Насосная станция: принцип работы и устройство

С каждым годом увеличивается число жителей мегаполисов и крупных городов, которые начинают задумываться о приобретении и обустройстве собственного загородного жилья. Одни решают приобрести домик в деревне, другие возводят постройки своими руками, ну а третьи заказывают срубы и каркасные дома у строительных компаний, которые выполняют и конечный монтаж на подготовленном участке.

Путей реализации данной идеи множество. Причины «движения» из городов различны: это может быть стремление обеспечивать своих родных экологически чистыми продуктами питания; уйти от городских шума и суеты; иметь свой собственный дом, а не квартиру в непонятно кому принадлежащей бетонной постройке. Однако, став на этот путь, человек вынужден решать вопросы, о которых жители квартир даже не слышали. Например, что такое насосная станция. Принцип работы ее придется понять.

Основа жизни

Всем известно, что без воды выжить невозможно. Неудивительно, что, обустраивая загородный дом, владелец в первую очередь задумывается об источнике. Наиболее просто завести на участок и в помещения трубную линию от проходящего рядом центрального водопровода. Однако далеко не у всех есть такая возможность. Очень часто единственным доступным источником становится скважина или колодец на участке.

Но если летом, щурясь от утреннего солнышка, можно с удовольствием пройтись босиком по росе и принести руками несколько ведер в дом, то осенью и зимой такая перспектива вряд ли кого-нибудь порадует. К счастью, то, что казалось невероятным всего десяток лет назад, сейчас доступно каждому. Это насосные станции водоснабжения. Принцип работы их позволяет организовать локальную систему водоснабжения в отдельно взятом частном хозяйстве.

Шаг к автономии

Для обеспечения дома водой предназначена бытовая насосная станция. Принцип работы ее основан на балансе двух давлений – воды и воздуха, о чем мы подробнее поговорим чуть позднее. Для того чтобы данное устройство могло работать, необходимо выполнение нескольких условий:

- Наличие на участке скважины, колодца или иного источника. При этом расстояние от него до места установки станции должно быть минимальным, в противном случае приходится усложнять схему разводки, используя промежуточные емкости. Другими словами, чем ближе источник к дому – тем лучше.

В данном случае подразумевается классическая бытовая насосная станция, принцип работы которой не позволяет создавать напор на больших расстояниях. Обычно допустимой является длина трассы до 20 м. Если же это условие не выполняется, то необходима дожимная насосная станция. Принцип работы ее заключается в усилении напора до приемлемых величин. Фактически это дополнительное промежуточное звено - репитер.

- Доступность электроэнергии, необходимой для питания электродвигателя, накачивающего воду насоса. Автономные источники тока, если используются именно они, должны быть достаточной мощности. Так, самый простой вибрационный насос потребует для своей работы не менее 300 Вт, а электрическая мощность центробежных моделей исчисляется тысячами ватт.

- Правильно выполненный монтаж системы водоснабжения. Чем меньше поворотов трассы и переходов диаметров, тем лучше. Также при прокладке трубы нужно учитывать глубину промерзания почвы в данном регионе.

Близкое решение далеких проблем

Ранее мы уже упоминали о том, что если расстояние между конечным потребителем и источником воды велико, то необходима дожимная насосная станция.

Принцип работы ее позволяет преодолеть ограничения классических систем, значительно расширив их возможности. Она включается практически одновременно с главным насосом, повышая напор проходящей через трубы воды до требуемой величины. В качестве альтернативы может использоваться промежуточная емкость с выключателем поплавкового типа. Существует много вариантов решения проблемы подачи воды в дом от удаленного источника, каждое из которых обладает лишь ему присущими особенностями. Однако их описание выходит за рамки данной работы.

Как подать воду в дом?

Для организации автономной системы водоснабжения загородного дома в условиях отсутствия централизованной линии предназначена бытовая насосная станция. Принцип работы ее схематически может быть представлен как:

- электрический насос накачивает воду из источника в специальную емкость;

- при заполнении последней до определенного объема происходит рост давления воды в емкости и, как следствие, срабатывание управляющего механического реле РД5 по верхнему пределу, отключающего двигатель насоса;

- открыв кран или любую другую точку водоразбора, владелец получает возможность пользоваться водой так же, как в городе – с желаемым напором в системе (работают даже стиральные машинки-автоматы и посудомойки, вода в это время поступает из емкости);

- с уменьшением количества воды давление в системе падает, что регистрирует РД5, и по достижении выставленного владельцем нижнего значения происходит повторный запуск насоса. Цикл повторяется.

Все это реализует домашняя насосная станция. Принцип работы ее, как видно, невероятно прост. При соблюдении правил монтажа и эксплуатации срок службы данной системы может достигать 10 лет.

Компоновка

Итак, насосная станция. Принцип работы ее мы рассмотрели ранее в схематичном варианте. Теперь же обратимся к деталям.

Любая подобная система обязательно включает в себя следующие составные элементы:

- электрический насос для закачки воды из источника и создания первоначального давления;

- обратный клапан, монтируемый на трубопроводе и препятствующий вытеканию воды из емкости через насос при отключении последнего;

- пятиходовой штуцер с подключенными манометром и реле давления;

- гидроаккумулятор;

- систему домашней трубной разводки с кранами и другой запорной арматурой (например, электромагнитные клапаны стиральных машинок).

Именно в указанном порядке и собирается насосная станция. Принцип работы не менее прост. Чтобы выполнять ее настройку и последующее обслуживание, вовсе не обязательно прибегать к помощи сервисных центров – достаточно всего лишь изучить основные моменты.

Как закачивать воду?

Насосная станция может быть заводского исполнения, когда все ее элементы монтируются в составе цельного устройства, а также собранной вручную – с разнесенной компоновкой.

Обычно именно первые стоят в витринах соответствующих магазинов. Емкость бака в них редко превышает 50 л (как правило, все ограничивается 25 л). Воду можно тянуть, создавая разрежение в трубе (отсюда и ограничение на высоту подъема), а можно толкать вверх. Для решения первой задачи как раз и предназначены собранные заводские насосные станции: нужно всего лишь установить устройство рядом с колодцем, протянуть шланг или трубу к жидкости и обеспечить дальнейшую разводку с электропитанием.

Более технологичен второй вариант, при котором в толще воды затоплен специальный погружной насос. Он герметичен и может работать в таких условиях годами (за исключением вибрационных). От него протягивается линия к остальным компонентам, которые устанавливаются на поверхности. Такой насос толкает воду вверх по трубе, что более эффективно и дает возможность преодолеть ограничение по глубине.

Емкость, создающая напор

Не менее интересен принцип работы гидроаккумулятора насосной станции. Это один из ключевых элементов системы. Характеризуется объемом, материалом внутренней «груши», способом установки и качеством изготовления.

Внутри металлической «бочки» находится емкость из резины, по форме напоминающая грушу (хотя есть и немного другие исполнения). Именно в нее насос закачивает воду. Между их стенками находится воздушная прослойка с избыточным давлением (от 1 до 1,5 Атм).

При наполнении «груши» она увеличивается в объеме. Воздух сжимается и начинает оказывать давление на стенки. Именно благодаря ему создается напор. По мере использования запаса воды «груша» сжимается и давление падает. Указанная емкость гидроаккумулятора лишь косвенно позволяет оценить рабочую вместимость. Например, в зависимости от настройки, 100 л «бочка» позволяет накопить до 50 л воды.

Управляя работой системы

Работа насосной станции происходит в полностью автоматическом режиме. От человека требуется правильно смонтировать все элементы, выполнить первоначальную настройку и подвести электропитание. В дальнейшем при необходимости регулировки требуется проверять лишь наличие достаточного количества воздуха в емкости и правильность выставленных пределов реле давления.

Преодолевая препятствия

Используемый в классических станциях насос может поднять жидкость с глубины не более 8 м (теоретический предел 9 - 10 м). То есть, если до зеркала воды расстояние больше, то придется либо монтировать систему в специальном колодце-приямке, углубляясь в землю, либо использовать другой тип насоса. В качестве альтернативы может выступать эжекторная насосная станция. Принцип работы ее отличается от классического, что позволяет преодолеть ограничение на глубину подъема и закачивать воду почти с 45 м. Кроме того, расстояние до источника может составлять до 40 м. В таких установках используется специальное устройство – эжектор, которое физически размещается на входе водозаборной трубы. В более простых моделях к нему от основной системы, расположенной на поверхности, протягивается дополнительная труба, через которую поступает вода. Перед запуском она заполняется вручную (хотя есть и исключения), а при работе поступает от основной линии. Также возможны решения с одной трубой, но это лишь внешнее отличие. Монтаж эжекторных насосных станций требует установки дополнительных обратных клапанов и доработки трубной разводки. Основной недостаток – высокая стоимость.