Принцип работы насосной станции и ее устройство
Насосная станция позволяет повысить эффективность системы водоснабжения, безопасность оборудования и трубопроводов. Принцип работы насосной станции и ее комплексное оснащение обеспечивает защиту от внешних факторов и возможность бесперебойной подачи воды даже при отключении электроэнергии. При постоянном использовании, постоянном или долговременном проживании в частном доме, такая станция значительно повышает уровень комфорта.
Устройство и принцип работы
Для того чтобы понять, как работает насосная станция для дачи или частного дома, следует подробнее рассмотреть ее устройство и основные функциональные элементы. Рассмотрим их последовательность по ходу движения воды.
- Водозабор, расположенный в скважине или колодце оснащается фильтрующей сеткой, препятствующей попаданию в систему относительно крупных частиц примесей. Здесь же расположен обратный клапан для предотвращения обратного тока воды при снижении давления или прекращении работы насоса.
- Всасывающей магистралью называют участок трубопровода от водозабора до насоса.
- Работа центробежного насоса создает разрежение в трубопроводе, подающем жидкость от источника, что способствует ее интенсивному подъему, и избыточное давление в магистрали, ведущей к точкам водопотребления, для обеспечения тока воды по коммуникациям. Для оптимизации работы системы насос оснащается манометром и реле давления, настройки которого обеспечивают включение и отключение перекачивающего агрегата при достижении критических значений.
- Принцип работы насосной станции для дачи был бы непонятен без уточнения – настройки реле выставляются с учетом характеристик насоса, объема и необходимого давления в гидроаккумуляторе и других параметров.
- Системы оснащаются резервуарами, из которых осуществляется подача воды в трубопровод.
На фото схема устройства водоснабжения на базе насосной станции с гидроаккумулятором
Таким образом принцип работы насосной станции для дома поэтапно выглядит следующим образом:
- При включении насоса вода поднимается из источника, заполняет систему и гидронакопитель до достижения определенного значения давления либо уровня. После этого насос отключается.
- При расходе воды (открытие крана, использование душа или водопотребляющей техники) давление либо уровень в системе снижается, что способствует подаче жидкости из камеры гидроаккумулятора/накопительного бака. Так расход воды из накопителя осуществляется вплоть до достижения критического значения давления/уровня. После этого вновь включается насос и цикл повторяется.
Преимущества насосных станций
Устройство насосной станции для дома позволяет обеспечить целый ряд преимуществ при использовании:
- возможность подачи воды при отсутствии электроснабжения,
- стабильность напора в системе,
- компактность и небольшой вес комплексного оборудования,
- возможность выбора места установки,
- экономичность эксплуатации за счет продления срока службы элементов системы водоснабжения и снижения расходов на электроэнергии благодаря своевременным включениям и выключениям перекачивающего агрегата,
- долговечность оборудования.
Выбор накопителя
Напорные водонакопители (обычные емкости, расположенные на высоте, что обеспечивает возможность подачи воды в систему самотоком) все чаще заменяются на более современные и эффективные гидроаккумуляторы.
Схема насосной станции с накопительным баком и погружным насосом
Принцип работы насосной станции водоснабжения в обоих случаях остается тем же. В то же время несомненными преимуществами гидроаккумуляторов является возможность размещения рядом с насосом (без подъема на высоту) и наличие камеры со сжатым воздухом, которая дает возможность настраивать значение избыточного давления и, соответственно, режим подачи воды в трубопровод. Кроме того, гидроаккумулятор лучше обеспечивает наличие и стабильность напора.
Типовые гидроаккумуляторы для насосных станций бюджетной и средней ценовой категории могут иметь небольшой объем. Если вместимость резервуара за вычетом объема сжатого воздуха будет составлять 25-40 литров, гидроаккумулятор сможет работать на систему, но расценивать его как возможность обеспечить большой запас воды на случай аварийного отключения системы уже нельзя. В большинстве случаев устройство насосной станции позволяет подключение дополнительного гидронакопителя без нарушений работы. Если в доме часто отключают электроэнергию, следует заблаговременно узнать, существует ли подобная возможность.
Принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором
Тем не менее, напорный бак тоже имеет определенное преимущество. Его наличие позволяет выбрать менее мощный (а значит, и более дешевый) насос. Обратной стороной такого преимущества является низкая производительность маломощных перекачивающих агрегатов, а значит, наполнять резервуар он будет медленно, то есть, бак должен иметь большой объем.
Насосное оборудование
Современные производители предлагают отдельно погружные насосы или насосные станции с поверхностными насосами. Считается, что первый вариант оптимален для скважин практически всех типов, а второй подходит для колодцев и абиссинских источников (из-за минимальной ширины их обсадных труб и неглубокого расположения зеркала воды).
- Действительно, погружные модели обладают возможностью подъема воды даже с очень большой глубины (например, высота обсадной трубы артезианских скважин достигает 100 метров и более).
- В то же время поверхностные перекачивающие агрегаты удобны в обслуживании, их легко ревизировать и периодически осматривать. Однако в классической модификации такие модели способны обеспечить подъем жидкости с глубины 8-9 метров максимум.
Основной дилеммой является сочетание большой высоты подъема с небольшой производительностью и достаточно скромными напорными характеристиками у погружных моделей и хорошая производительность и напор в сочетании с возможностью использования только для неглубоких источников у поверхностных агрегатов.
Компромиссом могут стать эжекторные модели. Эжектор обеспечивает образование разреженной зоны в трубопроводе за счет разницы давлений. Последнее возникает следующим образом: в упрощенном виде эжектор представляет собой конусообразное устройство, двигаясь по которому жидкость увеличивает скорость по мере сужения просвета. В зоне высокой скорости потока образуется разреженность, которая через дополнительное отверстие или патрубок захватывается жидкость из внешней среды.
Важно: Следует учитывать при выборе модели, что эжектор насосной станции может быть выносным или встроенным.
Оснащенный внешним эжектором, который непосредственно опускается в водоисточник, насос способен поднимать воду с большей глубины (в зависимости от мощности перекачивающего агрегата и конструкции эжектора – до 25-40 метров). Выносные эжекторы более эффективны и обычно отличаются по конструкции, представляя собой две параллельный трубы (одна из них может быть заменена гибким шлангом) – вакуумно-нагнетающую и основную. Но они также чувствительны к песку в воде и другим загрязнениям.
Насосная станция с внешним эжектором
К недостаткам эжекторных станций со встроенным устройством часто относят повышенный уровень шума во время работы, однако он может стать заметной помехой только в том случае, если насосная станция размещается на открытом пространстве и близко к окнам дома. При установке в специальной постройке (которая часто необходима для защиты оборудования от промерзания зимой) теплоизоляция также выполняет и роль шумопоглотителя. Устроить звукоизоляцию помещения при установке оборудования в подвале так же не составит труда и не потребует чрезмерных затрат. Нужно отметить, что увеличение высоты подъема при использовании оборудования с встроенным эжектором не происходит, но возрастает производительность.
Автоматические системы управления
Наличие автоматических систем управления заметно увеличивает стоимость насосной станции, поэтому целесообразность такого оснащения определяется индивидуально. Специалисты рекомендуют устанавливать датчики контроля и автоматические регуляторы при постоянном использовании системы водоснабжения.
Автоматика может обеспечить защиту от различных факторов, например, от так называемого «сухого хода», когда при снижении уровня жидкости насос захватывает воздух, насосная станция работает рывками, перекачивающий агрегат перегревается. Кроме того, востребованной оказывается защита от:
- повышения температуры (перегрева) насоса,
- перепадов напряжения в питающей сети и пр.
Источник: vse-o-kanalizacii.ru
Структура и смысл работы системы
В наше время частный дом уже не уступает коммунальному жилью по степени комфорта.
Это стало реальным с недавних пор, ведь раньше частный домовладелец, часто, не имел возможности подключения к городским источникам водоснабжения.
Однако, с возникновением на рынке специальных систем которые могут заменять все необходимые коммунальные услуги, частные домовладельцы вышли на новый уровень комфорта.
Одним из самых значимых компонентов данных систем является насосная станция. Сборка таких систем может проводиться своими силами или проходить на заводе производителя. Какой бы метод сборки ни выбрал покупателей для эффективной работы он должен знать правила эксплуатации данного типа систем.
Схематически принцип водоснабжения имеет несколько звеньев, но самым важным всё же выступает источник воды. Вода это главный ресурс для формирования индивидуальной системы водоснабжения. Как правило, источником выступает или колодец или скважина.
Первым делом следует выяснить тип источника.
Если добычу воды будем проводить из неглубокого водохранилища — то сгодится почти любой тип насоса, главное чтобы ему хватало мощности для требуемой работы.
К примеру, типичный центробежный насос способен поднимать воду на высоту около 10 метров. Но, как правило, давление почвы, а также перегибы шланга насоса снижают этот уровень на 2-3 метра, что следует учитывать при выборе аппарата.
Один из видов применения устройства для глубины источника больше чем 10 метров — это установка станции в специальной яме.
Таким образом, мы снижаем высоту, на которую требуется нагнетать воду до 7 или более метров, организуя при этом эффективную работу насоса. Кроме этого, есть возможность монтажа установки в подвале, при этом обеспечивая полную шумо- и влагоизоляцию.
Выбор для домашних условий
Насос – это главный компонент установки.
Его работоспособность должна обеспечивать не только эффективный забор из источника в дом, но и достаточную подачу для увлажнения почвы, наполнения бассейна и для других домашних дел.
При покупке насоса, от покупателя требуется понимать, на какую глубину залегания источника данная установка должна быть рассчитана.
Данная категория систем подразделяется на два типа:
- одноступенчатый;
- многоступенчатый.
Последний выделяется высоким уровнем шумоизоляции и своей экономичностью в плане энергозатрат, при этом сохраняя свои характеристики и эффективность работы.
Что необходимо понимать при покупке устройства
Выделяют два основных типа насосных станций — с наличием гидроаккумулятора или без него.
Сначала следует разобраться с принципом работы насосной системы без аккумулятора.
В наше время данный тип систем уже считается прошлым веком, хотя и по сей день может встречаться повсеместно. Проблема в том, что такой тип станций имеет слишком объёмный накопительный резервуар.
Кроме этого, нагнетаемое давление и число литров воды регулируется поплавком. Подкачка запускается в случае опускания поплавка ниже необходимого уровня. Несмотря на большое количество минусов, данная концепция оставалась длительный период весьма эффективной.
Вот несколько недостатков:
- вода подходит пассивно, вследствие этого небольшой напор;
- крупный размер;
- трудность монтажа;
- резервуар обязан располагаться выше уровня насоса;
- в случае поломки датчика помещение будет затоплено.
Насосная станция с гидроаккумулятором – новое слово среди индивидуальных систем водоснабжения.
Благодаря аккумулятору, станция подобного типа является наиболее современной и качественной на рынке данных услуг.
Сравнительно с насосными системами с накопительным резервуаром данный вид станции характеризуется значительно меньшим количеством минусов. С помощью реле регулируется верхний уровень давления воздуха, который в дальнейшем под действием аккумулятора сжимается.
Когда уровень давления достигает необходимых цифр насос перестаёт работать и включается вновь, когда давление опять падает ниже требуемого уровня. В случае, если количество потребляемой воды небольшое, то работать не будет – а вода берётся из резервуара.
Смотрите видео, в котором подробно разъясняются устройство и принцип работы гидроаккумулятора в насосной станции:
Источник: septik.guru
Когда нужно забрать воду из одного места и транспортировать ее в другое, к примеру, воду из колодца нужно доставить в дом, многие скажут: «нужен насос». Конечно, устройство по автоматической перекачке воды, которым является насос, лучшая альтернатива хождению по воду с ведрами и коромыслом. Но человек постоянно стремится повысить уровень своего комфорта и облегчение физического труда, вследствие чего появляются все новые и новые устройства и механизмы. Так сейчас многие, говоря об автономном водоснабжении, упомянут о необходимости подключения насосной станции, а не просто насоса.
Действительно, когда мы слышим впервые «насосная станция», возникает образ некоторого массивного сооружения или даже предприятия, как например электростанция, только с насосами. В действительности в быту насосной станцией называют небольшую систему, состоящую из нескольких элементов, среди которых главное место занимает насос, которая обеспечивает автоматическую подачу воды с постоянным давлением. Мы уже говорили о повышении бытового комфорта для человека, так вот, постоянный напор воды в водопроводе – это уже привычный для городского человека фактор комфорта. Обеспечение постоянного давления воды в водопроводе необходимо для постоянного напора воды в кранах, для равномерного смешивания горячей и холодной воды в смесителях, а также для корректной работы стиральных и посудомоющих машин. Природные источники воды, будь то колодец или скважина, не могут непрерывно давать постоянный объем воды, уровень воды в них падает при разборе и возобновляется через какой-то промежуток времени. Постоянно работающий насос, нагнетая воду в замкнутую систему водопровода, может скоро вывести её из строя или выйти из строя сам. Постоянная работа насоса требует много электроэнергии. Включение насоса при каждом потреблении воды, даже незначительном, не обеспечит ожидаемый уровень комфорта.
Для оптимизации работы насоса и поддержания определенного давления воды в водопроводе используют гидроаккумуляторы. Гидроаккумулятор – это устройство, представляющее собой металлическую емкость с резиновой перегородкой или грушей внутри, устроенной так, что с повышением объема воды, нагнетаемой в эту емкость, повышается давление, под которым вода находится в этой емкости. Таким образом, один раз заполнив водой гидроаккумулятор, он будет способен отдавать воду под давлением (с постепенно уменьшающимся) без каких-либо затрат электроэнергии.
Гидроаккумулятор является вторым основным элементом насосной станции.
Насосная станция, как устройство призванное в автоматическом режиме обеспечивать подачу воды с постоянным давлением, содержит смонтированные в единый агрегат: насос, гидроаккумулятор и элементы автоматического управления работы насоса. Сам насос качает воду, гидроаккумулятор оптимизирует работу насоса и поддерживает давление и запас воды. Автоматика насосной станции в основном обеспечивает автоматическое выключение насоса при достижении требуемого уровня давления воды в водопроводе и автоматическое его включение при понижении давления ниже допустимого уровня. Различные модели автоматических насосных станций оборудуются различными элементами автоматики, призванными повысить безопасность и вариативность настроек работы насоса.
Различные производители выпускают различные модели автоматических насосных станций для воды, при этом компоновка основных элементов станции в большинстве случаев остается такой, как представлено на Рисунке 2.
Итак, автоматическая насосная станция является во многих случаях оптимальным решением задачи по обеспечению стабильной работы автономного водоснабжения, в том числе водоснабжения загородного дома. Единое устройство избавит Вас от сложностей компоновки всех необходимых элементов системы водоснабжения, их настройки и ошибок монтажа. Тем не менее, при установке и автоматической насосной станции необходимо знать, как ее подключить.
Как подключить насосную станцию?
В комплекте к почти любой насосной станции Вы найдете схему подключения и правила ее эксплуатации. При этом остается вопрос размещения автоматической насосной станции при ее включении в единую систему водоснабжения.
Основными факторами, определяющие место размещения насосной станции, являются:
• Подвод электроэнергии
• Удаленность от источника воды
• Удаленность от системы водопровода
• Звукоизоляция (шум от работы станции)
• Температура окружающей среды (работа только при положительных температурах)
• Простота доступа для технического обслуживания
• Сохранность оборудования
Принимая во внимание эти факторы, вы можете найти различные варианты размещения Вашей насосной станции. Приведем некоторые варианты размещения станции в системе автономного водобеспечения загородного дома:
Можно поместить насосную станцию непосредственно в колодце. При этом необходимо обеспечить ее надежную фиксацию ниже уровня промерзания почвы и безопасный подвод электрокабеля.
– сохранение пространства в доме, отсутствие шумов, близость к источнику.
– относительная сложность монтажа, сложность технического обслуживания, менее благоприятная рабочая среда по сравнению с теплым сухим помещением.
Обрати внимание на подготовку самой площадки, на которой будет фиксироваться насосная станция. В процессе работы станция создает определенный уровень вибрации. Надежное крепление насосной станции в случае размещения в колодце является очень важным.
Для снижения уровня вибрации рекомендуется при всех способах размещения при фиксации насосной станции к своему рабочему месту, использовать резиновую подложку, толщиной до нескольких сантиметров.
Если источником воды является скважина, то насосную станцию можно разместить также ближе к источнику (что является более благоприятным для работы станции), в кессоне скважины, обеспечив при этом безопасный подвод электрокабеля. Обратите внимание и на ограничение доступа к оборудованию в кессоне посторонних лиц. Установка простых запорных устройств на крышку кессона обеспечит сохранность Вашего оборудования.
– сохранение пространства в доме, отсутствие шумов, близость к источнику.
– относительная сложность технического обслуживания, дополнительное обеспечение сохранности, менее благоприятная рабочая среда по сравнению с теплым сухим помещением.
При наличии в доме подвала, можно разместить насосную станцию именно в нем, опять же при условии ее размещения ниже уровня промерзания. Важно обеспечить при этом доступ для технического обслуживания.
– отсутствие шумов, обеспечение сохранности, относительная простота монтажа.
– удаленность от источника, необходимо пространство в периметре дома, возможная сложность доступа для технического обслуживания.
Также возможен вариант размещения насосной станции непосредственно в доме. Размещение станции в специально оборудованном сухом и теплом помещении является наиболее оптимальным, при условии незначительной его удаленности от источника воды. При размещении в доме обратите внимание на то, что работа станции создает определенный уровень шума
– простота доступа для технического обслуживания, простота монтажа, обеспечение сохранности, благоприятные условия эксплуатации.
– удаленность от источника, необходимо пространство в периметре дома, возможная шумность.
Монтаж и установка автоматической насосной станции можно осуществить своими силами, имея небольшие навыки по выполнению сантехнических работ. Выбор же насосной станции лучше доверить специалистам, которые смогут произвести расчет требуемой мощности насоса и размера гидроаккумулятора на основании характеристик Вашей скважины или колодца, а также планируемого потребления воды.
По опыту фирмы Насосы Ампика, реальный срок службы реле давления (самых разных марок и фирм) в закрытом сыром непроветриваемом помещении составляет примерно 1,5-3 года, после этого срока электроконтакты превращаются в ржавую труху. Чтобы этого избежать, можно вынести реле давления наружу, но это требует лишних шлангов и проводов, к тому же механическое реле ощутимо щёлкает при срабатывании.
В заключении хотелось бы отметить, что все разнообразие существующих насосных станций не ограничивается описанными в этой статье, например бытовая станция водоснабжения может быть не только с питанием от сети 220 вольт, но и низковольтовой, питающейся от аккумулятора напряжением 12 или 24 вольта (они часто применяются для домов на колёсах, или в местах без промышленного электричества), например станция на базе насоса UP10
Бывают насосные станции и без гидроаккумуляторного бака, например:
– с блоком контроля потока (насос включается всегда, когда есть хоть малейшее потребление воды) AGP-1201S
– компактный моноблок со втроенными блоком пусковой автоматики и маленьким расширительным бачком Grundfos MQ
– с автоматом плавной регулировки частоты вращения вала насоса в зависимости от давления Espa Tecnoplus.
Кроме того, выше рассмотрены только станции водоснабжения с поверхностными самовсасывающими насосами. А ведь если источником воды служит скважина, то логично примерно такую же станцию сделать на основе специального погружного насоса Скважина. Насос будет бесшумно работать на глубине, а в доме останутся только бак, реле давления и соединительные элементы.
Но это все уже другая, но не менее интересная тема для новых статей.
Источник: www.ampika.ru