Качаем воду из скважины | Насосы и мотопомпы | Блог | Клуб DNS

Что такое гидроаккумулятор и реле давления

Гидравлический аккумулятор представляет собой бак из металла, внутри которого помещена каучуковая мембрана. При заполнении резервуара водой мембрана растягивается и давит на водные массы, создавая в магистрали определенный напор. С другой стороны гидробака помещен ниппель, через который в него накачивают воздух.

При использовании мембранного бака в системе водоснабжения его готовят соответствующим образом, то есть создают напор воздуха изнутри, на 10% меньше порога срабатывания гидрореле. Для этого воздух накачивают велосипедным или автомобильным насосом через ниппель или спускают его, контролируя показания манометром.

Основное отличие выпускаемых промышленностью гидроаккумуляторов заключается в их объеме, для бытовых систем водоснабжения в основном используют гидробаки емкостью от 20 до 50 литров.

Рис. 2 Конструкция реле давления и сухого хода, схема их подключения

Реле давления (гидрореле) представляет собой прибор в закрытом корпусе, внутри которого размещена контактная пара. Она связана с герметичной резиновой мембраной, находящейся за резьбовым патрубком, которая через толкатель управляет замыканием и размыканием контактов.

Как только напор в магистрали повышается, мембрана вдавливается внутрь, сдвигает металлический толкатель в виде диска с двумя заостренными выступами по краям. Выступы в свою очередь давят на металлическую пластину, которая через связанный с ней пластмассовый элемент замыкает контакты.

На металлической пластине размещается винт с резьбой и пружиной, прижимное усилие которой регулируется гайкой. При ее вращении задают верхний порог срабатывания реле, то есть устанавливают давление, при котором контакты срабатывают и размыкают цепь электропитания насоса.

Также в гидрореле имеется вторая резьбовая шпилька с пружиной меньшего диаметра и регулировочной гайкой. С ее помощью задают разницу (дельту) между максимальным и минимальным давлением, регулируя таким образом нижний порог срабатывания реле.

Также внутри корпуса реле находятся находятся две пары клеммных колодок, к одной из которых подключают кабель цепи питания электронасоса.

Стоит отметить, что менее часто используемое в водоподающей линии реле защиты от сухого хода имеет абсолютно схожее с гидрореле конструктивное устройство, за исключением того, что в нем не требуется регулировка разницы между порогами срабатывания. Поэтому в его конструкции присутствует только одна большая пружина на резьбовой шпильке с гайкой, которая задает порог его включения-отключения.

Статья по теме:

Датчик давления воды в системе водоснабжения: назначение, принцип работы, регулировка. В отдельной статье подробно рассказывается про реле давления, в системе водоснабжения, как оно устроено, принцип работы, выбор и подключение.

Варианты размещения

Накопительные баки устанавливают в доме или снаружи на улице, при этом используют следующие варианты их размещения:

В доме внизу. Автономное водоснабжение частного дома с накопительной емкостью в подвале или цокольном этаже жилого дома — самый популярный вариант с набором следующих преимуществ:

• Так как резервуар расположен рядом с выходом наружной водопроводной магистрали, разводка при его подключении потребует минимального расхода трубных материалов.
• Для подачи воды из бака в дом обычно используют поверхностные насосы, насосные станции или погружные электронасосы. При нижнем размещении их проще подключить к внутреннему водопроводу и обеспечить подачу электроэнергии на агрегаты.
• Верхний трубопровод для аварийного слива и нижний для очистки резервуара проще завести в канализацию из-за их небольшой протяженности.
• Емкость в отапливаемом доме не придется утеплять.
• Большой вес резервуара с водой не окажет высокой нагрузки на чердачные или потолочные конструктивные элементы дома, приводящей к их деформации.
• К недостаткам размещения накопительной емкости внизу стоит отнести обязательное присутствие повышающего давление электронасоса на выходе бака для подачи воды во внутренний водопровод и поддержание в нем высокого напора.

Рис. 5 Накопительная емкость для водоснабжения на чердаках и в помещениях

В доме сверху. Верхний вариант больше подходит для квартир, где накопительную емкость используют для поддержания комфортного давления в сети. Накопительный бак для водоснабжения подвешивают к потолку, ставят на шкаф, встраивают в антресоль. В этих случаях он не отнимает свободное пространство в комнатах и не нарушает их эстетичный внешний вид.

Помещение накопительного бака на чердаках или верхних этажах индивидуальных домов обычно сопряжено с рядом проблем.

Первая из них, которая кажется не столь значительной — невозможно разместить емкость большого объема из-за узкого лаза или входа на чердак. Поэтому бак придется монтировать на этапе строительства до сооружения крыши, а также принимать дополнительные меры по укреплению пола и балок.

В верхний бак понадобится ввести трубопроводы подачи, слива воды и аварийный в канализацию через все этажи жилого дома.

Это потребует большого расхода трубных материалов, проведения значительных объемов работ, за которые придется больше платить, приведет к ухудшению эстетичного вида жилых помещений.

Для эксплуатации в зимнее время бак на чердаке придется утеплять или использовать для подогрева водных ресурсов электрический кабель, трубу дымохода.

Главное преимущество верхнего размещения бака — возможность подачи воды из него самотеком. Однако при этом следует учитывать, что для поддержания давления в 1 бар резервуар придется поднимать на высоту 10 м от водопроводной магистрали. Это проблематично реализовать в двухэтажных домах коттеджного типа, поэтому давление в водопроводе обычно меньше этого показателя.

Для его увеличения до комфортных значений придется устанавливать в магистраль специальный повысительный насос.

Рис. 6 Накопительные резервуары на участках

Наружное на участке. Установка бака вне дома на поверхности земли — неплохая альтернатива его размещению на чердаке.

При реализации данного варианта в доме не отнимается свободное пространство, упрощается проведение монтажных работ и обвязка резервуара. Однако при наружном размещении собственнику придется решать следующий ряд задач:

Рис. 7 Накопительная емкость для водоснабжения — варианты размещения под землей

Статья по теме:

Как организовать водоснабжение частного дома из колодца. Если только планируете строительство дома и ищите варианты организации автономного водоснабжения, то, возможно, вам нужна не только накопительная емкость для водоснабжения, но правильная организация водоснабжения из колодца в целом.

Подземное размещение. Под землю рационально устанавливать накопительные баки большого объема, такой вариант имеет следующие особенности:

• Подземный накопительной бак используют в случаях, когда дебит источника очень мал, а объемы водопотребления в доме значительны. В этом случае, чтобы обеспечить постоянное водообеспечение, объем резервуара должен быть довольно большим.
• Также большой накопительной бак полезен случаях, когда на участке длительный временной интервал отсутствует вода (засуха и как следствие падение динамического уровня в колодцах, скважинах). В этом случае емкость можно наполнить водой из машины-водовозки.
• Далеко не каждый резервуар можно разместить в доме — емкости большого объема просто не пройдут через оконные и дверные проемы. Помещение в грунт полностью решает данную проблему — объем резервуара в этом случае практически не ограничен.
• Установка бака под землю разом решает все трудности наружного монтажа, обеспечивая эффективную защиту от промерзания, ультрафиолета и вандалов.
• Отпадает необходимость в сливе воды при переполнении бака и его очистке — водный поток не имеет смысла направлять в землю. Чтобы почистить резервуар от грязи, приобретают изделие с широкой горловиной, обеспечивающей возможность спуска человека.
• Важное преимущество подземного размещения — крупногабаритный бак не отнимает пространство на участке или в доме.
• Основной недостаток закапывания емкости в землю — дополнительные расходы при проведении земляных работ и обсыпки резервуара цементно-песчаной смесью. Засыпка цементным раствором, который при напитывании водой и высыхании создаст жесткую скорлупу, необходима для предотвращения сдавливания оболочки бака грунтом.

Некоторые хозяева устанавливают емкости в бетонные или с укрепленными различными материалами стенками ямы, однако при таком варианте придется решать задачу утепления резервуара зимой.

Рис. 8 Схема подключения емкости к магистральному водопроводу

Выбор схемы для проведения воды в частный дом из скважины

Схема проведения воды не является сложной. Единственное, на что стоит обратить пристальное внимание, – насос, качающий воду с большой глубины. Насос погружного типа может находиться в скважине, поверхностная установка не требует погружения.

В случае с погружным насосом вода будет подаваться с большой глубины. Однако поверхностный насос просто устанавливать, легко ремонтировать, именно его стоит выбирать, если вы проживаете в доме в теплое время года. Единственный его недостаток заключается в том, что он не способен качать воду, если глубина превышает 8 м.

Также важно взять в расчет удаление по горизонтальным участкам на поверхности. Например, чтобы транспортировать воду по горизонтальной трубе длиной 10 метров, необходимо потратить столько же усилий, как и для подъема воды на 1 м. Это значит, что источник питьевой воды должен располагаться как можно ближе к коттеджу.

Прежде чем монтировать гидроаккумулятор, следует установить угловой отвод. Оттуда вода будет идти в емкость гидроаккумулятора. Выполнен он в виде резервуара из стали либо пластика. Внутри него расположен резиновый резервуар с воздухом.

За счет сжимаемого объема образуется давление в системе, поэтому вода поднимается к потребителям. Объясняется этот процесс тем, что вода не обладает свойством сжатия, воздух же, напротив, может сжиматься.

Автоматическая система отслеживает, чтобы уровень давления был в норме. Если оно будет недостаточным, произойдет включение насоса, когда давление поднимается до заданного значения, он отключится. В результате слаженной работы в системе будет оптимальное давление, вода станет без перебоев подаваться к потребителям.

При выборе гидроаккумулятора и насоса помните, что они должны быть достаточной мощности, лучше, чтобы она была с запасом. Для этого важно учитывать максимально возможный расход воды. Чтобы провести подсчеты, необходимо учесть все точки потребления: кухню, уборную, умывальник, душевую кабину, ванну, подачу воды на полив сада и огорода.

Кроме насоса и накопителя, необходимо установить обратный клапан, чтобы вода не утекала назад в скважину, а также предохранительный клапан, он будет сбрасывать давление. Потребуются также всевозможные датчики, реле, запорная арматура, фильтрующие элементы.

Косые песчаные фильтры важно монтировать, чтобы исключить попадание песка внутрь системы. Фильтры тонкой очистки следует выбирать, учитывая результаты химического анализа воды.

Важно, чтобы линии автономного водопровода ограничивались запорными вентилями. Лучше всего, если они будут разборными, с использованием «американок».

Итоговый комплект системы может отличаться в зависимости от ваших требований. Однако без насоса, а также гидроаккумулятора не обойтись.

Когда схема скважины выполнена на основе гидроаккумулятора, погружной насос будет подавать в него воду. Гидроаккумулятор может находиться в подвальном помещении, котельной либо в кессоне. Аккумулятор выполнен в виде емкости, которая разделена мембраной. В одной половине содержится вода, в другой воздух, чтобы давление в системе было оптимальным.

Зачем нужен накопительный бак

Необходимость установки накопительной емкости возникает в следующих ситуациях:

• Малый дебит колодца или скважины. В этом случае погружной или поверхностный насос из-за невысокой мощности при интенсивном водопотреблении не успевает заполнить водой водопровод и гидроаккумулятор, являющийся обязательным элементом приборов автоматики. Стоит отметить, что использование более мощного насоса или насосной станции в низкодебитных источниках приведет к быстрому высасыванию воды, падению динамического уровня и как следствие, дальнейшей работе водовсасывающих приборов в режиме холостого хода.
• Перебои в водоснабжении. В некоторых загородных поселках или на дачах имеется централизованное водоснабжение. Однако в силу недостаточной мощности автономной системы вода подается по часам с большими перерывами. Или днем, когда все пользуются водными ресурсами для полива огородов и хозяйственных нужд, давление в системе падает практически до нуля. В этом случае единственный вариант постоянного водообеспечения — система водоснабжения частного дома с накопительным баком.
• В городских квартирах при малом напоре воды в магистрали используют установку повысительного насоса. Однако его работа при высасывании воды из общего стояка может привести к отсутствию водообеспечения в других вышерасположенных квартирах. Для выхода из положения используют накопительную емкость, которую подвешивают под потолком.
• При отсутствии источника водозабора или, к примеру, его пересыхания в период засухи, автономное водоснабжение частного дома можно обеспечить привозной водой из машин. В этом случае для хранения водных ресурсов эффективно применение резервного накопительного бака.

Рис. 2 Металлические баки для воды

Материалы изготовления накопительных баков

Накопительные баки любых объемов выпускают из пластиков — пищевого экологически чистого полиэтилена низкого давления (ПНД) или полипропилена (ПП). Также для их производства используют линейный полиэтилен высокого давления ЛПВД (LLDPE). Материал превосходит по своим характеристикам обычный полиэтилен высокого давления ПВД, обладая более высокими прочностью на разрыв, устойчивостью к ударам и проколам.

Благодаря материалам изготовления из синтетических полимеров баки имеют легкий вес, не подвержены коррозии, химически стойки, могут эксплуатироваться регламентированный ГОСТом срок не менее 50 лет.

Важное преимущество пластиков помимо невысокой стоимости — их низкая теплопроводность, что позволяет устанавливать резервуары на чердаках домов и снаружи на улице.

Пожалуй, к единственному недостатку полимерных баков следует отнести их слабую устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Если резервуар устанавливают на улице, необходимо принять меры для его защиты от прямых солнечных лучей. Обычно бак покрывают краской или делают над ним навес.

Помимо пластиков, баки для накопления водных объемов выпускают из нержавейки. Стоит отметить, что у изделий из металлов нет никаких преимуществ перед полимерами, за исключением устойчивости к ультрафиолету, зато недостатков масса.

Это тяжелый вес, значительная цена, высокая теплопроводность, требующая обязательного утепления емкости при контакте с холодным воздухом, меньшая химическая и коррозионная стойкость, чем у нейтральных пластмасс. Поэтому накопительные резервуары из нержавейки не получили широкого распространения и рассматриваются скорее, как эксклюзивный вариант.

Стоит отметить, что накопительным баком может служить и гидравлический аккумулятор большой емкости, применяемый в системах индивидуального водоснабжения. Агрегат представляет собой стальной резервуар, внутри которого находится резиновая мембрана грушевидной формы. Емкость таких баков также изменяется в широком диапазоне и может доходить до 1000 л.

Рис. 3 Конструкция и принцип работы гидроаккумулятора

Статья по теме:

Как найти воду на участке для скважины – народные и научные способы. Возможно, читая, что такое накопительная емкость для водоснабжения, будет интересно почитать расширенную статью про варианты самостоятельного и с привлечением специалистов поиска воды на участке для бурения скважины или рытья колодца.

Типы кессонов для скважинного водоснабжения

Кессоны из полиэтилена. Их производят и устанавливают многие фирмы, но компания Загород не советует ставить такие кессоны. Полиэтилен – очень пластичный материал, его сдавливает в грунте, а обсыпка ЦПС и якорение к бетонной плите не гарантируют надежности.

Кессоны из бетонных колец. Их мы категорически не рекомендуем, если на участке глина или высоко грунтовые воды. Такой кессон недолго будет герметичным, поэтому блок автоматики в нем ставить нельзя. Грунт сдвинет кольца, и вода зальет оборудование.

Единственный вариант, когда кессон из бетонных колец делать выгодно – если на участке нет грунтовых вод. В этом случае монтируются 2 кольца диаметром 1 м или 1,5 метра (в зависимости от того, какое оборудование надо в нем разместить).

Но для реализации данного варианта требуется точно знать уровень грунтовых вод. В идеале нужно сделать геодезию участка.

Кессоны из полипропилена. Эти кессоны также нужно якорить и обсыпать ЦПС при высоких грунтовых водах. Обсыпка и крепление к бетонной плите позволят защитить кессон от всплытия и деформации под давлением. Наша компания рекомендует кессоны Евролос. Их преимущества:

Водонепроницаемый корпус из полипропилена.

• Ребра жесткости и грунтозацепы.
• Муфта для герметичного ввода обсадной трубы. Доступные муфты под обсадную трубу: 125 мм (ПВХ), 133 мм и 159 мм.
• Вместе с кессоном поставляются крышка и лестница.

Рис.7. Схема монтажа пластикового кессона Евролос

Установка кессона для скважины на примере кессона Евролос:

• Выкапывают котлован по размерам, приведенным в техпаспорте.
• В котловане насыпают 10 см песка и разравнивают.
• Поверх песчаного слоя ставят плиту из бетона ПП-12 или ПП-15, так, чтобы обсадная труба прошла в отверстие в плите. Отверстие вокруг трубы заделывают цементом.
• На бетонную плиту опускаю кессон, так, чтобы обсадная труба вошла в отверстие муфты. Труба должна точно войти в отверстие в бетонной плите, щели между трубой и краями отверстия заливают цементом. К проушинам на бетонной плите привязывают синтетические тросы 16 мм для якорения кессона.
• Обсадную трубу обрезают, над бетонной плитой должно остаться 50 см трубы. Кессон опускают в котлован таким образом, чтобы труба вошла в муфту. Сооружение выравнивают по уровню. Тросы продевают в монтажные отверстия на корпусе и завязывают.
• Верхнюю часть муфты прикручивают болтами к нижней через резиновое уплотнительное кольцо, которое расширяется и плотно облегает обсадную трубу.
•  В кессон вводят трубы водоснабжения и электрокабель через гермоввод.
• Кессон обсыпают песком в песчаном грунте и ЦПС (цементно-песчаной смесью) в глине или в плывуне. Производитель кессонов Евролос рекомендует брать цемент и песок в соотношении 1:5. Кессон обсыпают слоями, по 300 мм, каждый слой проливают водой.

О том, как монтируется кессон под ключ, из чего складывается цена за монтаж и что входит в услугу – читайте в нашем материале «Обустройство скважины с кессоном «под ключ».

Заключение. несколько советов по монтажу и эксплуатации скважинного насоса

1. При выполнении любых монтажных работ с насосным оборудованием зажимать можно только верхнюю (напорную) его часть.
2. Перед первым погружением в скважину, стоит проверить работоспособность насоса, автоматики и обратного клапана. Можно сделать первую пробную перекачку воды из какого-нибудь бака.
3. После установки насоса в скважину, перед первым включением необходимо сделать паузу порядка 10–15 минут, чтобы вода полностью заполнила внутреннее пространство насоса.
4. Первый запуск после монтажа можно производить только при открытом трубопроводе, чтобы не создавать подпор и вымыть из скважины/труб всю грязную воду. После этого трубу можно подключать к системе водоснабжения (в противном случае есть опасность загрязнения сетчатых фильтров и картриджей смесителей).
5. Для скважинных погружных насосов существуют лимиты по максимальному количеству включений. Так, например, есть оборудование, которое можно включать не чаще трех раз в час и не чаще 30 раз в сутки. А есть устройства, которые можно запускать 100 раз в час и 300 раз в сутки. Изучайте этот момент в руководстве пользователя. Если нужно — установите в систему небольшой гидроаккумулятор на 15–30 литров, который существенно сокращает количество запусков.
6. Все насосы для поддержания работоспособности нужно запускать хотя бы раз в год.
7. При любой интенсивности использования каждый сезон стоит извлекать насос из скважины для чистки фильтрующих сеток и промывки насоса от песка, для осмотра троса, для замены хомутов.
8. В некоторых странах принято минимум раз в пять лет с помощью камер осматривать обсадную трубу скважины.
9. Хранить скважинный насос даже при нечастом использовании лучше всего погруженным в воду.
10. Периодически делайте заборы воды для анализа. Исследуйте ее на разрушающие отложения, твердые частицы, газообразные компоненты (при избытке они очень сильно влияют на работу насоса), бактериологическое и химическое загрязнение.