Емкостно-поплавковое водоснабжение: использование реле давления для насоса и другой автоматики при обустройстве скважины без гидроаккумулятора

Что это за тип шахты?

Для установки насосного оборудования без гидроаккумулятора подойдёт любая скважина. Глубина источника может быть до 30 метров и более.

Диаметр обсадной трубы – до 125 мм. В зависимости от её глубины и диаметра, нужно лишь выбрать подходящее насосное оборудование.

Плюсы и минусы

Плюсы:

• пригодность для северного климата;
• возможность покупки менее дорогого оборудования;
• использование менее мощных и недорогих насосов;
• экономия электроэнергии;
• не придётся покупать гидроаккумулятор.

Минусы:

• гидроудары, влияющие на долговечность оборудования;
• необходимость использования дополнительного оборудования;
• слабый напор в системе;
• сложности с регулировкой подачи воды.

Устройство и принцип работы насосного оборудования

Существуют несколько типов агрегатов в зависимости от устройства:

1. Вибрационный — принцип работы шприца или автомобильного компрессора для подкачки шин. Жидкость перекачивается возвратно-поступательными движениями поршня. При заборе воды внутри действующей полости создаётся вакуум, который закачивает жидкость внутрь через впускающий клапан одностороннего действия.

   После чего происходит обратный ход, выдавливающий жидкость в обратном направлении через другой клапан. При возвратно-поступательном движении поршня создаётся вибрация, из-за которой данную систему и называют вибрационной.

2. Центробежный — принцип работы мельничного колеса или вентилятора. Вращающаяся крыльчатка с лопастями создаёт вакуум со стороны заборного клапана, через который жидкость всасывается внутрь полости, захватываемая лопастями и перемещающаяся в противоположную сторону для выталкивания. Таким образом, создаётся непрерывное поступательное движение воды через внутреннюю камеру без вибрации и шума.
3. Винтовой — принцип работы бура или мясорубки. Вращающийся вал (шнек) с резьбовой структурой поднимает воду снизу вверх, направляя её из втягивающего клапана к выпускному. При постоянном вращательном движении шнека давление внутри рабочей полости возрастает, за счёт чего в системе и появляется водяной напор. И чем выше скорость вращения вала, тем сильнее давление в системе.
4. Вихревой – принцип работы турбины. Вода самопроизвольно заполняет рабочую полость насоса, а крыльчатка с лопастями вращает жидкость, разгоняя её по кругу с такой силой, что в полости образуется вихрь, создающий воронку. Так появляется разряжение, позволяющее втягивать воду во всасывающий клапан уже принудительно и обеспечивающее непрерывное вращательно-поступательное движение жидкости к выпускному клапану.

Что может использоваться вместо гидроаккумулятора?

Существуют комбинации, позволяющие обойти покупку гидроаккумулятора и дорогого насосного оборудования. Придётся искать что-то иное, жертвовать уровнем комфорта при монтаже и использовании этих устройств.

Современные альтернативы гидроаккумулятору:

Маломощный водяной гидронасос с обратным клапаном и реле давления

Вода — это почти не сжимаемое вещество.

При работе мощного гидронасоса скорость срабатывания датчиков не позволяет остановить процесс нагнетания давления, от чего происходит гидроудар, зачастую выводящий компоненты из строя.

Одним из преимуществ гидроаккумулятора является смягчение гидроударов за счёт сжатия воздуха и гибкости мембраны. Поэтому при его отсутствии не рекомендуется использовать мощный гидронасос.

К насосу монтируется обратный клапан, пропускающий воду лишь по одному направлению и не пропускающий её назад к скважине после отключения электродвигателя.

Для автоматизации процесса к системе подключается реле давления, которое включает и выключает насос самостоятельно, не требуя постоянного присутствия человека.

Оно может быть любой марки:

• «Grandfar SK9»,
• «Belamos PS-02C»,
• «Millennium 1/4».

Их стоимость на данный момент около 500 руб.

Они будут ощутимы, но будут минимальными по причине малой мощности гидронасоса и придутся исключительно на его рабочие части, что потребует высокого качества агрегата.

Преимущества:

• дешевизна;
• низкая требовательность к мощности насоса;
• экономия электроэнергии;
• компактность;
• автоматическая подача воды.

Недостатки:

• отсутствие воды при отключении электроэнергии;
• невозможность регулировать напор струи;
• гидроудары, влияющие на недолговечность оборудования;
• высокие требования к качеству насоса.

Водяной резервуар

Он устанавливается в помещении на высоте двух и более метров, наполняется любым насосом мощностью 200-1200 Вт, обеспечивая точки потребления по трубам при помощи гравитации, как умывальник или водонапорная башня (напор зависит от высоты).

Преимущества:

• накопление воды и её доступность по мере опустошения бака с возможностью регулировать поток краном вплоть до тонкой струйки или «по капельке»;
• насос работает почти без сопротивления, а водонос испытывает минимальные нагрузки, что обеспечит долговечность конструкции.

Недостатки:

• громоздкость конструкции;
• требовательность к вместительности помещения;
• необходимость присутствия человека для индикации опустошения и наполнения резервуара.

При уменьшении уровня жидкости поплавок опускается и в крайнем нижнем положении включает питание электродвигателя. Ёмкость начинает заполняться. При достижении крайнего верхнего положения поплавок размыкает электрический контакт и отключает питание.

Подходящие поплавковые выключатели:

• «PDP-03-1m»,
• «ACR 3 м»,
• «ACR 0,5 м».

Их стоимость 400-1500 руб.

При выходе поплавкового выключателя из строя насос может перестать выключаться. Такая поломка неминуемо приведёт к затоплению помещения. Поэтому сразу при монтаже во избежание потопа делают в верхней части бака водоотводную трубу внутренним диаметром не меньше 5 см, уводящую излишки наружу.

Так сделан водоотвод в ванной, ведущий лишние объёмы напрямую в канализацию. Частные дома позволяют вывести трубу сквозь стену дома, что позволит при аварии набрать дополнительную бочку для полива или наполнить бассейн.

Автоматика для насоса без гидроаккумулятора рассмотрена в видео:

Каким требованиям должен соответствовать агрегат?

При домашнем потреблении воды не требуется сильного напора, поэтому мощность насоса 200-400 Вт для скважины глубиной до 15 м (500-700 Вт для 20-30 м) вполне приемлема. Электродвигатель израсходует часть мощности на поднятие воды, а к крану и сантехнике она поступит без избыточного напора.

Список критериев при выборе гидронасоса:

1. Соответствие диаметру скважины.
2. Соотношение мощности двигателя к глубине погружения аппарата.
3. Отсутствие вибрации (насосы центробежного или винтового типа).
4. Нужная длина провода.

Модели насосов, подходящие для работы без гидроаккумулятора:

1. «СН-90А Вихрь» — разработан на основе вихревого механизма. Работает от источника питания 220 В, имея мощность 550 Вт.

   Подходит для глубоких скважин с максимальным погружением до 60 м. Нержавеющий корпус. Высокая производительность.

   Обеспечен автоматикой против холостого хода, перегрева. Стоимость в районе 6000-7000 р.

2. «Кама НПС-0,40-1,0/50» — разработан на основе центробежного механизма. Работает от источника питания 220 В, имея мощность 400 Вт. Подходит для скважин глубиной до 20 метров. Нержавеющий корпус. Средняя производительность. Обеспечен автоматикой против холостого хода, перегрева. Стоимость в районе 5000-6000 р.
3. «Ручеек-1» — разработан на основе вибрационного механизма. Работает от источника питания 220 В, имея мощность 300 Вт. Подходит для скважин глубиной до 20 метров. Нержавеющий корпус. Средняя производительность. Снабжён автоматикой против перегрева. Данный вариант подходит для экономии средств при покупке. Опасность для скважин представляет вибрация при работе. Стоимость в районе 2000-3000 р.

Этапы работ

При монтаже резьбовых соединений используют ФУМ-ленту (или волокна льна, пропитанные специальным герметиком) — это обеспечивает герметичность и исключает протечки.

Этапы работ:

1. Монтаж обратного клапана — производится напрямую к насосу или через переходник. Следующие соединения стыкуются непосредственно к нему. При высоком давлении вода устойчива к замерзанию, что необходимо в северных климатических условиях. Это возможно только с гидроаккумулятором. Если монтаж осуществлён без него, тогда нужного давления не будет, труба промёрзнет и лопнет.

   Поэтому установка обратного клапана не нужна. Вода вернётся в скважину, что исключит промерзание. Отказ от использования гидроаккумулятора для северных районов ведет к исключению обратного клапана из системы.

2. Установка насоса — производится резьбовыми соединительными муфтами к нижней части коммуникации из пластиковых водопроводных труб с заранее подготовленными соединениями. При глубине скважины более 4-х м трубы соединяются спайками и вместе с прикрепленным к ним гидронасосом постепенно погружаются ко дну источника.

   Гидронасос необходимо предварительно закрепить на тонком тросе вместе с проводом, а трос привязать к любому неподвижному основанию, иначе он может упасть на дно, а решение подобной проблемы очень затруднительно.

3. Подводка водопровода в помещение — производится по траншее, глубиной до 1,5 метра для северных широт и до 0,4 метра для южных широт в зависимости от глубины промерзания почвы.

   При отсутствии обратного клапана норматив глубины необязателен к исполнению.

   Если пропустить следующий этап и вместо этого установить реле давления, то можно переходить сразу к последнему этапу и считать подводку завершённой.

4. Установка ёмкости для воды — производится при отказе от использования гидроаккумулятора и реле давления. Бак устанавливается как можно выше и ближе к потолку или на верхних этажах здания при наличии таковых. Подвод воды производится пластиковой трубой с верхней части бака, чтобы струя при наполнении направлялась не на потолок, а на дно.
5. Размещение поплавкового выключателя — должно быть исполнено так, чтобы при наполнении ёмкости водяной напор не соприкасался с поплавком во избежание несвоевременного срабатывания электрического клапана.
6. Разводка по точкам потребления — начинается с нижней части резервуара монтированием резьбовой муфты, к которой крепится пластиковая водопроводная труба. Далее разветвление продолжается соответственно планировке дома.

Заключение

При отказе от гидроаккумулятора и постройке ёмкостно-поплавкового водоснабжения решается задача удешевления, уменьшается требование к качеству и износостойкости оборудования, увеличивается общий срок эксплуатации узлов благодаря невысокому давлению.

Уменьшается потребление электроэнергии из-за использования менее мощного насоса. Решается даже задача автоматизации процесса с возможностью автоматического контроля при аварийной ситуации, а из недостатков отмечаются лишь повышенные требования по габаритам.

Основным же минусом ёмкостно-поплавкового водоснабжения остаётся невозможность создать в коммуникации сильный напор, который порой бывает так необходим, чтобы помыть ковёр или автомобиль. Но это решаемо — ведь насос всегда можно подключить напрямую.