Как рассчитать насосную станцию для частного дома

Проживание во многих малонаселенных пунктах, загородных домах осложняется отсутствием водопровода. Там, где водоснабжение ограничивается колодцем или водозабором из скважины, можно организовать полноценный водопровод для своего дома. Подсоединенная к трубопроводам компактная насосная станция бытового назначения, будет непрерывно снабжать питьевой водой.

Что такое насосная станция для жилого дома

Это компактное устройство, которое посредством автоматического управления обеспечивает работоспособность автономного водопровода в частном доме.

Насосная станция включает:

• всасывающий насос;
• напорный резервуар;
• реле давления;
• манометр.

Она может устанавливаться рядом со скважиной:

• в подвале;
• в специально предусмотренном помещении;
• в шахте.

Для чего нужна насосная станция

Установка бытовой насосной станции в коттеджах, дачных и загородных домах, пользующихся водой из собственных скважин, колодцев и других источников, переводит водопотребление на более высокий уровень.

Появляется возможность иметь автономный водопровод, который повысит комфортность проживания. Создаются условия для подключения сантехнических кабин, стиральных и посудомоечных машин.

Принцип работы

Действие насосной станции осуществляется при помощи насоса, гидроаккумулятора и системы автоматики, регулирующей давление. При запуске агрегата вода начинает закачиваться в напорный резервуар (гидроаккумулятор) и далее по трубопроводу.

При достижении верхнего предела давления насос отключается. Далее поступление воды к потребителю осуществляется за счет давления в аккумуляторе, до тех пор, пока оно не достигнет нижнего предела. Тогда насос вновь начинает работу.

Так постоянно обеспечивается подача воды. Реле давления, реагирующее на изменения, отрегулировано на заводе. Значение давления 2 бар для запуска насоса и 3 бар для остановки. Контроль осуществляется при помощи манометра.

Как выбрать насосную станцию

При условии правильного выбора насосного агрегата будет обеспечено автономное водоснабжение загородного дома, коттеджа, полностью отвечающее потребительскому спросу.

Для этого необходимо определиться с основными характеристиками будущей станции:

• глубина всасывания;
• производительность;
• мощность;
• объем гидроаккумулятора.

Помогут примерные измерения и расчеты, которые можно произвести самостоятельно:

1. Глубина, с которой предстоит качать воду.
2. Расстояние от источника до точек забора воды.
3. Средний расход воды со всех точек одновременно. При условии, что через кран расходуется воды около 4 л/мин и 10 – 12 л/мин при использовании душа, можно рассчитать примерный единовременный расход воды всеми потребителями в час. Этот показатель будет соответствовать производительности станции.

Мощность насосной станции

Учитывая ежесуточную потребность в воде необходимо подобрать мощность насосной станции.

На этот показатель будет влиять:

• высота подъема воды;
• удаленность агрегата от скважины;
• производительность источника водозабора.

Среди бытовых установок мощность составляет 0,6 – 1,5 кВт. Из них можно выбрать, оптимальный вариант, не переплачивая.

Производительность станции

Количество воды, которое агрегат способен выдать в водопроводную систему дома в час, является производительностью станции.

Она указывается в техническом паспорте, прилагаемом к товару. Производительность бытовых установок для дома и дачи колеблется между 2000 – 6000 л/ч.

Объем накопительного резервуара

Выбирая насосную станцию для дома, следует обратить внимание на объем накопительного бачка. Он зависит от потребляемого количества воды и должен обеспечить водоснабжение при отключении электроэнергии.

Объем бачка может быть от 8 л до 100 л.

Защита от сухого хода и перегрева

Агрегаты водоснабжения, имеющие защиту от перегрева и сухого хода, отличаются безукоризненной работой. Система автоматически отключается при отсутствии воды в скважине, ограждая электродвигатель от перегрева.

Способы управления

1. Автоматический способ управления. Когда достигается верхний и нижний предел давления, специальное реле включает или выключает насос.
2. Ручной.
3. Дистанционный.

Производители насосных станций

Среди большого выбора насосного оборудования российские потребители в большей степени доверяют:

• итальянским установкам Marina, Pedrollo;

• немецким маркам Karcher, Wilo;

• российским агрегатам Джилекс.

Мощные итальянские насосные станции Marina рассчитаны на подъем воды с глубины до 25 м. Чугунный корпус позволяет эксплуатировать оборудование в любых условиях. Автоматический режим работы станции обеспечивает постоянный уровень давления в системе водоснабжения.

Производительность установки 2400 л/ч при мощности 1,1 кВт подойдет для снабжения питьевой водой и полива участка.

Бытовая станция Pedrollo надежная и производительная техника. Установка качает воду с глубины 9 — 30 м. Относительно небольшое потребление электроэнергии и производительность от 2400 до 9600 л/ч, создают условия для обеспечения системы водоснабжения частного дома, коттеджа, дачи.

Варианты емкостей от 24 до 60 л рассчитаны на различное количество расхода воды. Мощность агрегата 0.85 – 1,3 кВт

Немецкие насосные станции от Karcher, это качественное оборудование для организации водоснабжения загородного дома, коттеджа или дачи. Работа установки в автоматическом режиме не требует дополнительного обслуживания. Комплектация предусматривает электрооборудование с пониженным энергопотреблением.

Накопительные бачки емкостью 18 – 40 л выполняются из стали. Установка мощностью 0,95 кВт рассчитана на производительность 3800 л/ч.

Компания Wilo более века производит насосное оборудование. Высокое качество изделий достигается применением передовых технологий. Бытовые насосные станции этой марки относятся к самым востребованным среди потребителей.

Отмечается:

• бесперебойная работа;
• надежность;
• простота использования.

Установка имеет защиту от сухого хода, перегрева, образования конденсата. Станции выпускаются мощностью от 0,55 кВт до 1,6 кВт. Можно подобрать агрегаты с объемом накопительного бачка от 8 л до 60 л. Продукция полностью укомплектована и готова к применению.

Насосные станции Джилекс (Россия) наиболее приближены к условиям применения для российского потребителя. Устройство имеет автоматическое управление, поддерживающее в системе необходимое давление.

Различные агрегаты производительностью от 2700 л/ч до 4200 л/ч и мощностью 0,50 – 1,1 кВт выпускаются для российского рынка. Объем накопительного бачка может быть от 24 л до 50 л.

Корпус выполняется из пластика или углеродистой стали, в зависимости от модели. Давление в системе проверяется по предусмотренному для этого манометру. Продукция Джилекс надежна и проста в применении.

На что следует обратить внимание при выборе

Выбирая насосную станцию необходимо учесть несколько важных моментов, которые будут влиять на эксплуатацию прибора:

1. Производитель. Изделия производителей, положительно зарекомендовавших себя на рынке, не будут создавать проблем при эксплуатации.
2. Материал изготовления. Агрегаты, выполненные с применением углеродистой стали имеют более длительный срок службы, чем пластиковые.
3. Соответствие технических характеристик требуемым параметрам. Производительность, глубина водоносного слоя, объем накопительного бачка.
4. Система защиты от сухого хода и перегрева. Наличие защиты продлит срок эксплуатации.

Достоинства и недостатки

Насосные станции полноценно питают систему водоснабжения действующую автономно. Они не только закачивают воду, но и поддерживают давление, создавая комфортные условия для бытового пользования.

Из достоинств отмечаются:

• наличие системы защиты от сухого хода;
• запас воды в накопительном баке;
• использование материалов с антикоррозийными свойствами;
• универсальное применение;
• установка в сборе и готова к применению;
• пониженный шум при работе;
• экономное энергопотребление;
• длительный срок службы.

Качественные установки не требуют дополнительных затрат на обслуживание и просты в эксплуатации.

Как любая техника, насосные станции имеют недостатки:

1. Ограничение на глубину всасывания. Большинство установок рассчитаны на 8 – 9 м.
2. Чувствительность к присутствию частиц песка и других загрязнений. В этих случаях требуется установка фильтра.
3. Ввод установки в эксплуатацию требует заполнения шланга водой, настройки реле давления.
4. Контроль над уровнем давления.

Монтаж насосной станции

Установка поступает на реализацию в полном сборе и готова к эксплуатации. Потребителю необходимо присоединить агрегат к всасывающему трубопроводу и водопроводящей системе. Предварительно рекомендуется установить обратный клапан на всасывающей трубе для удержания воды при отключении от электросети. При наличии механических включений устанавливается сетчатый фильтр.

Агрегат рекомендуется устанавливать с применением амортизационного материала для снижения вибрации, создаваемой при работе насоса. Установка должна быть снабжена заземлением. Полностью подсоединив насосную станцию к водопроводной системе, необходимо заполнить водой всасывающий трубопровод и корпус насоса через пробку заполнения.

Проверив герметичность узлов подсоединения необходимо подкачать давление до уровня, рекомендуемого производителем через специальный штуцер. После этого агрегат можно включать в электросеть.

Автономный водопровод в сочетании с насосной станцией представляет собой удобную и эффективную схему водоснабжения. При этом обеспечивается необходимый напор из любых точек потребления, а также накапливается определенный запас воды. Качественная и бесперебойная подача воды будет обеспечена, если установка соответствует всем условиям.

Покупка подобного агрегата удовольствие не из дешевых, поэтому перед приобретением нужно оценить все важные критерии такого оборудования. Основным параметром является производительность – это способность насоса перекачивать определенный объем жидкости в единицу времени. Для вычисления данной характеристики и применяется калькулятор. К расчету также прилагаются важные пояснения.

Примеры расчетов и основные характеристики на примере конкретной модели

Калькулятор для расчета производительности станции

Что нужно знать при проведении расчетов?

При выборе насосной станции проводится оценка отдельных характеристик. При этом глубина всасывания должна соответствовать реальным требованиям эксплуатации, а образуемый напор должен обеспечивать беспроблемное функционирование всех сантехнических приборов.

Так как в доме могут использоваться несколько точек воды, то должен быть обеспечен хороший напор, чтобы открытие одного крана не уменьшило поток воды во втором. Таким образом, насосная станция должна обеспечивать необходимым объемом воды одновременную работу максимального количества водоразборных точек.

Программа создана с учетом возникающих форс-мажорных ситуаций. Например, учитывает пиковую нагрузку при одновременном открытии всех кранов. Также в формуле присутствует составляющая, учитывающая общее количество устройств в доме.

Для пользования калькулятором используются несложные правила. Требуется указать количество, наличие и разновидность приборов в здании. Каждое устройство имеет свои нормы расходов воды, которые обозначаются литрами в секунду. Суммирование всех расходов позволяет получить нужный результат. Данный результат может быть показан в литрах за минуту, в литрах в секунду и кубометрах в час.

Организовать включение в систему централизованного водоснабжения частного дома, дачи или коттеджа удается нечасто. Обычно их владельцам приходится решать вопрос об автономной системе водообеспечения своего жилища.

Но, даже если есть возможность подключения к проходящему рядом с домом городскому или поселковому водопроводу, иметь при этом на участке независимый источник воды — не самая плохая идея как с точки зрения экономической, например, используя его для полива, так и в качестве гарантии от внезапных отключений центральной системы.

Общая информация

Система автономного водоснабжения частного дома состоит из нескольких компонентов:

Водный источник:
Колодец— искусственная выработка‑шахта, выкопанная для сбора подземных грунтовых вод в поверхностном водоносном слое до глубины 10

15 м и укрепленная от осыпания.

Скважины. Выполняются методом бурения и бывают нескольких типов:

Безнапорные: «на песок» — до 50 м, «на известняк» — до 150 м.

Артезианские — свыше 150 м.

Абиссинские и др.

Искусственные водоемы. Емкости для сбора талых, дождевых вод. При имеющемся поблизости ключе или роднике можно организовать углубленный отвод его русла.

Естественные водоемы. Ручьи, реки, озера.

Потребители воды на участке и в доме: мойки, раковины, ванны, сауны‑бани, бассейны, полив.

Система подачи и распределения: насосы, накопительные емкости, трубопроводы.

При проектировании автономной системы первым встает вопрос о подборе насоса для водоснабжения частного дома, как одной из самых ответственных и, если уж говорить о качестве работы и долговечности, наиболее дорогостоящей части гидротехнического оснащения. И выбор его обусловлен, прежде всего, типом источника воды на участке, а затем — выбранной схемой водоснабжения.

Конструкционные различия

Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:

• Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
• Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
• Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
• Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
• Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».

Виды по типу размещения

По способу размещения водоснабжающие гидронасосы подразделяются на два класса:

1. Поверхностного типа. Располагаясь в стороне от источника воды, обеспечивают ее всасывание по опущенной в колодец или скважину трубе.
2. Погружные. Полностью опускаются в воду на некоторую глубину.

Иногда в отдельный класс выделяют насосные станции, которые по сути являются компактным самодостаточным водонапорным комплексом, состоящим из поверхностного насоса, накопительного мембранного бака‑гидроаккумулятора, реле давления воды и схемы управления.

Какой лучше выбрать?

Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:

Поверхностные насосы	Погружные
Устанавливаются стационарно. Проще в обслуживании.	Для ремонтно‑профилактических работ требуют подъема из скважины или колодца на поверхность.
Нуждаются в двух трубопроводах: всасывающем и нагнетания.	Работают только на нагнетание.
Максимальная высота всасывания — 10 м. Реальная, с учетом потерь в трубопроводе и запаса на понижение уровня воды в колодце — не более 7

8 м.

Подъем с глубины ниже 10 м. Нуждаются в заполнении жидкостью перед первым пуском или после ремонтных работ. Готовы к работе сразу после погружения. Существует опасность перегрева мотора при длительной работе. Погруженный в воду насос охлаждается как наружной водой извне, так и прокачиваемой изнутри. Необходимость консервации на зиму для летнего варианта водопровода. На зиму достаточно слить воду из системы. Работа сопровождается шумом. Бесшумны.

Пример расчета

Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:

• Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
• Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
• Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
• Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
• Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
• Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.

Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.

Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару

Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.

Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.

При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.

Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:

• Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
• Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
• Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
• Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
• Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару

4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.

Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.

Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:

Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.

Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).

Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:

Включение в систему водоснабжения

Как говорилось выше, более других удобны в установке и эксплуатации готовые насосные станции, технические характеристики которых пригодны для водообеспечения небольшого дома на семью из 2

3 человек или дачи.

Подключение их сводится к нескольким простым шагам:

• Выбор места размещения.
• Подготовка надежного основания.
• Подведение необходимых трубопроводов.
• Всасывающую трубу, опускаемую в колодец, необходимо оборудовать сетчатым фильтром и обратным клапаном. Опустить ее следует на глубину не выше 1 м от поверхности воды.
• Подключение электрической сети и защитного заземления.

Слабые места насосных станций и основные поломки

Выпускающиеся промышленностью насосные станции, или так называемые самовсасывающие насосы, привлекают:

• доступной ценой, меньшей, чем при отдельном приобретении всех комплектующих;
• компактными размерами;
• удобством установки и обслуживания;
• готовностью к эксплуатации сразу после приобретения.

Однако в их использовании имеются и недостатки:

8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.

Необходимость оборудования специального утепленного звукоизолированного помещения.

Небольшая емкость гидроаккумулятора 20

Неисправности насосных станций могут быть вызваны следующими причинами:

• Внезапное отключение электроэнергии часто сопровождается гидроударом, способным нанести непоправимые повреждения.
• Загрязненность и низкое качество воды приводят к повышенному износу лопаток центробежного гидронасоса и заиливанию бака.
• Несоответствие условий эксплуатации техническим параметрам.

Например, одна из распространенных поломок связана с завышенным водопотреблением, когда частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную. Это приводит к разрыву мембраны в баке‑гидроаккумуляторе.

Станция при этом не может создать требуемое давление в системе и частота включений еще больше увеличивается. Проверяется нажатием ниппеля на обратной стороне бака: если оттуда потекла вода — мембрана требует замены.

Еще одной распространенной неисправностью является поломка или неправильная регулировка реле давления, которая приводит к непрерывной работе станции без отключений.

Жители городских домов или квартир нечасто задумываются о том, что, подходя к крану на кухне либо в ванной и просто открывая его, они включают в работу отточенную для ее создания столетиями научных открытий, изобретений и инженерных решений огромную и сложную систему добычи водных ресурсов, их доставки и распределения.

Те же, кому приходится создавать для своего жилища такую систему в миниатюре, по‑настоящему дорожат ценностью этого поистине незаменимого источника жизни — воды.