Как устроены современные поверхностные насосы для систем бытового водоснабжения? Каковы их характеристики? Как подключить такой насос к домашнему водопроводу? Сегодня мы постараемся ответить на эти и некоторые другие вопросы.
Насосная станция: первое знакомство
Типичный поверхностный насос для бытового водоснабжения — центробежный (вихревой), с рабочим колесом, соединяющимся с электромотором общим валом. Входной патрубок насоса располагается по центру крыльчатки, напорный патрубок — на периферии рабочей камеры, параллельно ее радиусу.
Эта несложная конструкция прекрасно подходит для перекачки значительных объемов воды (например, для наполнения напорной емкости), а вот для круглосуточного водоснабжения дома — не очень.
Дело в том, что в типичном водопроводе частного дома водоразбор большую часть времени отсутствует. Вода расходуется не больше часа-двух в сутки. Непрерывно включенный насос в отсутствие протока воды может перегреться; кроме того, его постоянная работа станет причиной неоправданно высокого расхода электроэнергии.
Производители предлагают два решения этой проблемы:
- Повышающие насосы бытового водоснабжения снабжаются датчиками протока: питание на мотор подается лишь при расходе воды;
Обратите внимание: такая схема работы далеко не оптимальна с точки зрения ресурса мотора. Он испытывает максимальные нагрузки в моменты запуска.
- Насосные станции включаются лишь при падении давления в мембранном гидроаккумуляторе до заданного значения. При незначительном расходе воды давление в водопроводе поддерживается сжатым в гидроаккумуляторе воздухом.
Итак, насосная станция — это комплект оборудования, включающий:
- Поверхностный насос;
- Управляющее им реле питания с датчиком напора;
- Опционально — манометр, позволяющий зрительно контролировать текущий напор воды;
- Гидроаккумулятор — бак с воздушным и водяным отсеками, разделенными упругой мембраной.
Заметьте: мембранный бак не только обеспечивает подачу воды с избыточным напором при простое насоса, но и сглаживает скачки давления при его запуске.
Характеристики
Какими возможностями обладает типичный насос бытового водоснабжения, входящий в состав насосной станции?
ПараметрЗначениеПотребляемая мощность400-2500 ВтПроизводительность40-120 л/минНапор30-60 метровГлубина всасывания8-9 метров
Последний параметр нуждается в комментарии. Он практически не зависит от мощности, которую развивает насос для бытовых систем водоснабжения, и определяется в основном... атмосферным давлением.
Видите ли, поверхностный насос поднимает воду с глубины, создавая разрежение во всасывающей трубе. Если крыльчатке удастся каким-то чудом создать в ней абсолютный вакуум, перепад давления между трубой и окружающей средой будет равен одной атмосфере (760 мм ртутного столба). Давление в атмосферу может поднять водяной столб на 10,3 метра и ни центом больше.
На практике перепад давлений между трубой и воздухом несколько меньше, что уменьшает глубину всасывания до указанных выше значений.
Особый случай
В славном 18 веке жил да был физик, механик и математик Даниил Бернулли.
На 39-м году жизни он сформулировал закон, названный впоследствии в его честь. Закон Бернулли утверждает, что гидростатическое давление в потоке жидкости обратно пропорционально скорости потока.
Этот эффект используют для увеличения глубины всасывания насосные станции с внешним эжектором.
При монтаже такой станции в скважину или в колодец опускается две трубы — всасывающая и напорная. Подающаяся по напорной трубе с избыточным давлением вода поступает к эжектору и формирует струю с высокой скоростью, которая за счет падения давления в ней вовлекает в движение окружающие эжектор массы воды.
Эжекторные насосные станции водоснабжения — бытовые и предназначенные для водоснабжения коттеджных поселков — обладают глубиной всасывания 25-35 метров. В их случае значение этого параметра зависит от напора на выходе насоса и, соответственно, от скорости струи на выходе из сопла эжектора.
Обратите внимание: если цена обычных насосных станций начинается от 5-6 тысяч рублей, то эжекторные обходятся как минимум вдвое дороже.
Исследование образцов
Давайте познакомимся с несколькими представителями исследуемого нами вида.
- Мощность: 0,65 кВт;
- Напор (максимальный): 40 м;
- Глубина подъема воды: 8 м;
- Гидроаккумулятор: 24 л;
- Производительность: 47 л/мин;
- Цена: 5200 руб.
- Мощность: 1,1 кВт;
- Производительность: 70 л/мин;
- Напор: 50 м;
- Глубина: 9 м;
- Гидроаккумулятор: 50 л;
- Дополнительные опции: плавный пуск, термореле (отключение при перегреве);
- Цена: 16100 руб.
- Мощность: 2,3 кВт;
- Производительность: 50 л/мин;
- Напор: 50 м;
- Глубина: 35 м;
- Цена: 25500 руб.
Выбор
Насосная станция подбирается по нескольким параметрам:
- Глубине всасывания. Она должна превышать расстояние от поверхности грунта до зеркала воды как минимум на метр;
- Напору. Напор на выходе насоса должен на 10-20 метров превышать расстояние по вертикали от насоса до верхнего смесителя или сливного бачка в вашем доме;
Кроме того: при значительном расстоянии от дома до колодца или скважины нужно учесть гидравлические потери на вводе. Их можно принять приблизительно равными метру напора на каждые 10 метров ввода.
- Производительности. Она должна превышать пиковый расход воды через все используемые одновременно приборы (включая сливные бачки и бытовую технику).
Подсказка: чтобы пересчитать расход из л/с в л/мин, умножьте приведенные значения на 60. Например, минутный расход воды через умывальник со смесителем равен 0,07*60=4,2 л/мин.
Настройка
Как выполняется регулировка станции водоснабжения своими руками?
У нее настраивается три параметра:
- Давление зарядки мембранного бака (то есть давление воздуха в нем в отсутствие воды);
- Давление включения электромотора насоса;
- Давление его выключения.
Последние два параметра позволяют гибко настроить под нужды владельца насосные станции для водоснабжения: их регулировка дает возможность выбирать между стабильным напором воды в водопроводе и минимальной частотой включения насоса.
При минимальном разбросе между давлениями включения и выключения напор воды в кранах будет практически неизменным, зато насос будет включаться каждую минуту. Если увеличить дельту давлений, напор будет заметно меняться по мере опустошения гидроаккумулятора, зато ресурс насоса заметно увеличится.
За настройку отвечают две гайки, срывающиеся под крышкой реле давления:
- Большая гайка регулирует давление отключения. Ее вращение по часовой стрелке будет увеличивать значение параметра;
- Гайка поменьше отвечает за дельту давлений включения и выключения. И в этом случае для увеличения дельты нужно вращать гайку по часовой стрелке.
Давление в мембранном баке должно быть на 1/10 меньше, чем давление включения насоса. Эта несложная инструкция поможет избежать перебоев в подаче воды.
При обратном соотношении указанных давлений произойдет следующее:
- Пока в мембранном баке остается хотя бы несколько миллилитров воды, давление в водопроводе выше или равно давлению его накачки, и насос остается выключенным;
- Как только остатки воды вытесняются в водопровод, давление мгновенно падает до нуля;
- Лишь после этого включается насос, и напор воды снова начинает расти.
Чтобы уменьшить давление накачки, достаточно найти на корпусе мембранного бака ниппель (обычно он скрывается под пластиковым или металлическим колпачком) и стравить через него часть воздуха. Для повышения давления воздух накачивается в бак обычным велосипедным или автомобильным насосом (как вариант — компрессором).
Схемы
В качестве образцов мы приведем пару схем водоснабжения с использованием насосных станций.
Из колодца
Основные моменты:
- Всасывающая труба должна быть жесткой (армированной, металлической или пластиковой);
- На ее конце необходимо установить обратный клапан с сетчатым механическим фильтром. Фильтр предотвратит попадание в насос песка, а обратный клапан не даст воде сливаться из мембранного бачка в колодец после выключения насоса;
- Ввод заглубляется ниже уровня промерзания почвы или теплоизолируется и снабжается греющим кабелем.
Из емкости
В этой схеме используется емкость-ресивер, создающая запас воды на случай ее длительных отключений. Емкость устанавливается в подвале или цокольном этаже дома; насосная станция обеспечивает подачу воды во внутренний водопровод. Именно так реализовано резервное водоснабжение в доме автора этой статьи.
И здесь есть ряд нюансов:
- Между баком-ресивером и насосом необходим обратный клапан;
- Участок трубопровода между входным патрубком насоса и баком должен иметь такой же диаметр, как сам входной патрубок, или на шаг больший;
- Еще один обратный клапан нужен на вводе водоснабжения, перед напорной трубой на выходе насоса;
- Бак наполняется через обыкновенный заливной клапан (точно такой же, какие используются в сливных бачках), который подключается к вводу до обратного клапана.
Заключение
Надеемся, что наш материал поможет читателю подобрать оптимальное решение для его дома. Узнать больше о том, какие бытовые насосы водоснабжение может использовать, вам поможет видео в этой статье. Успехов!