Как найти насос дома

Организовать включение в систему централизованного водоснабжения частного дома, дачи или коттеджа удается нечасто. Обычно их владельцам приходится решать вопрос об автономной системе водообеспечения своего жилища.

Но, даже если есть возможность подключения к проходящему рядом с домом городскому или поселковому водопроводу, иметь при этом на участке независимый источник воды — не самая плохая идея как с точки зрения экономической, например, используя его для полива, так и в качестве гарантии от внезапных отключений центральной системы.

Общая информация

Система автономного водоснабжения частного дома состоит из нескольких компонентов:

1. Водный источник:
• Колодец — искусственная выработка‑шахта, выкопанная для сбора подземных грунтовых вод в поверхностном водоносном слое до глубины 10~15 м и укрепленная от осыпания.
• Скважины. Выполняются методом бурения и бывают нескольких типов:
  • Безнапорные: «на песок» — до 50 м, «на известняк» — до 150 м.
  • Артезианские — свыше 150 м.
  • Абиссинские и др.
• Искусственные водоемы. Емкости для сбора талых, дождевых вод. При имеющемся поблизости ключе или роднике можно организовать углубленный отвод его русла.
• Естественные водоемы. Ручьи, реки, озера.



2. Потребители воды на участке и в доме: мойки, раковины, ванны, сауны‑бани, бассейны, полив.
3. Система подачи и распределения: насосы, накопительные емкости, трубопроводы.

При проектировании автономной системы первым встает вопрос о подборе насоса для водоснабжения частного дома, как одной из самых ответственных и, если уж говорить о качестве работы и долговечности, наиболее дорогостоящей части гидротехнического оснащения. И выбор его обусловлен, прежде всего, типом источника воды на участке, а затем — выбранной схемой водоснабжения.

Конструкционные различия

Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:

• Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
• Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
• Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
• Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
• Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».

Виды по типу размещения

По способу размещения водоснабжающие гидронасосы подразделяются на два класса:

1. Поверхностного типа. Располагаясь в стороне от источника воды, обеспечивают ее всасывание по опущенной в колодец или скважину трубе.
2. Погружные. Полностью опускаются в воду на некоторую глубину.

Иногда в отдельный класс выделяют насосные станции, которые по сути являются компактным самодостаточным водонапорным комплексом, состоящим из поверхностного насоса, накопительного мембранного бака‑гидроаккумулятора, реле давления воды и схемы управления.

Какой лучше выбрать?

Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:

[attention type=green]Таким образом, для подъема воды из колодца проще использовать поверхностный насос или насосную станцию, а из скважины — погружной роторный либо центробежный.
[/attention]

Пример расчета

Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:

• Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
• Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
• Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
• Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
• Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
• Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.

Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.

Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.

Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.

Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.

При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.

Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:

• Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
• Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
• Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
• Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
• Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.

[attention type=yellow]Суммарный напор гидронасоса будет равен:

4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.[/attention]

Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.

Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:

Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.

[attention type=green]Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле:

Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).[/attention]

Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:

Включение в систему водоснабжения

Как говорилось выше, более других удобны в установке и эксплуатации готовые насосные станции, технические характеристики которых пригодны для водообеспечения небольшого дома на семью из 2~3 человек или дачи.

Подключение их сводится к нескольким простым шагам:

• Выбор места размещения.
• Подготовка надежного основания.
• Подведение необходимых трубопроводов.
• Всасывающую трубу, опускаемую в колодец, необходимо оборудовать сетчатым фильтром и обратным клапаном. Опустить ее следует на глубину не выше 1 м от поверхности воды.
• Подключение электрической сети и защитного заземления.

[attention type=red]Внимание! Все водяные электронасосные агрегаты должны иметь защитное заземление или зануление, без которых их эксплуатация недопустима. Подключение их к силовому электрощиту необходимо производить через УЗО и автомат максимального тока.
[/attention]

Слабые места насосных станций и основные поломки

Выпускающиеся промышленностью насосные станции, или так называемые самовсасывающие насосы, привлекают:

• доступной ценой, меньшей, чем при отдельном приобретении всех комплектующих;
• компактными размерами;
• удобством установки и обслуживания;
• готовностью к эксплуатации сразу после приобретения.

Однако в их использовании имеются и недостатки:

• Ограниченная 7~8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
• Необходимость оборудования специального утепленного звукоизолированного помещения.
• Небольшая емкость гидроаккумулятора 20~50 л.
• Шум при работе.

Неисправности насосных станций могут быть вызваны следующими причинами:

• Внезапное отключение электроэнергии часто сопровождается гидроударом, способным нанести непоправимые повреждения.
• Загрязненность и низкое качество воды приводят к повышенному износу лопаток центробежного гидронасоса и заиливанию бака.
• Несоответствие условий эксплуатации техническим параметрам.

Например, одна из распространенных поломок связана с завышенным водопотреблением, когда частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную. Это приводит к разрыву мембраны в баке‑гидроаккумуляторе.

Станция при этом не может создать требуемое давление в системе и частота включений еще больше увеличивается. Проверяется нажатием ниппеля на обратной стороне бака: если оттуда потекла вода — мембрана требует замены.

Еще одной распространенной неисправностью является поломка или неправильная регулировка реле давления, которая приводит к непрерывной работе станции без отключений.

[attention type=green]Регулируется реле двумя пружинками разного размера. Большой устанавливают нижний порог, а маленькой — разницу между верхним и нижним.
[/attention]

Жители городских домов или квартир нечасто задумываются о том, что, подходя к крану на кухне либо в ванной и просто открывая его, они включают в работу отточенную для ее создания столетиями научных открытий, изобретений и инженерных решений огромную и сложную систему добычи водных ресурсов, их доставки и распределения.

Те же, кому приходится создавать для своего жилища такую систему в миниатюре, по‑настоящему дорожат ценностью этого поистине незаменимого источника жизни — воды.

Как вам данная статья?

Например, у вас двухэтажный дом, площадью 180-200 квадратных метров, есть газ. Вы планируете установить радиаторы на первом и втором этажах и кое-где сделать теплые полы. В большинстве сантех-магазинов вместе с котлом вам предложат типовой комплект котельной — гидрострелку, коллектор и три насосные группы быстрого монтажа. По насосной группе на каждый этаж для радиаторов и еще одну для теплого пола. Что в этом наборе лишнее? В большинстве случаев здесь лишнее все. И гидрострелка, и распределительный коллектор с насосными группами и три насоса. В самом дешевом варианте тысяч 60 лишних затрат сразу и постоянный перерасход электроэнергии навсегда.

При этом в большинстве домов вся отопительная система может работать на насосе, встроенном в котел. Котел вешается на кухне в кухонный гарнитур, все трубы спрятаны, котельная не нужна.

Хороший вариант разумного минимализма и экономия квадратных метров. Только если площадь теплых полов большая, тогда понадобится смесительный узел теплого пола с дополнительным насосом. И все. А хватит встроенного в котел насоса или нет, вы легко сможете проверить после простого расчета.

Начинаем подбор, самый простой случай. Вышеупомянутый дом, площадь 180-200 квадратных метров, в системе отопления только радиаторы,теплых полов или нет, или их немного, 15-30 квадратных метров. Схема радиаторной системы двухтрубная, тупиковая. В этом случае ваш насос 25-40. Без всяких расчетов. Этот насос еще и с запасом будет.

Как читать маркировку насоса, что такое 25-40? Первое число, 25 — это присоединительный размер, в милиметрах. Число 40 — это величина давления, или напора, создаваемого этим насосом. Сорок дециметров, или 4 метра водяного столба. Часто этот параметр называют подъемом. Это не ошибка, но для циркуляционных насосов подъем — термин вредный. Циркуляционный насос в системе отопления воду не поднимает. Какой бы высоты здание не было, система представляет собой вертикальное кольцо, полностью заполненное водой. Кольцо уравновешено, с двух сторон на насос вода давит одинаково, перепад равен нулю. Поэтому насос только проталкивает воду по системе, обеспечивая циркуляцию. Способность насоса преодолевать гидравлическое сопротивление системы и называется напором. Подбор насоса начинается с определения характеристик будущей системы отопления.

Первое, что нужно знать хозяину дома — это тепловая мощность системы.

Требуемая мощность системы отопления равна теплопотерям дома. Через стены, окна, пол и крышу — все ограждающие конструкции. Самый популярный способ — примерный расчет, исходя из удельных теплопотерь на квадратный метр. Удельные теплопотери обычно принимаются как 100 ватт на квадратный метр площади дома. Откуда взялись эти 100 ватт? Из требований к утеплению зданий. Удельные теплопотери не должны превышать 100 ватт на квадратный метр общей площади. К реальным теплопотерям дома они не имеют никакого отношения. Но для оценки максимальной мощности отопления их использовать допустимо. Возьмем достаточно большой двухэтажный дом, площадью 250 квадратных метров.

250 х 100 = 25 000 ватт или 25 киловатт. Все, максимальную мощность отопления мы знаем и можем рассчитать необходимую производительность насоса. Расчет очень прост. Производительность насоса соответствует количеству горячей воды, которое нужно прокачать по отопительной системе, чтобы передать радиаторам тепло, достаточное для компенсации теплопотерь. Это количество называется расходом в системе отопления. Еще нужно учесть, сколько именно тепла мы будем забирать у воды в радиаторах. Эта разница между температурой в подаче от котла к радиаторам, и обратке от радиаторов к котлу. Еще она может называться дельтой температур.

Формула выглядит так: Q = (0,86xP) / dt

Q — производительность насоса

Р — мощность отопительной системы

0,86 — коэффициент теплоемкости воды.

dt — разница температуры между подачей и обраткой.

Нужное количество тепла нам известно, это мощность отопительной системы. Умножаем мощность на коэффициент теплоемкости воды — 0,86. Полученный результат делим на дельту т, обычно это 20 градусов.

Итого, (25 х 0,86) / 20 = 1 кубический метр воды.

Два слова о дельте температур. Из формулы мы видим, если уменьшить дельту, производительность увеличится. Многие при расчетах ее уменьшают, про запас.
Например, для радиаторных систем берут 15 градусов вместо двадцати. Делать это не нужно. Необходимый запас уже заложен, причем на всех этапах. Заложен запас в мощность отопительной системы, производители насосов и трубопроводов закладывают запас в характеристики, в формулах запас тоже есть. Если увеличивать запасы при проектировании, то расчеты становятся бессмысленны и ничем не отличаются от подбора на глаз. Некомпетентные продавцы и монтажники очень любят запасы. Труба потолще, насос побольше, в результате получается дорогая и при этом неработающая система. Не будем так делать.

Теперь о втором параметре, напоре.

Напор это давление, которое должен создать насос, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление, возникающее при принудительном движении воды в отопительной системе. Сопротивление системы состоит из сопротивлений всех ее элементов — углов, тройников, сужений, регулирующей арматуры, шероховатости труб. В упрощенном расчете нет необходимости брать из справочников и складывать сопротивления всех элементов, воспользуемся эмпирическими коэффициентами.

Формула: Н = Z x R x L

Н — необходимый напор насоса

Z — сопротивление элементов системы

R — сопротивление трубопровода

L — длина трубопровода.

Z для двухтрубной системы с простыми вентилями принимается равным 1,3. Это минимально необходимый запас 30% Для радиаторов с термоголовками применяется коэффициент 1,7. Коэффициенты перемножаются. Самая популярная система это тупиковая двухтрубная, с термоголовками на радиаторах. Значит перемножаем 1,3 и 1,7 получаем Z равным 2,2.

R,сопротивление трубопровода. Сопротивление трубопровода правильно подобранного диаметра не превышает 150 Паскалей на погонный метр. Для удобства переведем их в метры водяного столба, это будет 0,015 метра на метр трубопровода.

Осталось одна переменная, L, длина трубопровода. Как правильно ее определить? Не нужно суммировать длину всех труб в отопительной системе. Достаточно длины диктующей ветки. Это трубопровод от насоса до самого дальнего радиатора. Диктующая ветка обладает самым большим гидравлическим сопротивлением. Логично, если насос создает напор, достаточный для прогрева самого дальнего радиатора, то все остальные тем более будут горячие. Можно точно измерить диктующую ветку, тщательно изобразив ее на плане. Или можно рассчитать ее максимально возможную длину, исходя из габаритов дома. Допустим, насос расположен в углу дома на первом этаже. Самый дальний радиатор будет в противоположном углу дома на втором этаже. Трубопровод до этого радиатора не может быть длиннее суммы длины, ширины дома и высоты верхней точки радиатора от пола первого этажа. Высота верхней точки радиатора на втором этаже это примерно высота подоконника. Первый этаж + перекрытие, + метр до подоконника — примерно 4,5 метра. Площадь одного этажа нашего теоретического дома 125 метров, габариты 10 на 12,5 метров. Складываем длину и ширину дома, прибавляем к ним высоту установки верхнего радиатора над насосом. Полученную сумму нужно удвоить, так нужно просчитать полную длину трассы, от насоса до радиатора и обратно. Считаем Эль, длину диктующей ветки — (10 +12,5 +4,5) х 2 = 54 метра

Подставляем числа в формулу напора:

Н = Z x R x L = 2,2 х 0.015 х 54 = 1,8 метра водяного столба.

Итак, у нас есть два основных параметра нашей системы. Производительность, Q — 1 кубометр, и напор, Н — 1,8 метра водяного столба. Их совокупность называется рабочей точкой насоса. Когда вентили всех радиаторов открыты и отопление работает на полную мощность, насос должен прокачивать не менее 1 кубометра теплоносителя в час, создавая при этом напор не менее 1,8 метра. Начинается самое интересное, выбор конкретной модели насоса. В каталоге каждого производителя указаны графики гидравлических характеристик насоса. Мы хотим, например, купить насос грундфос. В большинстве случаев продавцы на такой дом порекомендуют насос UPS 25-60.

Находим график характеристик этого насоса. На оси Х находится производительность насоса, Q, на оси Y напор насоса, Н. Три ниспадающие линии — скорости насоса. Нижняя — первая скорость, средняя — вторая и верхняя — третья. Чем больше производительность, тем меньше напор, и наоборот. Три горбатые линии из начала координат — это значения кпд, для каждой из скоростей. Нижняя для первой скорости, средняя для второй и верхняя для третьей. Верхние части горбов — максимум кпд. Возле них и должна находиться рабочая точка.

По оси производительности откладываем 1 кубометр, по оси напора откладываем 1,8 метра, получаем рабочую точку на графике. Обратите внимание, и расход и напор найденной нами точки находится ниже и левее графика самой маленькой, первой скорости насоса. Поэтому в реальности параметры будут другими. Мы должны перенести рабочую точку на ближайшую линию скоростей насоса. В этом нам поможет кривая гидравлической характеристики сети, красная линия. Пересечение графика сети с графиком насоса и будет реальной рабочей точкой. Что мы видим? Даже на первой скорости производительность насоса в системе отопления этого дома будет не 1, а 1.2 кубометра, на 20% больше чем нужно. Напор не 1,8 метра, а 2,5 метра, на целых 40% больше! Это при максимальной мощности отопительной системы, в самые сильные морозы. Когда потеплеет, радиаторы начнут закрываться, расход через систему будет уменьшаться. Когда расход уменьшится в два раза, рабочая точка соответственно сместится влево про графику насоса. И напор улетит в небеса. Это нам гарантировано обеспечит гул в трубах. Нет, такой насос нам не нужен, он слишком большой. Оказывается, самый популярный насос 25-60, для радиаторной системы такого дома не подходит!

Смотрим характеристики более слабого насоса, UPS 25-40.

Повторяем, по оси производительности откладываем 1 кубометр, по оси напора откладываем 1,8 метра, получаем рабочую точку на графике. Оказывается и этот насос великоват для нашей системы, я бы предпочел ее видеть чуть выше и правее графика второй скорости. Но по крайней мере для этого насоса рабочая точка находится ближе к середине характеристик. Прикинем реальные параметры рабочей точки на второй скорости. Она не так сильно отличается от расчетной, как с насосом 25-60. И при потеплении на улице есть возможность переключиться на более низкую скорость. И КПД насоса на второй скорости выглядит идеальным, проекция на самый горб графика, я не подгонял, так само получилось. Так что выбираем насос 25-40.

Итак, выводы.

В большинстве случаев насосы, предлагаемые продавцами, переразмеренны. Для всей радиаторной системы стандартного частного дома даже самый маленький насос из бытовой линейки более чем достаточен.

Нет необходимости плодить насосы в системе, устанавливая по отдельному насосу на каждый этаж или дополнительные насосы к настенному котлу. Радиаторная система двух-трех-четырех, да скольки угодно этажного дома будет полноценно работать на одном правильно подобранном насосе.

Большое количество насосов в системе, деление радиаторной системы на множество контуров, установка гидрострелок там где они не нужны, говорит об одном — о некомпетентности тех, кто такие схемы предлагает и отсутствии элементарных знаний в профессии. Гидравлика — такая сфера, где избыточный запас не гарантирует работоспособность, а приводит к лишним первоначальным затратам, расходам на эксплуатацию и ускоренному износу оборудования.

Разобравшись с графиками характеристик насосов становится понятно, что современные отопительные системы с автоматически закрывающимися радиаторами при сильном изменении погоды требуют регулировки мощности насоса. При похолодании желательно ставить более высокую скорость, при потеплении — более низкую.

Если вы провели дачный сезон, таская ведра из колодца или с колонки, или если ваша насосная станция стала часто ломаться, то самое время подумать о новой: осенью на эту технику бывают скидки. А мы расскажем, на что, кроме цены, нужно ориентироваться при выборе поверхностной насосной станции.

Зачем нужна насосная станция и как она работает

Поверхностная насосная станция качает воду из расположенного рядом с домом колодца к точкам водоразбора. Станция обеспечивает в загородном доме водоснабжение, не уступающее по качеству городскому. Это означает, что напор воды позволит пользоваться не только душем и туалетом, но и стиральной и посудомоечной машиной, водонагревателями и мойками высокого давления, подключить летний водопровод или автоматическую систему полива.

Насосная станция состоит из поверхностного (не погружного) насоса с мотором, бака-гидроаккумулятора и реле давления, которое управляет включением и отключением двигателя, запуская и останавливая его при определенных значениях давления (как правило, если не настроено иначе, двигатель запускается при давлении 1,5-1,6 бар, а по достижении системой давления 3 бар реле отключает мотор).

Реле может быть механическим или электронным — с панелью управления и световой индикацией. Электронные реле, как правило, оснащены датчиком сухого хода, который отключает насос при отсутствии воды в источнике: например, если колодец обмелел или вода выкачана и не успела возобновиться. Такие реле называются блоками автоматики, и к ним не надо дополнительно покупать реле защиты от сухого хода. На блоке всегда есть кнопка, нажатием которой запускается мотор после отключения при сухом ходе.

Электронные реле давления выключают мотор не сразу по достижении максимального заданного давления, а через 10-15 секунд — такая система позволяет уменьшить количество циклов включения/отключения мотора и продлевает срок его службы. Механические реле давления в целом не хуже (и сильно дешевле) электронных, но срабатывают на отключение моментально и, как правило, не защищают насос от работы при отсутствии воды. В дополнение к механическому реле рекомендуется приобрести специальное, для защиты от сухого хода.

На практике работа насосной станции выглядит следующим образом: когда пользователь открывает кран смесителя или, например, включает посудомоечную машину, станция автоматически запускает двигатель, насос всасывает воду, и она попадает сначала в бак-гидроаккумулятор, а из него — к точкам водоразбора (кранам, бачку унитаза, бытовой технике). Реле отключает насос, когда давление в станции достигает выставленного предела, и включает снова, когда давление падает, а кран открыт. И так насос делает несколько циклов, пока расходуется вода.

Бак-гидроаккумулятор играет огромную роль:

• предотвращает гидроудар
• служит запасом воды при выключении электричества: чем больше бак, тем больше шансов не остаться совсем без воды при обесточивании дома

Но нужно помнить, что вода занимает только половину объема бака. Так, если объем бака 12 л, то резерв воды всего 6 л, при 24 — 12, при 50 — 25. Объем гидробака производители обозначают буквой V.

Но гидроаккумулятор большого объема хорош еще и тем, что позволяет мотору включаться реже — а ведь каждый запуск двигателя уменьшает его ресурс.

Большинство насосных станций оснащены манометрами, которые показывают давление в системе. Рабочее давление — от 1,5 до 3 бар: на 1,5 станция включается, на 3 — выключается, если реле не настроено иначе. Если манометра нет, то труднее следить за состоянием станции (например, иногда надо накачать в бак воздух при помощи насоса), а при неисправности будет сложнее понять ее причину.

Критерии выбора насосной станции

Выбор определяется условиями эксплуатации агрегата:

• сколько точек водоразбора должна обслуживать станция
• на какую высоту она должна поднимать воду
• как далеко расположен колодец
• где она будет находиться: на улице, в колодце, в неотапливаемой пристройке или в отапливаемом доме

Рассмотрим критерии по порядку.

Выбор в зависимости от количества точек водоразбора и расхода воды

Производительность, или объем перекачиваемой станцией воды, измеряется в кубометрах в час. Чем больше в доме точек водоразбора, тем выше должен быть этот показатель, который, в свою очередь, зависит от мощности прибора (от 500 до 1400 Вт) и от емкости бака-гидроаккумулятора (12—50 л). Естественно, чем выше мощность и больше бак, тем больше производительность. Считается, что для дома с одним туалетом, одной душевой кабиной, кухней и 1—4 пользователями достаточно производительности до 3 кубометров в час.

Специалисты советуют сделать расчет: сложить расход воды в час всеми точками водоразбора и умножить сумму на коэффициент 0,8. Так, если одна точка расходует в среднем 0,5 кубометра в час, а точек 5 (краны в ванной, в туалете, на кухне, бачок унитаза, периодическое включение стиральной и посудомоечной машины), то получается такой расчет: 0,5×6×0,8 = производительность насоса 2,4 кубометра в час.

Некоторые бренды указывают производительность в литрах в минуту и в литрах в час. 1 литр в минуту = 0,06 кубометра в час. Современные станции имеют производительность от 30 до 90 литров в минуту. Переведем в кубометры и в литры в час:

Последние два варианта подойдут, например, для мини-отеля или кафе.

Производительность зависит в том числе от мощности. Соотношения примерно такие:

• мощность 500-600 Вт — производительность 3 кубометра в час
• мощность 900 Вт — производительность 3,6 кубометра в час
• мощность 1100 Вт — производительность 4,2 кубометра в час

Высота подъема воды и напор

Поверхностные насосные станции рассчитаны на определенную глубину забора (подъема) воды, чаще всего до 6-9 м. Важно запомнить: если высота подъема воды более 8 метров, то насосная станция должна быть оснащена дополнительным струйным насосом, или эжектором, который позволяет увеличить подъемную силу водяного столба.

Если требуется еще бо́льшая высота подъема, станция должна быть уже не поверхностной, а погружной — то есть с погружным насосом. Такие станции рассчитаны на эксплуатацию в скважинах, но в большинстве случаев источником воды для дачного водопровода служит все же колодец.

Еще одна важная характеристика станций — напор, или высота подачи воды. Она обозначается буквой H и показывает, не только на какую высоту станция поднимает воду, но и какое расстояние может пройти вода от источника (зеркала воды) до точек водоразбора.

Тут учитываются длина всех труб — как вертикальных, так и горизонтальных, а также их сопротивление и потери напора при их прохождении. Измеряется напор в метрах.

Для расчета необходимого напора рекомендуется суммировать расстояние от зеркала воды до уровня земли (для этого нужно знать глубину колодца) и высоту от уровня земли до расположения точек водоразбора. Каждые 10 метров этого расстояния добавляют к высоте подъема еще 1 метр.

Например, колодец расположен в 30 м от дома, где стоит станция. Это означает, что к расчетной высоте подъема воды (например, 8 м) нужно прибавить не менее 3 м. Пример расчета: 30+8+3 = 41 м. К полученному результату надо прибавить 10%-20% про запас: итого для описанных условий нужна станция с напором не менее 45 м.

Материал изготовления, уровень шума и место расположения насосной станции

Все это связано — и вот каким образом. От материалов во многом зависит уровень шума и то, где станцию можно установить: в доме, на улице под навесом, в пристройке, в подвале, непосредственно в колодце на полке под крышей (и такое бывает).

Станции могут быть выполнены из:

• нержавеющей стали: дорого, высокий уровень шума, высокая антикоррозионная стойкость, чистая вода первой порции
• полипропилена: не слишком дорого, низкий уровень шума, сохранение чистоты воды
• чугуна: не слишком дорого, низкий уровень шума, подверженность коррозии при отсутствии специального внутреннего покрытия, а значит — попадание в первые порции воды частиц ржавчины

Разные узлы прибора — гидробак, корпус двигателя — могут быть сделаны из разных материалов, стоит уточнить это перед покупкой.

Насосные станции в рабочем состоянии ни в коем случае нельзя оставлять в помещениях, где температура может упасть ниже нуля. Причина очевидна: замёрзшая вода просто «разорвёт» устройство. Перед началом холодной погоды, если станция остается зимовать в неотапливаемом помещении, воду необходимо из насоса слить — хорошо, если для этого есть удобная дренажная пробка (внимательно читайте инструкцию: их может быть несколько).

Чугунные станции не стоит хранить в подвале или в пристройке к дому зимой при отсутствии отопления. Приборы из нержавеющей стали и пластика зимуют в суровых условиях куда лучше.

Системы защиты

Большинство станций оборудованы несколькими уровнями защиты, но все же встречаются модели экономичного ценового сегмента, за которые придется платить дважды, потому что производитель «забыл» что-то из этого:

• защита от перегрева и перегрузок (термозащита)
• обратный клапан, исключающий выливание воды обратно в колодец
• плавный пуск двигателя
• крепления или накладки на ножки для устойчивости и уменьшения вибрации

Удовольствие от экономии при покупке устройств, которые лишены вышеперечисленных систем, длится, как правило, не очень долго: ровно до того момента, когда вместо сломавшейся станции придется покупать новую. Кстати, логика у производителей железная: если, например, защита от перегрева конструкцией прибора не предусмотрена, то и выход из строя от перегрева гарантийным случаем не является.

При выборе насосной станции (и отдельно — любого ее узла: бака, реле) нужно обратить внимание на класс защиты внешних оболочек корпуса от проникновения внешних загрязнений — IP. Первая цифра после этих букв обозначает защиту от твердых частиц (пыли, грязи), вторая — от воды (капли, брызги, струи). Так, устройства с низкой степенью защиты нельзя использовать на улице, с высокой — допустимо. Например, станция с защитой IP54 может «жить» в сухом подвале, а с защитой IP67 — на улице под навесом.

Чтобы снизить риск выхода станции из строя из-за засорения, важно ориентироваться и на допустимый размер твердых взвешенных частиц в воде. Но дело в том, что состояние воды в колодце знают немногие (когда вы последний раз сдавали воду на анализ?!), и оно может резко измениться, а пользователь узнает об этом постфактум. Поэтому лучше сразу установить на входе в систему водоснабжения предварительный фильтр грубой очистки, задерживающий песок и другие крупные загрязнения — или выбрать насосную станцию, в которой этот фильтр предусмотрен.

Вместо заключения

Насосная станция — не та техника, на покупке которой разумно экономить. Прибор очень простой и практически не имеет ненужных функций и деталей, поэтому тактика «мы возьмем станцию попроще и подешевле, а на разницу в цене купим блендер» не работает: разница в цене пойдет на постоянные ремонты и покупку запчастей. Устройство всех станций абсолютно одинаковое, но разница в исполнении, качестве материалов и деталей может быть огромной. Ну а если мощность, напор, производительность и высота подъема выбраны впритык или вовсе не соответствуют нуждам дома, то станция просто не будет работать: не может же насос с напором 30 м подавать воду на расстояние 40 м. Выбирайте характеристики «с запасом», выбирайте качество.

У многих владельцев загородных домов отсутствует возможность пользоваться таким благом цивилизации, как централизованная водопроводная сеть. Это совсем не означает, что единственный выход в данной ситуации – носить воду от ближайшего источника в ведрах. Сегодня вполне реально обустроить свой собственный напорный водопровод. В этом вам поможет насосная станция, в автоматическом режиме подающая воду из колодца или скважины.

Какую насосную станцию выбрать для дома? Современный рынок насосного оборудования предлагает множество вариантов – здесь и готовые станции, и отдельные комплектующие, из которых, как из конструктора, можно собрать нечто, максимально соответствующее вашим потребностям.

К выбору необходимо отнестись очень ответственно, чтобы в процессе эксплуатации оборудования у вас не возникало никаких проблем.

Подборка товаров осуществлена на основе отзывов, мнений и оценок пользователей, размещенных на различных ресурсах в сети интернет. Вся информация взята из открытых источников. Мы не сотрудничаем с производителями и торговыми марками и не призываем к покупке тех или иных изделий. Статья носит информационный характер.

Устройство и принцип работы насосной станции

Отличается ли чем-нибудь насосная станция от обычного электронасоса и, если да, в чем ее преимущества?

Во-первых, насосная станция способна обеспечить хороший напор, необходимый для полноценного снабжения водой дома и участка.

Во-вторых, система эта полностью автоматизирована и может работать без постоянного контроля со стороны владельца – один раз смонтировал, и можно не вспоминать о ней, пока не придет срок профилактического осмотра и проверки.

Осознанный выбор насосной станции будет невозможен, если не уделить должного внимания ее устройству и базовым составляющим.

Основными конструкционными элементами насосной станции являются соединенные между собой поверхностный насос и гидроаккумулятор (напорный гидробак), а также автоматическое реле давления, управляющее работой насоса. Для автономного функционирования системы этого недостаточно. Но о назначении и устройстве дополнительных компонентов мы поговорим чуть позже, сейчас же сосредоточим свое внимание именно на основных элементах конструкции.

Устройство насосной станции

«Сердцем» насосной станции является насос. Конструкционный тип используемого насоса может быть практически любой – вихревой, роторный, винтовой, осевой и т.д. – но для бытового водоснабжения, как правило, используют насосы центробежного типа, отличающиеся простотой конструкции и высоким КПД.

Второй важный конструкционный элемент насосной станции – гидроаккумулятор – представляет собой, по сути, накопительный бак (что собственно и следует из его названия). Однако назначение гидроаккумулятора заключается не только в накапливании закаченной воды.

Без этого элемента насос бы включался/выключался слишком часто – каждый раз, когда пользователь повернет кран на своем смесителе. Отсутствие гидроаккумулятора негативно сказалось бы и на напоре воды в системе – вода то текла бы из крана тонкой струйкой, то хлестала бы слишком бурным потоком.

Как насос, гидроаккумулятор и реле давления, собранные воедино, способны в автоматическом режиме обеспечивать нас водой?

Разберемся в принципе действия насосной станции.

Насос при включении начинает закачивать воду, заполняя ею накопительный бак. Давление в системе при этом постепенно возрастает. Работать насос будет до тех пор, пока давление не достигнет верхнего порогового значения. При достижении заданного максимума давления сработает реле, и насос выключится.

Что произойдет, когда пользователь откроет кран на кухне или начнет принимать душ? Водопотребление приведет к постепенному опорожнению гидроаккумулятора, а значит, и к снижению давления в системе. Когда давление упадет ниже установленного минимума, реле автоматически включит насос, и он начнет вновь закачивать воду, компенсируя ее расход и нагнетая давление до верхнего порогового значения.

Верхний и нижний пороги, при которых срабатывает реле давления, устанавливаются на заводе. Пользователь, однако, имеет возможность внести небольшие коррективы в работу реле. Необходимость в этом может возникнуть, например, если требуется увеличить напор воды в системе.

Благодаря тому, что насос, входящий в состав насосной станции не работает непрерывно, а включается лишь время от времени, износ оборудования минимализирован.

Небольшое видео показывающее принцип работы насосной станции:

Типы насосных станций и расстояние до зеркала воды

Различают насосные станции со встроенным и выносным эжектором. Встроенный эжектор является конструктивным элементом насоса, выносной представляет собой отдельный внешний узел, погружаемый в скважину. Выбор в пользу того или иного варианта зависит в первую очередь от расстояния между насосной станцией и зеркалом воды.

С технической точки зрения эжектор – устройство довольно простое. Его главный конструктивный элемент – сопло – представляет собой патрубок с зауженным концом. Проходя через место сужения, вода приобретает заметное ускорение. В соответствии с законом Бернулли вокруг потока, движущегося с повышенной скоростью, создается область с низким давлением, т. е. возникает эффект разряжения.

Под действием этого разряжения в трубу засасывается новая порция воды из скважины. В итоге насос тратит меньше энергии для транспортировки жидкости на поверхность. Возрастает эффективность насосного оборудования, равно как и глубина, с которой можно закачивать воду.

Насосные станции с встроенным эжектором

Встроенные эжекторы обычно помещаются внутри корпуса насоса или располагаются в непосредственной близости от него. Это позволяет уменьшить общие габариты установки и несколько упростить монтаж насосной станции.

Максимальную эффективность такие модели демонстрируют, когда высота всасывания, т. е. расстояние по вертикали от входного патрубка насоса до уровня зеркала воды в источнике, не превышает 7-8 м.

Разумеется, следует учитывать еще и расстояние по горизонтали от скважины до места размещения насосной станции. Чем больше длина горизонтального участка, тем меньше глубина, с которой насос способен поднимать воду. Например, если насос установлен непосредственно над источником воды, он сможет поднять воду с глубины 8 м. Если тот же самый насос удалить от точки водозабора на 24 м, то глубина поднятия воды уменьшится до 2.5 м.

Помимо низкой эффективности при больших глубинах залегания зеркала воды подобные насосы обладают еще одним явным недостатком – повышенным уровнем шума. К звуку от вибрации работающего насоса добавляется шум воды, проходящей сквозь сопло эжектора. Именно поэтому устанавливать насос с встроенным эжектором лучше в отдельном подсобном помещении, за пределами жилого здания.

Насосная станция со встроенным эжектором.

Насосные станции с выносным эжектором

Выносной эжектор, представляющий собой отдельный небольшой блок, в отличие от встроенного может находиться на значительном удалении от насоса – он подключается к погружаемой в скважину части трубопровода.

Выносной эжектор.

Для работы насосной станции с выносным эжектором требуется двухтрубная система. Одна из труб служит для подъема воды из скважины на поверхность, по второй часть поднятой воды возвращается вниз, в эжектор.

Необходимость прокладки двух труб накладывает некоторые ограничения на минимально допустимый диаметр скважины, предусмотреть это лучше еще на стадии проектирования устройства.

Подобное конструктивное решение, с одной стороны, позволяет существенно увеличить расстояние от насоса до зеркала воды (с 7-8 м, как у насосов с встроенными эжекторами, до 20-40 м), но с другой – ведет к уменьшению КПД системы до 30-35%. Впрочем, получив возможность значительно увеличить глубину забора воды, вы легко смиритесь с последним.

Если расстояние до зеркала воды на вашем участке не слишком глубоко, то нет необходимости монтировать насосную станцию непосредственно возле источника. Это значит, что у вас появляется возможность отдалить насос от скважины без заметного снижения эффективности.

Как правило, такие насосные станции располагают непосредственно в жилом доме, например, в подвальном помещении. Это обеспечивает повышение срока службы оборудования и упрощение процедур настройки системы и профилактических работ.

Еще одним несомненным достоинством выносных эжекторов является существенное снижение уровня шума, производимого работающей насосной станцией. Шум воды, проходящей через эжектор, установленный глубоко под землей, уже не побеспокоит жильцов дома.

Насосная станция с выносным эжектором.

Водопотребление, производительность, напор

Прежде чем покупать насосную станцию, следует понять, в состоянии ли данная модель будет удовлетворить ваши потребности, способна ли она нормально функционировать в конкретных, имеющихся у вас условиях. Оценить это можно по ряду технических характеристик насоса. Особое внимание следует уделить таким параметрам, как создаваемый напор (высота, на которую насос способен поднять воду) и его производительность (объем воды, прокачиваемой за единицу времени).

Общее водопотребление дома – это суммарный расход воды всеми бытовыми приборами (посудомоечная и стиральная машины) и прочими точками водоразбора (краны в кухне и ванной, слив в санузле, наполнение бассейна, автоматизированные системы полива и орошения на участке и т.д.).

В идеале производительность станции должна быть не меньше суммы расходов всех точек водоразбора в доме. Только в этом случае жильцы дома не будут испытывать проблем с подачей воды и ее напором. Только в этом случае они смогут открывать кран, не задумываясь о том, что кому-то в доме вода в данный момент может быть нужнее.

Как правило, достаточно мощные насосы с легкостью поставляют до 3.5-8 м³ воды в час, поддерживая в водопроводной сети давление в 2-3 бара.

Чтобы определить мощность насосной станции, необходимую для обеспечения водой всех точек водоразбора, следует оценить три параметра.

1. Во-первых, необходимо знать высоту подъема подаваемой воды, т.е. посчитать расстояние от зеркала воды до самой высокой точки водопровода.

2. Во-вторых, следует учесть рабочее давление в водопроводе (для нормальной работы бытовой техники и оптимального напора воды в кранах требуется, чтобы давление было не меньше 2 бар).

3. В третьих, нужно оценить потери напора по всей длине водопровода.

Расчет расхода воды и требуемой производительности насоса, а также подбор конкретной насосной станции, удовлетворяющей данным критериям, – задача специалистов. От вас же требуется заранее определить расстояние от водозаборного патрубка насоса до зеркала воды в скважине по вертикали и удаленность насосной станции от скважины, знать тип и диаметр используемых труб.

Не лишним будет подготовить план участка и дома с указанием расположения всех точек водоразбора.

Существует еще один важный момент, который следует принять во внимание перед тем, как выбрать насосную станцию для дачи или дома. Из колодца вы закачиваете воду или из скважины – неважно, но наполняемость источника, т.е. его способность «генерировать» воду не должна быть меньше производительности станции.

Дебит скважины можно узнать из ее паспорта, выданного производившей бурение организацией.

Гидроаккумулятор насосной станции

Гидроаккумулятор, являющийся функционально важным узлом насосной станции, представляет собой герметичную металлическую емкость, подключаемую к выходному штуцеру насоса.

Устройство гидроаккумулятора

Внутри бака имеется эластичная мембранная перегородка, изготавливаемая обычно из натуральной резины или искусственного бутилкаучука.

Мембрана делит резервуар на две камеры – воздушную и жидкостную. Сочлененное с гидроаккумулятором реле давления определяет давление воды в жидкостной камере бака и на основании полученных данных управляет работой насоса.

Материалом для изготовления гидроаккумулятора традиционно является сталь. Если мембрана имеет грушевидную форму, то вода контактирует только с ней, и, значит, возможность коррозии внутренних стенок бака полностью исключена.

Гидроаккумулятор с грушевидной формой.

Если используется плоская мембрана, разделяющая резервуар на две части, то на его металлические стенки наносят защитное полимерное покрытие.

Снаружи бак из низкоуглеродистой стали защищает от атмосферной влаги эмалевое покрытие. Если предполагается устанавливать насосную станцию за пределами отапливаемого помещения, то следует отдать предпочтение гидроаккумулятору из нержавейки.

Назначение и принцип действия гидроаккумулятора

Жидкостная камера заполняется водой, под действием создаваемого ей давления эластичная перегородка деформируется. При падении давления в результате расхода воды пользователями мембрана распрямляется, и происходит выброс новой порции жидкости из бака.

Таким образом, гидроаккумулятор обеспечивает подачу воды к точкам водоразбора даже при неработающем насосе. Более того, он ограничивает число включений насоса. Внутри резервуара хранится определенный запас жидкости, а потому нет необходимости включать насос каждый раз, как вы открываете кран.

Обычно расход воды из гидроаккумулятора до повторного наполнения составляет половину его полного объема. Например, из 20-литрового бака можно спокойно выкачать 10 л воды, не включая при этом насос. А чем реже последний включается, тем дольше прослужит.

Некоторые поверхностные насосы допускают большую частоту запусков – до 30-100 раз в час. Однако частые пуски/остановки существенно снижают срок службы электродвигателя – ресурс отдельных узлов устройства вырабатывается преждевременно. Идеальным с этой точки зрения вариантом считается, когда число включений/выключений насоса не превышает 10-20 раз в сутки.

Гидроаккумулятор не только создает давление в водопроводной сети дома, служит ограничителем числа повторно-кратковременных включений насоса, хранит в себе запас воды. Еще он позволяет избежать гидравлических ударов – резких скачков давления в системе.

Как выбрать объем гидроаккумулятора

Объем гидроаккумулятора может варьироваться в зависимости от модели от 8 до 100 и более литров. Выбор размера гидробака зависит от суммарного водопотребления, глубины скважины, длины трубопровода и параметров насоса. Совместно с насосами мощностью до 1.2 кВт рекомендуется использовать гидроаккумуляторы емкостью 20-24 л, для насосов мощностью 1.5-2 кВт больше подойдут баки на 50-60 л.

Какой объем можно считать оптимальным? Чем больше, тем лучше, но до определенных пределов. Теоретически, чем больше объем гидроаккумулятора, тем надежнее защищен насос от частых запусков. Однако практика показывает, что увеличение объема резервуара до 100-200 л очень часто приводит к снижению комфортности пользования водопроводом: пользователь вынужден мириться с тем, что напор воды, льющейся из крана, плавно снижается.

Пользователи, имеющие большой опыт эксплуатации насосных станций, единодушны во мнении, что наиболее удобен гидроаккумулятор объемом 16-24 л. Следует иметь в виду, что при необходимости вы всегда сможете подключить к водопроводной магистрали дополнительный гидроаккумулятор нужного вам объема.

Материал изготовления насоса и его конструкционных элементов

Главный недостаток центробежных насосов – высокая требовательность к чистоте перекачиваемой воды. Попадающие внутрь песчинки, ил и прочие твердые частицы становятся причиной преждевременного износа деталей насоса.

Срок службы техники во многом зависит от материала, из которого изготовлена крыльчатка. Крыльчатки из нержавеющей стали более долговечны, но стоят дороже изделий из пластика, нередко устанавливаемых в бытовых моделях.

Для изготовления корпуса насоса также применяют различные материалы.

1. Насосы в пластиковых корпусах самые дешевые и, что немаловажно, самые малошумные. При этом надежностью такие насосы не отличаются.

2. Стальные, напротив, самые дорогие и шумные, но при этом и самые долговечные.

3. Чугунные по всем показателям занимают промежуточное положение.

Помимо материала изготовления корпуса насоса и его рабочего колеса при подборе стоит обратить внимание еще на один параметр, а именно на материал обмотки электродвигателя. Часто для удешевления и облегчения конструкции используют алюминиевую обмотку.

Она, увы, менее долговечная, чем медная, что негативно сказывается на общей надежности насоса, вынужденного работать круглогодично и почти круглосуточно.

Управляющая автоматика

Главное отличие насосных станций от насосов заключается в наличии у них оборудования, позволяющего работать без постоянного контроля со стороны человека. Под управляющей автоматикой в первую очередь подразумевается реле давления. Данный блок автоматизирует работу насоса, включая и выключая его при определенных предельных значениях давления в системе.

Большинство насосных станций оснащаются механическими (пружинными) реле давления. Это небольшое по габаритам устройство, внутри которого располагаются все необходимые рабочие элементы – две разноразмерные пружины с регулировочными гайками, электрические контакты, мембрана и пластина, изменяющая свое положение в зависимости от величины давления на нее со стороны мембраны.

Под действием давления воды, поступающей в гидроаккумулятор, мембрана деформируется и смещает пластину, которая, в свою очередь, начинает воздействовать на большую пружину. Сжатие пружины приводит к размыканию контакта, подающего напряжение на электродвигатель насоса.

При понижении давления в результате расхода воды потребителем пластина возвращается в исходное положение, контакты замыкаются, и насос снова начинает работать. Большая пружина создает противодействие давлению воды на мембрану и пластину, маленькая задает разницу между нижним и верхним порогом давления.

Верхнее и нижнее предельные значения давления выставляются на заводе-производителе, однако при необходимости вы можете вручную перенастроить как верхний, так и нижний порог. Сила сжатия пружин изменяется посредством соответствующих регулировочных гаек.

Механическое реле может быть заменено электронным. Последнее не является силовым, оно взаимодействует с автоматикой станции и уже через нее влияет на работу насоса. Функционал электронного реле, конечно, богаче, чем у механического. Некоторые модели, например, оснащены таймером часовых включений, ограничивающих количество запусков насоса в единицу времени.

Как правило, электронные модели реле снабжены индикаторами и панелью управления, с помощью которой осуществляется регулировка параметров.

Насосная станция с электронным реле.

Дополнительное оборудование

Помимо электронасоса, гидроаккумулятора и управляющей автоматики в комплект любой насосной станции в обязательном порядке входят:

• соединительная арматура, в том числе гибкая подводка, соединяющая насос с гидроаккумулятором;
• манометр, измеряющий давление жидкости в системе и облегчающий контроль за работой насоса,
• обратный клапан, предотвращающий опорожнение подводящей магистрали при выключении насоса;
• фильтры, препятствующие попаданию в насос механических примесей;
• автоматы защитного отключения насоса.

Фильтры

Центробежные насосы характеризуются повышенной требовательностью к чистоте перекачиваемой жидкости. Очень важно, чтобы в проходящей через насос воде не было абразивных частиц (ил, песок и т.д.), а также длинноволокнистых включений с линейными размерами более 2 мм (водоросли, травинки, щепки).

После станции ставятся картриджные фильтры тонкой очистки, доочищающие воду, которая направляется к потребителю. Впрочем, к насосной станции они уже никакого отношения не имеют.

Обратный клапан

Чтобы насос был в состоянии в любой момент начать качать воду, необходимо, чтобы подводящая магистраль всегда была заполнена. Именно поэтому система водозабора насосных станций оборудуется обратным клапаном, устанавливаемым сразу после сетчатого фильтра грубой очистки.

Наличие обратного клапана избавит вас от необходимости каждый раз долго ждать, пока вода поднимется в насос из скважины, и, что более важно, убережет насос от работы в режиме «сухого» пуска, чреватого выходом оборудования из строя.

Водозаборная труба с обратным клапаном.

Защитная автоматика

Наши электросети не могут похвастаться стабильностью, и напряжение зачастую «гуляет» в довольно широком диапазоне. Обезопасить дорогостоящее оборудование от скачков напряжения поможет автомат защитного отключения. Если в комплект вашей станции этот компонент не входит, его можно (и нужно!) докупить отдельно. Не лишним будет и автомат защитного отключения при перегреве насоса.

Система защиты от «сухого» хода – еще один элемент, который необходим для продления срока службы насосной станции. Особенно важна она в тех случаях, когда производительность скважины непостоянна. Размещенный в скважине датчик подаст сигнал на выключение насоса, как только уровень воды упадет ниже минимального предела. Это позволит предотвратить перегрев и выход насоса из строя вследствие перекачивания воздуха.

В индивидуальном водоснабжении скважины занимают лидирующее место по сравнению с колодцами — их бурение и обустройство обходятся намного дешевле при более высоких параметрах. На эффективность водозабора и качество воды большое влияние оказывает насос для скважины, выбор которого в высокой степени связан с характеристиками источника.

Решая, как правильно подобрать насос для скважины, рассматривают множество факторов, в основном стараются найти оптимальное соотношение цены и качества, изучая модели и отзывы о них от различных производителей. Для точного подбора характеристик приобретаемой насосной техники понадобятся некоторые расчеты с учетом семейных потребностей и особенностей скважины.

Рис. 1 Разновидности насосов для скважины

Виды и характеристики скважин, влияющие на выбор насоса

Подбирая глубинный насос для скважины, всегда рассматривают параметры источника, основными из которых являются характеристики водоносного слоя: глубина прохождения, скорость его наполнения и количество различного вида примесей в воде. В бытовом бурении различают несколько видов скважин, отличающихся глубиной расположения водоносного горизонта и структурой его донной области.

Абиссинские

Бюджетный вид скважины с водозабором из первого или второго водоносного пласта от поверхности земли, обычно ее глубина не превышает 10 метров и очень редко доходит до 15. При буровых работах используют обсадные трубы малого диаметра (1 — 2 дюйма), нижнюю часть в виде заостренного копья с фильтром помещают в водный пласт на некотором расстоянии от дна. Благодаря малому весу обсадной колонны и некоторым мерам по ее фиксации на поверхности (бетонная отмостка), колонна находится в неподвижном состоянии, не давая фильтрующей части опускаться в ил и песок — таким образом обеспечивается высокая чистота воды.

Хотя дешевую абиссинку можно пробурить своими руками или использовать для этого малогабаритную буровую технику и забивную бабу, выгода себя не окупает при водоснабжении частного дома. Связано это с низким дебитом источника, который редко превышает 3 м.куб./ ч, поэтому абиссинку в основном используют для бытовых нужд — полива огородов, наполнения бассейнов, прудов и прочих емкостей. Часто наверх скважины вместо электро устанавливают ручные насосы.

Рис.2 Оборудование для бурения самодельной скважины

Самодельные

Приведенная выше технология по бурению абиссинских скважин давно устарела — забивать трубы в землю или вкручивать в нее самодельный бур слишком долго и неэффективно для получения больших глубин. В настоящее время широкой популярностью среди индивидуальных домовладельцев пользуется бюджетное (меньше 100 у.е.) гидравлическое бурение кустарным способом.

Для этого используют самодельный бур, присоединенный к концу трубы с противоположной наружной резьбой, для устройства канала используют ряд труб с приваренной резьбовой муфтой с одного конца и нарезанной винтовой нитью с другого. В начале процесса первую трубу вкручивают в землю с помощью съемной ручки (принцип действия напоминает вороток для метчика) одновременно подавая воду дренажной помпой с помощью шланга, подключенного через резьбовой фитинг к ее верхнему концу.

После погружения в землю шланг и ручку снимают, подсоединяют новую трубу и процесс повторяют. При обнаружении водоносного слоя трубную колонну извлекает из земли и постепенно разбирают, в полученную шахту затем вставляют пластиковый шланг с перфорированным фильтром на конце. Таким образом, получают самодельные скважины глубиной до 40 метров, объем подачи может достигать 5 м.куб./ ч.

Буровой процесс занимает не более суток и часто напоминает лотерею с шансами 50 на 50 — при попадании на пути канала крупного булыжника работы можно считать завершенными. Также к недостаткам технологии относят обязательное условие нахождения зеркала воды не более 9 м от уровня земли (для водозабора используется только поверхностный электронасос).

Рис. 3 Скважины и характеристики грунта вокруг водоносного слоя

На песке

Основной вид бытовых скважин, бурение производится с помощью специализированной техники, колонна из соединенных с помощью резьбы обсадных труб опускается на песчано-глинистое дно. Глубина скважины составляет 15 — 60 м, всасывание воды осуществляется через отверстия в фильтре, расположенные на 1 — 2 м выше донной области.

Срок службы песчаной скважины зависит от размера фракций — чем они меньше, тем быстрее произойдет заиливание, эксплуатационный период может колебаться в диапазоне от 5 до 15 лет. Встречаются и более мелкие фракции с заиливанием источника после года эксплуатации, но в этом случае монтаж обсадной колонны для скважины на песок не производят из-за экономической нецелесообразности. Так как вода в скважине на песке содержит высокое количество твердых взвешенных частиц в придонной области, устанавливают насосное оборудование с конструкцией всасывающего механизма для работы в данных условиях.

Для устройства обсадной колонны используют металлические или пластиковые трубы с резьбой стандартным диаметром от 3 до 6 дюймов и специальный фильтр на последней трубе для отсеивания мелких частиц песка.

Наивысший дебит таких скважин составляет 5 м.куб./ ч. (соответствует 83 литрам в мин.), что вполне пригодно для обеспечения питьевой водой загородного дома с семьей из 5 человек.

Артезианская

Самые дорогие глубоководные скважины, в бытовых условиях колонна опускается на известковое дно на расстоянии от поверхности земли 40 — 250 метров. Так как известковая основа довольно прочна и не содержит мелких взвешенных частиц, на конец труб ставят простейший перфорированный фильтр. Из-за большой глубины высокое давление грунта на водоносный пласт заставляет воду подниматься по скважинному стволу внутри шахты на значительную высоту, нередки случаи, когда вода фонтанирует из источника.

В связи с большой глубиной, для бурения используют сложную технологию из обсадных труб разных диаметров, чаще всего встречается 3 типоразмера — 125, 133, 159 мм. Артезианская скважина имеет высокий дебит (10 — 20 м.куб./ч.) и способна обеспечить водой несколько домов или небольшой многоквартирный дом, ее эксплуатационный срок составляет около 50 лет.

Хотя артезианская вода отличается высокой чистотой, часто в ней содержится повышенная концентрация природных солей, сероводорода и железа — все это требует использования дорогих фильтрующих систем для воды из скважины.

Рис. 4 Артезианская и песчаная скважины — структура

Как правильно подобрать насос для скважины

Решая, как выбрать насос для скважины, обращают внимание на ряд факторов, которое можно разбить на несколько групп:

• Место расположения. Все виды насосов для скважин делятся на две большие группы: устанавливаемые на поверхности земли или погружаемые в воду. В первых моделях охлаждение обмотки электродвигателя происходит естественным путем за счет большой массы или вентилятора, размещенного на задней стенке, погружные модели охлаждает водная среда.
• Принцип работы. Подавляющее большинство бытовых электронасосов для забора воды работают по центробежному принципу — такие агрегаты имеют высокую производительность и наивысший коэффициент полезного действия. Для работы с загрязненной водной средой широко применяет винтовые и вибрационные модели, последние пользуются широким спросом у населения ввиду низкой стоимости. Намного реже на рынке можно встретить вихревые виды, предназначенные для эксплуатации только в чистой воде без примесей.
• Технические характеристики. Параметры электронасоса являются важнейшим критерием выбора, основные из них: объем перекачиваемой жидкости, напор и глубина погружения под зеркало воды, размер пропускаемых частиц. Иногда полезно обратить внимание на мощность насоса, класс защиты от проникновения влаги и грязи (стандартное значение IP 68), наличие внутри агрегата реле отключения электропитания в случае перегрева обмотки.

Рис. 5 Электронасос поверхностного типа на даче

• Конструкция. Модели от ведущих мировых производителей могут существенно отличаться по конструктивному исполнению от бюджетных российско-китайских аналогов, при разработке их основных узлов (геометрия рабочих колес, исполнение уплотнений и т. д.) использованы инновационные технологии.
• Размеры электронасосов. В отличие от обычной техники, где основными размерными параметрами являются высота (мм) ширина (мм) и толщина, для погружных электронасосов основным размером служит наружный диаметр. Его измеряют в дюймах, типовые значения у бытовых приборов 3, 3 1/2, 4 дюйма.
• Материалы изготовления. В подавляющем большинстве распространенных центробежных скважинных моделей корпуса и основные узлы выполнены из нержавеющих материалов или высокопрочных полимеров, наиболее часто детали из некачественных материалов встречаются в бюджетных вибрационных моделях.
• Производитель и цена. Основные и взаимосвязанные параметры выбора, среди большого количества фирм, поставляющих на отечественный рынок свою продукцию, есть две категории с существенной разницей в ценах: это европейцы и российско-китайские производители.
  Лидером по качеству, применению инновационных технологий и стоимости среди электронасосов, представленных на отечественном рынке, является насосное оборудование датского концерна Grundfos, немного уступают ему в цене известные итальянские поставщики Pedrollo, DAB, Speroni. Неплохо зарекомендовали себя на рынке относительно недорогие российские и российско-китайские бренды: Aquario, Джилекс, Водолей, Belamos, Вихрь, Unipump.

Рис. 6 Электронасос вихревой Pedrollo — конструктивное устройство

Критерии выбора

При выборе погружного насоса для скважины в первую очередь исходят из главного параметра источника — объема подачи (дебита), если проводилось официальное бурение, в паспорте на скважину указывают этот показатель.

Следует отметить, что дебит зависит от используемого электронасоса, поэтому если он устраивает хозяев, следует выбирать агрегат с таким же значением. Помимо этого, в паспорте приводятся цифры статического и динамического уровня, высоты обсадной колонны и ее диаметра.

При самостоятельном проведении буровых работ определить значение дебита не составляет большого труда – поднятая насосом вода выливается в емкость известного объема и отсчитывается время ее заполнения.

Поверхностный или погружной

Из-за небольшого расстояния водоносного слоя от поверхности земли и малого диаметра обсадных труб в абиссинке или самодельной скважине используют агрегаты поверхностного типа, глубина всасывания которых не превышает 9 м. Также поверхностные насосы в скважину под воду можно применять в артезианском или песчаном источниках, если их статический и динамический уровень меньше 9 м.

Обычно наружное водозаборное оборудование размещается в едином блоке под названием насосная станция, она включает в себя поверхностный центробежный электронасос, элементы автоматики (реле), контрольные приборы (манометр) и расширительный бак (гидроаккумулятор).

Из-за высокого шума при работе выбранную поверхностную станцию нужно размещать в подвальном помещении дома или кессонной яме, к преимуществам можно отнести легкий доступ к оборудованию в любое удобное время.

Рис. 7 Глубинный центробежный насос для скважины – конструкция на примере Pedrollo

Погружные насосы используют в случаях, когда водное зеркало расположено на большой глубине, по сравнению с поверхностными моделями они обладают более высокими характеристиками, позволяя обеспечивать водой несколько домов из высокопроизводительной артезианской скважины даже в бытовом исполнении. Их сложнее устанавливать и погружать в скважину, для этого требуются специальные оголовки и адаптеры. Так как скважинный насос находится вне зоны видимости, обслуживание и контроль его работы затруднены.

При отсутствии омывающей воды погружной насос выходит из строя, если в системе не установлено реле холостого хода или агрегат не содержит встроенной защиты от перегрева обмотки, любое падение водного уровня ниже всасывающих воду отверстий фильтра приведет к сгоранию электродвигателя.

Производительность насоса — метод определения

Как отмечалось ранее, поверхностные модели эффективнее использовать при небольших расстояниях водного зеркала от поверхности земли, такое насосное оборудование лучше подходит к самостоятельно устроенным скважинам. При самостоятельном бурении скважин нет никаких данных о скорости наполнения источника водой, а ведь на основании этой информации подбирают нужную модель будущего насоса. Без электронасоса, забирающего воду из источника, в этом случае не справиться, поэтому его придется временно одолжать или взять напрокат.

Рис. 8 Вибрационный погружной насос для скважины – устройство и внешний вид

При определении дебита источника поверхностным электронасосом его ставят как можно ближе к скважине и погружают напорную трубу в воду, на выходе электронасоса воду сливают в емкость известного объема, замеряя при этом время ее заполнения.

Допустим, обычная 20 литровая канистра наполняется за 60 секунд, переведя это время в часы, мы получаем скорость подачи 1200 литров в час, что соответствует стандартным единицам подсчета 1,2 м. куб./ч. Если спустя некоторое время (1 час) вода в источнике опустилась ниже уровня расположения всасывающего патрубка и не появляется на выходе, электронасос отключают и дают время скважине восполнить водные запасы. На выходе трубы от насоса устанавливают запорный вентиль и спустя некоторое время снова включают электронасос, уменьшая краном расход воды, за наличием которой также наблюдают в течение часа.

Таким образом, путем нескольких экспериментальных заборов разных объемов воды определяют количество жидкости в час, которое может откачивать скважинный насос, методику можно использовать и в случае определения дебита скважины с погружным электронасосом.

Высота подъема — какие факторы учитывать

Водяной насос в водопроводной системе должен выполнять три задачи: поднять воду из источника, доставить ее по трубам к потребителю, преодолевая их гидравлическое сопротивление, и обеспечить в системе заданное давление для работы автоматики и домашней техники (стиральные и посудомоечные машины). Именно из этих составляющих и состоит формула расчета напора воды, которая будет рассмотрена ниже.

Рис. 9 Винтовой глубинный насос для скважины – устройство

Глубина погружения

Глубина погружения под водное зеркало является паспортным параметром, учитываемым при установке погружного электронасоса, поверхностные виды находится на земле и в их технические характеристики данные не входят. Чтобы определить глубину погружения, которую должен иметь выбираемый агрегат, измеряют статический и динамический уровень.

Статическим уровнем называют расстояние от поверхности земли до водного зеркала в спокойном состоянии источника, динамический определяют при работающем на глубине электронасосе в течение часа, он также равен расстоянию от поверхности земли до водного зеркала.

Все измерения водных уровней делают с помощью длинной сухой веревки с грузом, ее опускают в скважину до появления звука всплеска и затем отмеряет расстояние между краем мокрого участка и поверхностью земли.

Выбираемая погружная модель должна иметь в паспортных характеристиках глубину погружения, равную расстоянию между статическим и динамическим уровнем с запасом 3 — 5 метров. Это позволит располагать электронасос достаточно далеко от заиленного скважинного дна при использовании песчаных скважин и таким образом повысить качество забираемой воды.

Также при опускании водного уровня в сухую погоду или при заиливании источника запас в несколько метров обеспечит бесперебойную работу электронасоса. Еще одно преимущество размещения электронасоса подальше от дна — экономия средств на материалах и выборе более дешевой модели с меньшими техническими требованиями.

Рис. 10 Параметры обсадных труб

Диаметр скважины

Скважинный диаметр играет важную роль в определении размерных параметров подбираемого агрегата, он должен входить в канал с небольшим зазором между стенками труб. Стандартный диаметр выпускаемых погружных электронасосов составляет около 75 или 100 мм, для этих типоразмеров с учетом толщины стенок подходят колонны из обсадных труб с наружным диаметром 90, 113 и 125 мм.

Возможно будет интересно: Как прокачать скважину после бурения

Расчет насоса для скважины

Если экспериментальное определение количества жидкости, откачиваемой электронасосом, не вызывает больших затруднений, то для нахождения нужного напора используют несложные формулы. Есть несколько вариантов формул подсчета напора, один из них выглядит следующим образом:

H(м) = P x 10,2 + Нв + Нп, где

H(м) — определяемая высота подъема жидкости в метрах;

Р — давление, которое необходимо создать в магистрали потребителя, указывается в атмосферах или переводится в бары (bar);

Нв — разность высот между всасывающим фильтром электронасоса и магистралью потребителя;

Нп — потери давления из-за гидравлического сопротивления трубопровода.

Рис. 11 Таблица для расчета потерь в трубопроводе

Выбор подходящего электронасоса для скважины на воду рассмотрим на примере семьи из 5 человек, для обеспечения нужд которых необходим объем подачи около 3 м³/ч, при максимальном давлении в системе 3 бара. Предполагается, что разность высот составляет 30 м, а водопроводная магистраль сделана из пластиковой трубы внутренним диаметром 1″ дюйм (наружный диаметр 32 мм) под стандартный выходной патрубок электронасоса, ее длина составляет 50 метров.

Основную трудность в данных расчетах вызывает определение гидравлических потерь в трубопроводе. Дело в том, что они зависят не только от материала изготовления труб, но и объема проходящий по ним жидкости, поэтому при расчетах данный показатель проще определить в соответствии с таблицей на рис.11.

В колонках указаны два ряда цифр, нас интересует только нижний показатель с обозначением потерь на 100 метровом участке трубопровода (данные приведены в метрах). Для более точных расчетов в таблице указаны потери в коленах, запорной арматуре, тройниках, обратных клапанах (нужный параметр также указан в метрах).

Предположим, что у нас системе находится один обратный клапан, тройник, запорный кран и 3 колена под углом 90 градусов, общая длина потерь на которых, исходя из таблицы, составляет 12 м.

Итак, определяем потери:

Нп = (50 + 12) х 11 100 = 6,82 (м)

И получаем общий результат:

H(м)= 3 х 10,2 + 30 + 6,82 = 67,42 (м)

Чтобы определить, какой насос выбирать, воспользуемся, к примеру, таблицей для моделей Grundfos (рис. 12). Из нее видно, что данному напору и объему перекачки наиболее подходит модификация SQ 3-65. При отсутствии подобных таблиц электронасос подбирают по напорным характеристикам и подаче (точка 1 на рис. 13).

Следует отметить, что чем ближе к центру кривой располагается искомая точка, тем с большей эффективностью (КПД) будет работать подобранный электронасос.

Рис. 12 Таблица для напорных характеристик Grundfos

Поверхностные и глубинные насосы — какой выбрать

Перед рядовым потребителем всегда встает вопрос — какой насос следует выбирать? Понятно, что далеко не каждый может позволить приобретение погружного скважинного электронасоса Grundfos за 1000 у.е. и больше, чаще требуется найти оптимальное соотношение цены и качества. Однозначного ответа на данный вопрос нет ни у кого, но можно привести некоторые рекомендации:

• Приобретаемый погружной центробежный насос для скважины должен точно соответствовать расчетным режимам и условиям эксплуатации, модель с большой мощностью, запасом по объему перекачиваемой воды или напору будет работать с низким КПД.
• Вибрационные модели не используют для забора воды из скважин при индивидуальном водоснабжении — они обладают малым объемом подачи, слишком низким КПД (30 — 40%), а их длительная эксплуатация приводит к заиливанию источника.
• При желании приобрести высококачественный производительный агрегат по более низкой цене, чем неубиваемый Grundfos, рассматривают хорошие модели от итальянских производителей Pedrollo, DAB, Speroni и немецкие Wilo, обладающие высоким качеством сборки.
• Приобретая погружной насос для скважины, следует обращать внимание на наличие систем защиты и контроля, встроенная защита от перегрева обмотки электродвигателя спасет агрегат от дорогостоящего ремонта при отсутствии воды, если в системе не сработает реле сухого хода или оно неверно настроено (подключено).
• Никогда не помешает иметь рядом сервисный центр или мастерскую по ремонту и обслуживанию приобретенного насосного оборудования.

Рис. 13 Погружные центробежные насосы Grundfos серии SQ — напорные характеристики

Поверхностные насосы

Поверхностные электронасосы редко используют отдельно от других элементов водозаборной системы, к которым относятся реле, манометр и гидроаккумулятор, из этих узлов собираются недорогие насосные станции, которые можно приобрести за 100 — 200 у.е.

На рынке широкой известностью пользуются отечественные станции Джилекс, Belamos, Вихрь, но самое интересное, что высочайшую конкуренцию им составляют производители с мировым именем: немецкие Gardena, Wilo, Karcher, итальянские Marina (Speroni) и даже Grundfos, станции которых можно приобрести по немного более высокой стоимости.

Практически все агрегаты имеют приблизительно одинаковые параметры, редко превышающие объем подачи в 4 м³/ч. и напор в 50 м, максимальная глубина всасывания всех модификаций составляет 9 м.

Среди насосных станций можно выделить популярную серию Marina от Speroni, отличающуюся высокими характеристиками со средней стоимостью, некоторые модели дополнительно комплектуются эжекторами, позволяющими увеличить высоту подъема воды.

Рис. 14 Насосные станции – популярные марки

Статья по теме:

Скважина на даче – способы и этапы бурения, обустройство. Возможно будет интересно более подробно узнать про виды скважин на даче, возможные варианты бурения, а также, способы их обустройства

Погружные насосы

В ряду погружных моделей решить, какой насос лучше с точки зрения оптимального соотношения цена-качество, непосильная задача, в отличие от определения лучшего и самого дорогого, которым является Grundfos от датского производителя. Среди отечественных брендов популярны Джилекс, Belamos, Unipump, Водолей, Aquario, Вихрь, продукция двух последних марок изготавливается на китайских производственных площадях. Качественную и менее дорогую продукцию, чем у Grundfos, на рынок поставляют итальянские концерны Pedrollo, DAB, Speroni.

Среди всех моделей насосов, подавляющее большинство которых составляет приборы центробежного принципа действия, можно выделить известные марки агрегатов иной конструкции.

Для работы с загрязненной водой многие потребители покупают винтовые Unipump Eco Vint, при заборе чистой воды нередко отдают предпочтение маркам вихревого принципа действия Pedrollo Davis, хорошо известным на рынке.

Лучшие насосы Grundfos используют совместно с блоками частотного регулирования скорости вращения вала электродвигателя — данное решение экономит электроэнергию почти на 40% и существенно повышает ресурс работы оборудования.

Рис. 15  Бытовые погружные насосы для скважин

Бытовые насосы для скважины является главной составляющей в системе индивидуального водоснабжения, при их подборе руководствуются потребностями в воде и опираются на параметры скважинного источника.

Выбирая лучший насос для скважины учитывают, что для конкретной погружной модели ее качество в высокой степени зависят от финансовых возможностей покупателя, наилучшим соотношением цены и исполнения обладают итальянские и немецкие бренды.

Если для индивидуального водоснабжения используется насосная станция, рациональнее покупать продукцию от европейского производителя, стоимость которой немного превышает отечественные и китайские аналоги.