Принцип на работа и устройство на типова помпена станция за водоснабдяване

Повярвайте, частна къща може да бъде обзаведена с толкова високо ниво на комфорт, че да живеете в нея става много по-удобно, отколкото в градски апартамент. Във всеки случай, водопроводът може да се използва със същото удобство. Точно така, за да получите вода, ще трябва само да отворите крана, което все още не е много съвместимо с извънградската инфраструктура, съгласни ли сте?

Но това изобщо не е „розова“ мечта. За осъществяване на замисъла е достатъчно да включите помпена станция в схемата за водоснабдяване. Тя ще свърши за собствениците огромен обем тежка физическа работа. Вярно е, че за правилното ѝ свързване и експлоатация трябва добре да знаете устройството на оборудването.

Предлагаме ви ценна информация за спецификата на използване на посочената техника. Нашата статия ще ви помогне да разберете принципа на работа на помпената станция и ще ви запознае с правилата за монтаж. Предоставената от нас информация е допълнена с изключително ясни схеми, фото-колекции и видео ръководства.

Устройство на станцията за подаване на вода

За организиране на водоснабдяване в частна къща магазините предлагат помпени станции под формата на компактен блок от хидробак, блок за автоматика и електропомпа. Също така може да сглобите подобна инсталация за подаване на вода от отделни части и оборудване.

И двата варианта са приемливи, но е по-добре да изберете готов комплект с гаранция на производителя. Това ще излезе по-евтино и ще бъде по-практично при последваща поддръжка.

Основни работни компоненти

По устройство сглобената в заводски условия помпена станция за водоснабдяване се различава от повърхностната помпа по наличието на система за управление според стойностите на налягане.

В състава влизат следните функционални компоненти:

1. Повърхностна електропомпа.
2. Хидроакумулатор с нипел и вътрешна гумена "круша".
3. Манометър.
4. Реле за налягане.
5. Съединителна арматура.

За вземане на вода към нея се присъединява смукателна тръба с възвратен клапан и мрежест филтър. А към изходния отвор на инсталацията се свързва магистрала, транспортираща прехвърляната течност до точките на потребление. При това, ако станцията има вграден филтър и клапан, то с тях смукателният маркуч не трябва да се допълва.

Помпената станция представлява комплекс от оборудване, включващ хидробак, реле за налягане, манометър и непосредствено повърхностна електрическа помпа. Ако има вероятност за работа на агрегата в състояние на “сух ход”, се препоръчва да се купуват помпи-автомати, оборудвани с контролер на потока и блок за автоматика (+).

Хидравличният мембранен бак заедно с центробежна помпа е способен да поддържа във водопровода на вилата налягане от 1,5 атмосфери. Това е напълно достатъчно за стабилна работа на цялата битова техника, която се инсталира в частни къщи. При това по-голямата част от моделите хидроакумулатори са проектирани за 4,5 атмосфери максимално възможно налягане, което с излишък стига дори за вила от два до три етажа.

Автоматичната станция е компактна и не изисква тежко бетониране на площадката под оборудването. Най-големият ѝ елемент е акумулиращият вода бак. Въпреки това за нейното инсталиране е необходимо отделно помещение поради създавания при работа шум. Най-често цялата инсталация се монтира на първия етаж или в мазето, където е най-удобно да се експлоатира и обслужва.

Колкото по-голям е капацитетът на бака на хидроакумулатора, толкова по-рядко двигателят на помпата трябва да се включва за работа и толкова по-малко ще бъде неговото износване (+).

Доста скъпо, но напълно разумно решение за разполагане на оборудването може да бъде кесон, в който може да бъде разположен както целият комплекс от агрегати, така и помпа с автоматика без хидробак, инсталиран в къщата. Бюджетният вариант за разполагане на станцията във вилата предполага изграждане на отделен павилион, който защитава агрегата от атмосферните влияния.

Работа и особености на блока за управление

В задачата на автоматика за управление на помпената станция влиза проследяване на налягането в системата и включване/изключване на двигателя на хидропомпата при необходимост. За целта блокът за управление включва манометър и реле. Първият контролира текущото налягане, а второто управлява помпата.

Основните елементи на релето са две пружини. Голямата е настроена да затвори веригата при най-ниското налягане в мембранния резервоар, когато в него има малко вода. А по-малката контролира максималното налягане, като отваря веригата при достигането му.

Релето за налягане автоматично стартира помпата на станцията при спадане на налягането до 1,4 бара, например, и я изключва при достигане на максималната стойност, посочена от производителя. Не е препоръчително да се променят фабричните настройки на релето, тъй като те са съобразени с възможностите на спирателната арматура.

При покупка на помпена станция за работа в контури с вероятност за краткотрайна работа без вода е необходимо да се обърне внимание на наличието на устройство за контрол на потока.

Той е предназначен за предпазване на двигателя от прегряване в случай на липса на вода във водозахранването. При такива агрегати блокът за управление е ориентиран не към граничните стойности на налягането, а към спадане на потока.

В това как правилно да изберете помпена станция за благоустрояване на вилния парцел, ще ви помогне да се ориентирате предложената от нас статия. Освен ценни препоръки за купувачите на оборудване, в нея е представен рейтинг на най-добрите предложения на местния пазар.

Взаимодействие на помпата с хидроакумулатора

Капацитетът на мембранния резервоар се избира според обема на потреблението на вода. За двойка напълно ще стигне вариант от 25–40 литра, а за семейство от няколко души ще се наложи да се избере устройство от 100 литра.

Резервоари под 15 литра изобщо се препоръчва да се купуват само за сезонно ползване на вилата. Поради постоянното подпомпване на вода мембраната в тях бързо се износва.

В хидробак в изходно състояние през нипел (въздушен клапан) е нагнетен въздух, създаващ налягане от 1,5 атм. По време на работа в мембраната под налягане се нагнетява вода, която свива въздушния “запас”. При отворен кран сгъстеният въздух изтласква вода

Счита се, че колкото по-голям е капацитетът, толкова по-дълго ще издържи помпеното оборудване, защото броят на циклите на включване/изключване ще намалее. Въпреки това резервоар с голям обем струва немалко.

По правилата хидробакът се избира въз основа на изчисления, като се изхожда от посочените от производителя стойности на налягане при включване и изключване, реалния разход на вода при едновременно включени водозаборни точки.

Резервът от течност в хидравличния резервоар обикновено е около една трета от общия обем на капацитета. Цялото останало пространство е отредено за сгъстен въздух, който е необходим за поддържане на постоянно водно налягане в тръбите.

Ако хидроакумулаторът се вгражда в системата за водоснабдяване за минимизиране на рисковете, свързани с хидроударите, то резервоарът може да се избере с малък размер. В този случай важен е не обемът на капацитета, а наличието на мембрана и въздух зад нея. Именно те при нужда ще поемат удара, смекчавайки последствията му.

Производителността на помпата трябва да съответства на обема на мембранния резервоар (за капацитет 20–25 л се препоръчва да се вземе хидропомпа с 1,5 м³/ч, за 50 литра – 2,5 м³/ч, а за резервоар от 100 л – не по-малко от 5 м³/ч).

Автоматичната помпена станция работи в два цикъла:

1. Първо в хидроакумулатора се нагнетява вода от помпата от водозема, създавайки в него излишно въздушно налягане.
2. При отваряне на крана в къщата мембранният резервоар се изпразва, след което автоматиката отново пуска помпеното оборудване.

Устройството на хидроакумулатора за помпена станция за водоснабдяване е изключително просто. То се състои от метален корпус и херметична мембрана, която разделя цялото вътрешно пространство на две части. В първата от тях се намира въздух, а във втората се нагнетява вода.

Помпата нагнетява течност в мембранния резервоар само когато налягането в системата спадне до стойности около 1,5 атм, при достигане на зададената пределно висока стойност на налягането, станцията се изключва (+).

След запълване на хидроакумулатора релето изключва помпата. Отварянето на крана в мивката води до това, че водата, изтласквана от натиска на въздуха върху мембраната, започва постепенно да преминава във водоснабдителната система. В един момент резервоарът се изпразва до такава степен, че напорът отслабва. След това помпата отново се включва и стартира цикъла на работа на помпената станция отначало.

При празен резервоар мембранната преграда се смачква и се притиска към фланеца на входния патрубок. След включване на хидропомпата мембраната се разправя от водното налягане, свивайки въздушната част и повишавайки в нея налягането вече на въздуха. Именно това взаимодействие газ-течност през променящата се бариера стои в основата на принципа на работа на мембранния резервоар на помпената станция.

Критерии за избор на оборудване

Помпените станции с фабрична компоновка се доставят с повърхностна хидропомпа, често имаща вътрешен или външен ежектор. Въпреки това хидроакумулаторите могат да се използват и с потопяемо помпено оборудване, но на тях се приписва малко по-различен технически термин “помпена система”.

В случай на работа в тандем със станцията, мембранните резервоари могат да бъдат по-малки по обем от хидробаковете за системи с потопяеми помпи. Това е свързано с факта, че при потопяемите помпени агрегати броят на допустимите включвания/изключвания на час е по-малък, отколкото при повърхностните помпени машини.

Помпените станции, напълно подготвени за работа в предприятието-производител, е необходимо само да се свържат към съответните тръбопроводи и електрозахранване (+).

Повърхностни помпи, имащи вътрешен ежектор, имат сериозни ограничения по отношение на дълбочината на водовземане. Те са способни да издигнат вода само от 7–8 метра. Въпреки това те дават мощен воден напор на изхода с воден стълб от 40–60 метра (4–6 бара).

Вътрешният ежектор не се бои от въздушни тапи. Те първоначално изпомпват въздух без никакви негативни последици за себе си, а след това започват да нагнетяват в системата самата вода от сондажа.

Главният недостатък на станциите с вътрешен ежектор е високото ниво на шум при работа. Ако тези модели помпено оборудване за автономно водоснабдяване се планират да бъдат инсталирани в частен дом, това трябва да се прави само в помощни помещения с добра звукоизолация.

Използването на външен ежектор позволява да се черпи вода от дълбочина до 50 метра. Тези помпи са по-икономични, но имат нисък КПД (не повече от 40%). За сметка на това те издават много по-малко шум от аналозите с вграден ежектор.

Изборът на тип помпен агрегат за станцията зависи от качествените характеристики на планираната за прехвърляне среда:

Определяне на място за станцията за водоснабдяване

Избирайки местоположение за помпената станция, трябва да се ориентирате по характеристиките на хидропомпата. Всеки десет метра хоризонтална тръба между източника на вода и помпата намаляват засмукващата и способност с 1 м.

Ако се предполага разстояние от повече от десет метра, моделът на помпен агрегат трябва да се избере с повишена дълбочина на засмукване.

Автоматичната станция на системата за автономно водоснабдяване може да бъде разположена:

• навън в кесон до кладенеца;
• в специално построен за помпеното оборудване топлоизолиран павилион;
• в мазето на къщата.

Стационарният външен вариант предвижда изграждане на кесон и полагане от него на напорна тръба до вилата под нивото на замръзване на почвата. При устройство на целогодишно експлоатиран тръбопровод полагането му под дълбочината на сезонно замръзване е задължително.

При устройство на временни летни трасета за периода на пребиваване във вилата тръбопроводът не се задълбочава под 40 – 60 см или се полага на повърхността.

Топло вентилирано мазе със звукоизолация е идеалното място за монтаж на помпена станция, там и тръбите за водоснабдяване през зимата със сигурност няма да замръзнат (+)

Ако се извърши монтаж на станцията в сутерена или мазето, няма да се налага да се страхувате от замръзване на помпата през зимата. Трябва само засмукващата тръба да се положи под границата на замръзване на почвата, за да не замръзне при силни студове.

Често кладенецът се пробива направо в къщата, тогава значително се съкращава дължината на тръбопровода. Но не във всяка къща е възможно такова пробиване.

Инсталирането на водоснабдителни помпени станции в отделна сграда е възможно само при експлоатация на оборудването в периода на положителни температури. Въпреки това, за райони с много ниски зимни температури този вариант, предназначен за целогодишно функциониране, трябва да се изолира или да се изгради отоплителна система. По-добре е веднага да се монтира помпената станция директно в отопляваната къща.

При избора на място за разполагане на водоснабдителната станция трябва да се вземат предвид температурните граници, посочени в нейния паспорт от производителя:

Параметри на налягане в хидроакумулатора

За правилната работа на битови санитарни устройства във водопровода на къщата е необходимо да се поддържа налягане от 1,4 до 2,6 атмосфери. За да не се износва мембраната на хидроакумулатора твърде бързо, производителите препоръчват да се настрои налягане в него с 0,2-0,3 атм по-високо от това на водопровода.

Налягането във водопровода на едноетажна къща обикновено е 1,5 атм. От тази стойност трябва да се изхожда при регулирането на хидроакумулатора. Но за по-големи жилищни сгради налягането трябва да се увеличи, за да има вода във всички най-отдалечени от щранга кранове. Тук са необходими по-сложни хидравлични изчисления, като се вземат предвид дължината и конфигурацията на тръбопроводите, както и броят и типът на санитарните устройства.

Опростено може да се изчисли необходимото налягане за вътрешното водоснабдяване по формулата:

(H+6)/10,

където «H» е височината от помпата до най-високата точка на подаване на вода към санитарните уреди на горния етаж на къщата.

Въпреки това, ако изчисленият показател на налягането в автономното водоснабдяване надвишава допустимите характеристики на съществуващите санитарни и битови уреди, то при задаване на такова налягане те ще се повредят. В този случай е необходимо да се избере друга схема за разпределение на водопроводните тръби.

Регулирането на налягането във въздушната част на хидроакумулатора се извършва чрез клапан посредством изпускане на излишния въздух или неговото докачване с автомобилна помпа.

Възможни неизправности в работата на инсталацията

Ако помпата се включва твърде често и веднага се изключва, то е необходимо незабавно да се провери налягането на въздуха в хидроакумулатора. При занижени стойности ще трябва да се докача. Но отстраняването на проблема по този начин ще бъде възможно само ако мембраната и корпусът на резервоара не са повредени. В този случай ще помогне само обръщане към сервизен център към ремонтниците.

Нипелът за докачване на въздух най-често се разполага от обратната страна на резервоара спрямо входа за вода, но са възможни и варианти отстрани.

При появата на водни капки върху нипела на въздушния клапан хидроакумулаторът трябва незабавно да се изключи от водопроводната система. Това е пряк признак за повреда на мембраната. Без нейната подмяна в подобна ситуация не може да се мине. Въздухът не трябва да постъпва във водопроводната система на частната къща през мембранния резервоар.

Ако помпата изобщо не иска да се включи, то си струва да се погледне настройката на релето за налягане. Има случаи, когато то е настроено на твърде високо налягане. Но е възможен и вариант с попадане на въздух в смукателния маркуч, което води до задействане на защитата от сух ход.

Предимства на помпения агрегат с хидробак

Помпеният агрегат е неразделна част от автономната система за водоснабдяване. Той осигурява подаването на вода от кладенец или сондаж, като разпределението на водата по-нататък във вилата се осъществява чрез работата на самата помпа, използването на водонапорен резервоар или прилагането на хидроакумулатор.

Хидропневматичната водоподемна инсталация и водонапорният резервоар са предназначени за поддържане на постоянно налягане във вътрешната система за водоснабдяване

Използването само на една помпа при разпределението на водата във вилата е свързано с множество проблеми. При такава компоновка на автономното водоснабдяване помпеното оборудване е принудено постоянно да се включва/изключва, поради което неговият експлоатационен живот рязко се съкращава. А в случай на прекъсване на електрозахранването жилището изобщо остава без вода.

За да се намали износването на помпите и да се обезопаси къщата в случай на аварии в електрическите мрежи, в системата за водоснабдяване на къщата се включва допълнителен акумулатор. Това може да бъде водонапорен резервоар на тавана, от който водата тече гравитачно до санитарните прибори, или хидроакумулатор (известен още като мембранен резервоар или хидробак), който поддържа налягането в мрежата по изкуствен начин.

И в двата случая помпата се включва, за да образува запас от вода в резервоара. Само във втория случай запасът се създава автоматично от системата за управление според параметрите на налягането. В същото време акумулиращият резервоар позволява да се създаде резерв от вода в случай на прекъсване на електрозахранването, а системата с хидробак без електричество изобщо няма да работи.

Въпреки това акумулаторът в напълнено състояние се отличава с немалко тегло и при инсталиране в рамките на тавана изисква укрепване на пода и топлоизолация.

Вариантът с мембранен резервоар е по-удобен и практичен. Принципът на работа на системата за водоснабдяване с такава помпена станция се основава на изкуствено поддържане на водното налягане в тръбите. Самата помпа, която изпомпва вода от водохващането, се включва само за пълнене на резервоара. След това подаването ѝ към системата се осъществява с помощта на сгъстен въздух.

Хидропомпата на помпената станция, инсталирана в мазето, работи на засмукване, което позволява да се използва само при плитки водоносни хоризонти или със сондажи с естествено поддаване на вода.

За разлика от варианта с разширителен резервоар, хидропневматичната инсталация е по-компактна. Плюс използването на хидроакумулатор от мембранен тип гарантира липсата на хидроудари в мрежата и постоянно налягане в тръбите на водопровода, както и опростява поддръжката на системата за водоснабдяване на потребителите в частна къща.

Единственият недостатък на помпените станции с хидроакумулатор е енергийната зависимост. Резервоарът, акумулиращ вода, често има малки размери от 25–50 литра. Помпата трябва да се включва често, за да го напълни, а при спиране на тока резервът от вода не стига за твърде дълго. За да се избегнат подобни ситуации, е препоръчително да се сдобиете с автономен генератор.

Изводи и полезно видео по темата

Клип #1. От какви дълбочини помпеното оборудване може да издигне вода:

Клип #2. Как сам да сглобите помпена станция от битова центробежна помпа:

Клип #3. Всичко за принципа на работа на хидроакумулатора, който е част от помпената станция:

Автоматичните автономни системи за водоснабдяване дават възможност при живеене в извънградска къща да не се налага да носите вода в кофи. Благодарение на простото си устройство помпените станции са лесни за монтаж и поддръжка.

С тяхното инсталиране може да се справи практически всеки. За щастие, съществуват немалко конфигурации на помпено оборудване от различен тип с хидроакумулатори, за всяка вила може да се избере оптимално решение.

Искате ли да споделите собствен опит от използването на помпена станция, имате въпроси или сте открили недостатъци в статията? Моля, пишете коментари в разположения по-долу блок.