Устройство и принцип работы насосной станции для водоснабжения

Если вы решили обустроить в своём загородном доме или на даче автономное независимое водоснабжение, то вам необходимо изучить устройство и принцип работы насосной станции, поскольку без этого оборудования обустроить такую систему не получится. Кроме этого для эффективной работы всей системы важно правильно подобрать станцию, поэтому вам стоит знать, на какие технические характеристики оборудования нужно обращать внимание и как подобрать агрегат для скважины глубиной 8 метров и 15-20 метров. В нашей статье вы найдёте описание принципов работы насосной станции и гидроаккумулятора, а также технические характеристики агрегатов, подходящих для обслуживания загородного дома.

Что такое насосная станция?

Насосная станция для водоснабжения загородного дома – это конструкция, которая состоит из следующих составляющих элементов:

• насос (может быть поверхностным или погружным);
• гидроаккумулятор или накопительный бак;
• система управления;
• обратный клапан.

Помимо перечисленных элементов для эффективной работы оборудования станцию необходимо дополнить фильтрующим приспособлением, которое не входит в стандартную комплектацию. Фильтр позволит выполнить грубую очистку воды из источника и защитит агрегат от преждевременного износа из-за попадания мелких частиц песка и глины.

На картинке показана схема устройства насосной станции для водоснабжения загородного дома или дачи.

Чтобы наглядней понять устройство насосной станции, необходимо разбираться в назначении её основных узлов:

1. Для всасывания и подъёма воды из скважины или колодца станция оборудована насосом и датчиком контроля. При этом обычный агрегат может понимать воду с глубины не более 8-10 метров. Если глубина вашей скважины или колодца превышает этот показатель и равна 15, 20 и более метров, то вам понадобится агрегат с выносным эжектором. В любом случае для всасывания и перекачивания воды используется насос, а датчик нужен для своевременного включения и отключения насосного оборудования.
2. Для любой системы водоснабжения дома очень важно поддержание правильного давления. За эти характеристики системы отвечает гидроаккумулятор и реле давления. Датчик позволяет отслеживать давление в гидроаккумуляторе и при необходимости осуществляет запуск и остановку насоса. А гидроаккумулятор в свою очередь поддерживает давление в системе за счёт избыточного давления в баке.
3. Все вышеперечисленные узлы в комплексе отвечают за бесперебойное водоснабжение частного дома. Однако для комфортного водоснабжения особенно важен гидроаккумулятор, поскольку в этой ёмкости накапливается необходимый объём воды и создаётся нужное давление для её поступления к точкам потребления.

Однако отдельное описание работы узлов не даст общей картины о принципе действия насосной станции для водоснабжения загородного дома. Его стоит рассмотреть отдельно.

Принцип действия

Чтобы понять, как работает насосная станция, понадобится описание последовательности выполняемых агрегатом действий. Принцип действия насосной установки для скважины глубиной 8, 15 или 20 метров одинаковый и состоит в следующем:

1. Сначала выполняется подключение агрегата. Для этого он устанавливается в нужном месте и подсоединяется к электросети. Производится подключение трубопроводов. При этом в зависимости от глубины скважины или колодца (8-10 метров или более 10, 15 и даже 20 метров) может использоваться одна из двух схем подключения, описание которых мы рассмотрим более подробно в нашей статье дальше. При этом в зависимости от схемы подключения подбираются и технические характеристики агрегата.
2. Дальше один конец трубопровода опускается в скважину или колодец для всасывания воды, а другой присоединяется к насосу. На выходе из насосного оборудования крепится другой трубопровод, идущий от оборудования к дому.
3. В гидроаккумулятор набирается вода и при помощи автомобильного насоса создаётся нужное давление. Теперь можно запускать оборудование.
4. После открывания крана в доме срабатывает обратный клапан, и насос начинает закачивать воду из скважины в гидробак.
5. По мере всасывания воды гидробак наполняется и давление в системе возрастает, что приводит к срабатыванию реле, отключающего насосное оборудование. Насос перестаёт качать воду и жидкость из накопительной ёмкости поступает к потребителю за счёт избыточного давления в системе.
6. По мере того, как вода расходуется, давление в резервуаре опускается до предельного минимума и реле снова срабатывает и запускает насос.
7. По мере всасывания воды из скважины или колодца давление возрастает и насос отключается. В итоге описание цикла работы повторяется.

Технические характеристики

Независимо от глубины скважины (8,10, 15 или 20 метров) все насосные станции делятся на бытовые и промышленные. Для частного дома используются бытовые агрегаты. Однако они могут иметь разные эксплуатационные характеристики. Чтобы ваш агрегат соответствовал потребностям семьи в воде, а также параметрам гидротехнического сооружения, необходимо при выборе обращать внимание на следующие технические характеристики:

• мощность оборудования, измеряемую в Вт;
• производительность прибора в кубометрах в час (эта характеристика подбирается после определения потребности жильцов воде);
• высота всасывания жидкости или максимальная отметка, на которую насос может поднять воду (эти характеристики зависят от глубины водозабора, например для скважин глубиной 15-20 метров нужен агрегат с показателем не менее 20-25 м, а для скважин глубиной 8 метров подойдёт прибор с величиной 10 м);
• объём гидроаккумулятора в литрах (есть агрегаты объёмом 15, 20, 25, 50 и даже 60 л);
• напор (в этой характеристике нужно учитывать не только глубину расположения водного зеркала, но и протяжённость горизонтального трубопровода);
• дополнительные защитные функции не помешают (защита от «сухого хода» и перегрева);
• важно также учитывать тип используемого насоса. Например, погружной насос монтируется в скважине, поэтому не шумит при работе, но его ремонт и обслуживание проводить сложнее. А агрегат поверхностного типа более прост в обслуживании и ремонте, но издаёт больше шума при работе.

Чтобы вам было проще выбрать подходящий для загородного дома агрегат, мы приводим примерные технические характеристики такого устройства:

• мощность прибора должна быть в пределах 0,7-1,6 кВт;
• в зависимости от размера семьи хватит станции производительностью 3-7 кубометров в час;
• высота подъёма зависит от глубины скважины или колодца;
• объём гидробака для одного человека равен 25 л, с увеличением членов семьи пропорционально должен возрастать и объём накопительной ёмкости;
• выбор прибора по максимальному напору стоит делать с учётом глубины гидротехнического сооружения, протяжённости горизонтального трубопровода, ведущего от агрегата к дому, а также высоты дома (если на верхних этажах есть точки водопотребления: санузлы или ванные комнаты);
• хорошо, если прибор будет иметь защиту от работы «на сухую». Это особенно важно для гидротехнических сооружений, отличающихся нестабильным уровнем воды. Тогда насос не сможет выкачать всю воду и работать вхолостую;
• кроме этого для насосной станции поверхностного типа понадобится защита от перегрева мотора. Всё дело в том, что в агрегатах погружного типа мотор постоянно находится в воде, поэтому эффективно охлаждается. А вот мотор поверхностной станции может легко перегреться и выйти из строя. Чтобы этого не произошло, нужна защита от перегрева, которая во время сработает и отключит насос.

Выбор схемы подключения

Как правило, может использоваться однотрубная или двухтрубная схема подключения. Выбор того или иного варианта зависит от глубины гидротехнического сооружения:

• однотрубная схема подходит для колодца или скважины глубиной не более 8-10 м и реализуется с обычной насосной установкой;
• двухтрубная схема применяется, когда высота всасывания составляет 10-20 и более метров. Этот вариант реализуется с использованием насосной установки, которая укомплектована выносным эжектором. Это устройство позволяет насосу перекачивать воду с большой глубины и устанавливается в скважине или колодце.

Устройство гидробака

Гидробак или гидроаккумулятор – это стальная ёмкость, внутри которой находится резиновая груша. Эта груша подсоединяется к водопроводу, по которому насос закачивает воду. В пространство между стенками стальной ёмкости и поверхностью резиновой груши накачивается воздух. Для этого можно использовать обычный автомобильный насос. При этом давление в этой ёмкости должно быть в строго установленных пределах.

Принцип работы гидроаккумулятора выглядит следующим образом:

1. Когда насосное оборудование начинает закачивать воду в резиновую ёмкость, её стенки растягивают. Это приводит к тому, что давление во второй ёмкости начинает нагнетаться за счёт расширения груши. Когда давление воздуха достигает установленного на реле максимума, контакты размыкаются и насос отключается.
2. В этом время также автоматически закрывается обратный клапан, который не даёт воде вытечь обратно из системы в источник.
3. Когда вы открываете кран, давление воздуха в стальной ёмкости давит на резиновую грушу, благодаря чему в системе поддерживается избыточное давление и вода течёт к потребителю. Кроме того такое давление не позволит жидкости вернуться назад в гидробак, если точка потребления находится выше отметки установки гидробака.
4. По мере того как вода вытекает из резиновой груши, давление воздуха во второй ёмкости начинает понижаться. Когда оно достигает установленного на реле минимума, срабатывает автоматика и замыкает цепь, вызывая запуск насосного оборудования, которое снова произведёт закачку воды в резиновую грушу до момента достижения максимального давления во второй ёмкости.

Помимо отслеживания давления автоматическое устройство на гидробаке может измерять температуру перекачиваемой жидкости. Если она повышается, значит, мотор насоса начинает перегреваться. В такой ситуации снова срабатывает автоматика, защищающая насосное оборудование от перегрева и выхода из строя. Насос отключается. После остывания агрегата до нужной температуры автоматическое реле снова запустит прибор. Иногда запуск производится через установленный промежуток времени.