять агрессивным средам, устойчивы к излучению ультрафиолета. А вот воздействие температур выше 70 градусов трубы не переносят, при очень низких температурах ПВХ приобретает хрупкость, поэтому их рекомендуется утеплять.

Для сборки систем канализации широко применяют разные виды полипропиленовых труб. Эти трубы имеют длительный срок эксплуатации, их можно использовать и для самотечных, и для напорных систем.

Нужно различать виды пропиленовых труб, предназначенные для внутренних и наружных трубопроводов. Первая разновидность труб создана для эксплуатации в условиях дома, они достаточно прочные, но не способны переносить воздействия низких температур и нагрузки, оказываемые грунтом.

Пластиковые внутренние трубы канализации

Для наружных трубопроводов выпускают специальные разновидности труб – двухслойные. Внутренний слой у них идеально гладкий, а наружный – гофрированный, поэтому трубы отличаются повышенной прочностью.

При сборке систем канализации все шире применяют разные виды полиэтиленовых труб. Этот материал, в основном, используется для монтажа безнапорных систем. Большим достоинством этого материала является высокая эластичность, при замерзании жидкости в трубе, полиэтилен не разрушается, а только деформируется.

Трубы из металлопластика

Для сборки различных систем, в том числе и систем канализации, широко применят разные виды металлопластиковых труб. Эти трубы имеют пластиковые покрытие, поэтому они на сто процентов устойчивы к коррозии, химически нейтральны и достаточно легко обрабатываются.

В то же время, наличие металлического сердечника придает этим изделиям повышенную механическую прочность. К недостаткам материала можно отнести их достаточно высокую стоимость.

Устройство и принцип работы КНС

Устройство современных КНС следует рассматривать в двух основных вариантах:

• сололифт;
• канализационная станция для дома или коттеджа.

Принципиальных различий между этими устройствами нет. Но сололифты являются единым готовым оборудованием, которое можно купить в интернете и самостоятельно подключить, а канализационные станции формируются из отдельно продающихся частей под конкретный проект внешней канализации.

Компактные мини-станции

Портативные КНС типа «Сололифт» имеют компактный вид и устанавливаются вблизи сантехнического оборудования. Его устанавливают либо в подвале дома, либо в самом санузле.

Сололифт обеспечивает отведение канализационных стоков по мере их поступления в корпус устройства (+)

Основными конструкционными узлами сололифта являются:

• герметичный корпус с патрубками и отверстиями;
• двигатель;
• крыльчатка с режущей кромкой;
• автоматика.

При поступлении воды в устройство срабатывает автоматика и включается двигатель. В результате происходит перекачивание жидкости из внутреннего резервуара в напорную трубу. Крыльчатка дополнительно измельчает крупные фрагменты для эффективного отведения взвешенных частиц и предупреждения засора.

При подключении к мини-КНС с помощью тройников большого количества канализационных подводов необходимо учитывать, что производительности насоса может не хватить для перекачки поступающей жидкости (+)

Корпус сололифта может иметь 2-5 отверстий для подключения сантехнических приборов. Сверху устройства располагается воздушный клапан, который обеспечивает подсос воздуха извне при работе насоса. Это предотвращает срыв гидрозатвора в сифонах домашнего оборудования.

Производительность портативного мини-КНС стандартна и теоретически рассчитывается, исходя из количества подводящих труб. После покупки оборудования достаточно подключить напорный шланг и канализационные трубы к корпусу солофита, а потом включить его в розетку.

КНС для загородного дома

Насосная станция для частого дома обычно имеет внушительные размеры и вкапывается в землю. Готовых конструкционных решений такого типа в интернете найти не удастся, а для определения ориентировочной стоимости оборудования необходимо созваниваться с менеджерами магазинов или оставлять заявку на сайтах продавцов.

Более долговечными являются емкости из стекловолокна и пластика. Они не требуют какого-либо ухода и прослужат минимум 50 лет. Станция представляет собой загерметизированную емкость с насосами внутри.

Основными элементами КНС для дома являются:

1. Накопительный бак из пластика, стекловолокна, бетона или металла объемом в несколько кубометров.
2. Фекальный насос. В ежедневно работающих станциях ставят два насоса: рабочий и резервный, задача которых состоит в подъеме сточных вод на определенный уровень для дальнейшего их продвижения по трубам самотеком.
3. Система самотечных водопроводов (подводящих и напорных отводящих), объединяющих внутреннюю канализацию, КНС и последующий коллектор. Система снабжена задвижками и обратным клапаном, который позволяют жидкости течь только в одном направлении.
4. Автоматика с поплавковыми выключателями. Рекомендуется установка одновременно 3-4 поплавков, каждый из которых способен включать насос. Стоят они недорого, поэтому экономить на них не стоит.

Крупные домашние КНС имеют принцип работы, несколько отличающийся от сололифта. Резервуар для стоков закапывается в землю и подсоединяется к сливной трубе внутренней канализации. При достижении уровнем канализационных сточных вод установленного регулировкой уровня, поплавковый механизм замыкает сеть и включает насос.

Перекачка воды останавливается лишь при достижении поплавком уровня, гораздо ниже того, который привел к его включению. Такая схема позволяет реже включать насосное оборудование, снижая эксплуатационные нагрузки.

Дополнительные поплавки предназначаются для включения резервного насоса. Уровень воды для их запуска устанавливается немного выше, чем для основного насоса.

Это позволяет перестраховываться и включать резервное оборудование только в случае неисправности основного.

Дополнительно КНС могут оснащаться такими устройствами:

• расходометр;
• решетчатые емкости для фильтрации крупного мусора;
• шкафы управления и регулировки;
• лестница для спуска в емкость;
• вихревой регулятор потока;
• сорбционные фильтры.

Выбор набора оборудования необходимо проводить только под контролем специалистов. Это позволит подобрать комплектующие элементы с максимально соответствующими друг другу характеристиками и продуктивностью.