Основные принципы работы насосной станции. Насосные станции для водоснабжения частного дома: принцип работы

Основные принципы работы насосной станции. Насосные станции для водоснабжения частного дома: принцип работы

В современных насосных станциях для подачи воды установлены гидроаккумуляторы, которые представляют собой емкость цилиндрической формы, разделенную на две части эластичной мембраной. Одна часть емкости в заводских условиях заполнена газом. В этой камере создано определенное давление.

При включении насоса вода попадает во вторую часть гидроаккумулятора. Емкость постепенно заполняется, мембрана растягивается, сжимая газ во второй части еще больше. Таким способом в системе водоснабжения частного дома (дачи) создается давление. Его величина контролируется датчиками реле давления . При достижении порогового значения (порядка 2-4 атм) датчики подают команду на отключение насоса. Пока в системе краны не открыты,  давление стабильно, насос больше не работает.

Принцип работы насосных станций: подкачка воды по мере необходимости в специальный резервуар — гидроаккумулятор

Где-то открывается кран. Вода в него поступает из гидроаккумулятора, в котором по мере расхода понемногу падает давление. При достижении нижнего порога срабатывает второй датчик, который дает команду на запуск насоса, вода снова начинает поступать, выравнивая давление. После того, как кран закрыт, насос работает еще какое-то время, потом отключается.

Таким образом в системе поддерживается стабильное давление. Это значит, что вы можете использовать в доме любую технику — и стиральную и посудомоечную машину и водонагреватель.  При желании можно организовать автоматизированный полив участка или газона.

Насосная станция в разрезе. Выбор: встроенный или внешний?

Однако следует помнить, что максимальную эффективность такая модель демонстрирует на небольших глубинах, до 10 метров. Насосы со встроенным эжектором рассчитаны на такие относительно неглубокие источники, их преимущество в том, что они обеспечивают отличный напор поступающей воды.

В результате этих характеристик хватает, чтобы использовать воду не только для бытовых нужд, но и для полива или выполнения других хозяйственных операций. Еще одна проблема — повышенный уровень шума, поскольку к вибрации работающего насоса добавляется звуковой эффект от воды, проходящей сквозь эжектор.

Если принято решение об установке насоса со встроенным эжектором, то придется позаботиться о шумоизоляции особенно тщательно. Насосы или насосные станции со встроенным эжектором рекомендуется устанавливать вне дома, например, в отдельном здании или в кессоне скважины.

Электродвигатель для насоса с эжектором должен быть более мощным, чем для аналогичной безэжекторной модели.

Выносной или внешний эжектор устанавливают на некотором расстоянии от насоса, и это расстояние может быть довольно значительным: 20-40 метров, некоторые специалисты даже считают приемлемым показатель в 50 метров. Таким образом, выносной эжектор можно поместить прямо в источнике воды, например, в скважине.

Внешний эжектор не столько повышает производительность насоса, сколько призван увеличить глубину забора воды из источника, которая может достигать 20-45 м

Разумеется, шум от работы эжектора, установленного глубоко под землей, уже не побеспокоит жильцов дома. Однако этот тип устройства следует подключать к системе с помощью рециркуляционной трубы, по которой вода будет возвращаться к эжектору.

Чем больше глубина установки прибора, тем более длинную трубу придется опустить в скважину или колодец.

Наличие еще одной трубы в скважине лучше предусмотреть на стадии проектирования устройства. Подключение выносного эжектора также предусматривает установку отдельного накопительного бака, из которого будет производиться забор воды для рециркуляции.

Такой бак позволяет уменьшить нагрузку на поверхностный насос, сэкономив некоторое количество энергии. Стоит отметить, что эффективность работы внешнего эжектора несколько ниже, чем у встроенных в насос моделей, однако возможность значительно увеличить глубину забора заставляет смириться с этим недостатком.

При использовании внешнего эжектора нет необходимости помещать насосную станцию непосредственно возле источника воды. Ее вполне можно установить в подвале жилого дома. Расстояние до источника может варьироваться в пределах 20-40 метров, на производительности насосного оборудования это не отразится.

Повысительная насосная станция принцип работы. Принцип работы повысительного электронасоса

Многие подкачивающие насосы для водопровода работают по центробежному принципу с перемещением жидкости рабочим колесом с лопастями, установленном на валу электродвигателя. Вода подается через патрубок, расположенный на центральной оси вала и выталкивается лопатками колеса через боковое выходное отверстие.

Электронасосы, повышающие давление воды в водопроводе, обычно функционируют в автоматическом режиме включения и выключения, которым управляет встроенное герконовое реле потока. В нерабочем состоянии при отсутствии тока воды в трубопроводе агрегат отключен, как только открывают кран, вода начинает двигаться по трубам, реле срабатывает и повысительный насос включается.

Многие пользователи и авторы интернет-статей путают повысительный насос для водопровода с циркуляционным, устанавливаемым в системы отопления частных домов. Хотя они конструктивно выглядят практически одинаково и имеют схожий принцип действия, циркуляционные виды рассчитаны на непрерывную подачу жидкости на высоту с постоянным поддержанием давления теплоносителя в системе и отключаются в двух случаях: при срабатывании термореле, указывающего на превышение температуры теплоносителя, и при включении реле давления (используется редко), сигнализирующем о слишком сильном напоре рабочего тела в трубах.

Рис. 2 Мокророторный насос повышающий давление в водопроводе в разрезе

Малогабаритные центробежные повысительные электронасосы изготавливаются по двум технологиям: с мокрым и сухим ротором. В сухороторных приборах вал электрического двигателя с рабочим колесом отделен от его ротора и статорной обмотки высокогерметичным торционным уплотнением. Данная модификация отличается высоким КПД порядка 70%, обычно для охлаждения двигателя на торце корпуса помещают крыльчатку. Сухороторные модификации по сравнению с мокророторными типами имеют большие габаритные размеры, обладают более высокими показателями мощности и производительности, не критичны к чистоте и отсутствию воды из-за воздушного охлаждения электродвигателя. Но их главный недостаток — высокий уровень шума, существенно ограничивает область применения в частных водопроводах.

В модификациях с мокрым ротором последний отделен от магнитопровода электродвигателя тонкостенным стаканом, в котором он вращается, удерживаясь на торцевых подшипниках. Стакан и подшипники заполнены водой — это обеспечивает бесшумную работу и эффективное водяное охлаждение. Благодаря такой конструкции, мокророторные агрегаты обладают низким КПД около 40%, не могут работать при отсутствии водяного охлаждения (им обязательно требуется защита обмотки от холостого хода), имеют небольшие габаритные размеры. Для их работы нужна чистая среда, а основное преимущество — бесшумность хода, часто является определяющим при использовании их в индивидуальном водоснабжении.

Рис. 3 Устройство сухороторного агрегата

Вихревые повысительные насосы

На рынке встречаются подкачивающие модификации и вихревого принципа действия, они легко различимы по размещенным на одной линии сбоку торцевой части корпуса всасывающему и напорному патрубкам. Их рабочее колесо выполнено в виде крыльчатки, расположенной на валу электродвигателя, вода всасывается через один из боковых патрубков и выталкивается лопастями через противоположное выходное отверстие. Для снижения гидравлических потерь и повышения КПД зазор между лопатками вихревого колеса и стенками рабочей камеры делают минимальным, поэтому модели вихревого принципа работы намного требовательнее к чистоте воды, чем их центробежные аналоги.

Как правильно работает насосная станция. Насосная станция: устройство, принцип работы и подключение

Насосная станция: устройство и принцип работы

Насосная станция это, пожалуй, самый простой способ сделать.

Разберем этот несложный аппарат по составным частям:

Насосная станция: устройство

Насос, установленный на гидроаккумуляторе включается при помощи реле давления, которое работает по следующему принципу —  при падении давления в системе  до определенной величины (чаще всего 1.5 атмосферы)  реле включает питание насоса  и он начинает качать воду из скважины.

Как только прекращается разбор воды  (закрывается смеситель, душ, кран полива итд), давление в водопроводе начинает расти и  при достижении значения в 3 атмосферы реле размыкает цепь  питания насоса.

Таким образом насосная станция поддерживает давление в системе водоснабжения в определенных пределах (1,5 — 3 атмосферы).

Её можно применять и в целях повышения давления ,     если ваш дом подключен к центральному водоснабжению, но не хватает напора.

Насосная станция: технические характеристики

Ниже приведены  самые важные технические характеристики насосов-автоматов:

• Высота подъема воды до 9 метров.
• Расход от 40 до 120 л/мин (для частного дома обычно хватает 65-70 л/мин).
• Мощность двигателя не более 1,8 кВт (самые популярные модели 600 — 900 Вт).
• Диаметр резьбовых соединений  чаще всего 1 дюйм.
• Напряжение питания 220 В частота тока 50 Гц.
• Напор насосных станций лежит в пределах от 40 до 60 м.

Подключение насосной станции

Монтаж насосной станции

Не забудьте внимательно прочитать руководство пользователя!!!

1. Перед установкой  необходимо проверить не заблокирован ли вал насоса . Для этого нужно снять кожух с вентилятора и осторожно попробовать повернуть его. Если вал заблокирован его необходимо провернуть при помощи отвертки.
2. Насос должен устанавливаться в месте с хорошей вентиляцией и защищенном от атмосферных осадков. Диапазон рабочих температур для насосной станции лежит в пределах от 0 до 40 градусов  Цельсия.  При падении температуры ниже нуля насос будет разморожен , что приведет к дорогостоящему ремонту.
3. Основание, к которому будет закреплена станция, должно быть достаточно жестким и хорошо поглощать вибрацию от работы насоса.
4. Станция должна быть расположена максимально близко к источнику воды.
5. Насос для правильной работы должен быть расположен горизонтально.
6. Внутренний диаметр всасывающей магистрали не должен быть меньше, чем диаметр резьбы . При глубине забора более 4 метров  или при наличии длинного горизонтального участка трубы, рекомендовано увеличить диаметр всасывающей магистрали и поставить на ее конец обратный клапан с сеткой. Поясню это так, диаметр резьбы на насосе равен 1 дюйм (DN25) — это значит, что необходима труба или напорный шланг с таким же внутренним диаметром DN25. Самым популярным материалом для такой всасывающей магистрали является труба ПНД диаметром 32 мм.

Соблюдая эти правила, вы сможете самостоятельно установить насосную станцию, но  все равно не забудьте ознакомиться с руководством пользователя , которое идет в комплекте.

Помимо вышеперечисленных правил могут быть и иные рекомендации производителя, которыми нельзя пренебрегать.

Подключение электрооборудования к насосной станции

• Необходимо проверить совпадение параметров насоса с параметрами электрической сети.
• При стационарном монтаже по правилам техники безопасности желательно использовать предохранительные автоматы. Однофазные насосы оборудованы защитным тепловым реле и поэтому могут подключаться непосредственно в сеть 220 В

Запуск насосной станции своими руками

1. Перед запуском  необходимо заполнить насосную часть и всасывающую магистраль чистой водой  через специальное отверстие на насосе закрытое резьбовой заглушкой. После заполнения пробку необходимо завинтить на прежнее место. Работа без воды вызовет повреждение  гидравлической части — повреждение рабочего колеса и уплотнений.
2. После включения насоса необходимо проверить правильность вращения двигателя ( для трехфазных насосов). Если смотреть на вентилятор, он должен вращаться по часовой стрелке. Если он крутится против часовой, то необходимо изменить подключение — надо поменять местами два фазных провода.
3. Станция не должна запускаться чаще, чем 20 раз в час. Иначе двигатель будет перегреваться. Частые включения могут быть вызваны малым объемом гидроаккумулятора при большом расходе воды или неисправностью его  мембраны (она может порваться). Кроме того может неправильно работать автоматика станции, в этом случае нужно обратиться в ближайший сервисный центр производителя.

Обслуживание насосной станции

Обслуживание насосной станции состоит в основном в контроле давления воздуха в гидроаккумуляторе — давление должно быть равным 1,5 атмосферы.

При падении производительности насоса  необходимо обратиться в сервис по месту жительства.

Самостоятельно разбирать насос можно, но стоит заранее подумать сможете вы его собрать обратно или нет.

Насосная станция для скважины. Устройство насосной станции

Для комфортного проживания в загородном доме необходимо наличие безупречно смонтированной системы водоснабжения, в которой главную функцию выполняет насосная станция.

Знание устройства системы водоснабжения и принципа работы отдельных звеньев этой коммуникации позволяет самостоятельно выполнить монтаж водопровода или проконтролировать работу приглашенных мастеров, провести ремонт отдельного элемента или выполнить его замену при возникновении аварийной ситуации.

Система водоснабжения с насосной станцией для дачи для скважины состоит из следующих важнейших составляющих частей:

• Устройство для забора воды, оснащенное фильтром.
• Обратный клапан, препятствующий движению воды в обратном направлении.
• Всасывающая труба, идущая к насосу.
• Реле давления, регулирующее подачу воды.
• Датчики, по которым можно определить точные значения определенных параметров.
• Гидроаккумулятор, в котором происходит автоматическое накопление воды.
• Электродвигатель.

Гидроаккумулятор является современным и практичным устройством, однако не всегда есть возможность его приобрести. В этом случае для решения вопроса, как установить насосную станцию на скважину, можно использовать накопительный бак, хотя следует учесть его недостатки, включая слабый напор и неудобный монтаж. С учетом того, что специализированные магазины предлагают современные агрегаты для насосной станции, в которых уже имеется гидроаккумулятор, нет необходимости собирать и устанавливать систему с накопительной емкостью.

Решаясь на установку простой емкости для накопления жидкости, важно помнить о следующих правилах:

• Для создания необходимого напора накопительный резервуар устанавливают на максимально возможной высоте. Чаще всего монтаж выполняют в чердачном помещении.
• Основание, на котором предполагается монтаж накопительной емкости, должно быть усилено балками, плитами или дополнительными перекрытиями.
• Бак должен вмещать трехдневный запас воды на случай поломки насоса. Однако следует помнить, что в емкости объемом более 250 литров может накапливаться осадок.

При заборе воды из скважины насосной станцией с мембранным гидроаккумулятором или резервным накопительным баком в обязательном порядке устанавливают фильтрующий элемент и монтируют страховочный патрубок для отвода лишней воды. Шланг от патрубка следует вывести в дренаж или емкость, из которой поливают насаждения на участке.

Работает станция для подачи воды из скважины по следующему принципу: при снижении уровня воды происходит включение насоса, который закачивает воду и заполняет систему. Когда система заполняется до необходимого уровня, а давление достигает определенных значений, реле давления отключает насос. Настройки реле выставляют в зависимости от объема накопительной емкости и технических характеристик насоса.

Из чего состоит насосная станция. Конструкция насосной станции

Насосная станция – это конструкция, подающая воду из колодца, скважины или любого другого резервуара, а также насосная станция отвечает за регулировку давления в системе водоснабжения.

Чтобы правильно понимать принцип работы станции, необходимо знать из чего она состоит и какую работу выполняют отдельные составные элементы конструкции.

Насосная станция состоит из следующих частей:

1. Насос – двигатель и насосная часть;
2. Реле давления – реле отвечает за контроль уровня давления, то есть при понижении необходимого уровня давления повышает его, а при повышении, наоборот, понижает;
3. Гидроаккумулятор;
4. Шланг, соединяющий насос с гидроаккумулятором.

Обратимся к схематичному изображению типовой насосной станции:

На данной схеме мы видим правильное расположение составных частей домашней станции водоснабжения.

Совет! После бытовой насосной станции водоснабжения лучше всего установить фильтр тонкой очистки воды.

Виды насосных станций

Существует несколько классификаций, по которым можно разделить бытовые насосные станции. Во-первых, станции можно разделить в зависимости от конструкции:

• Вихревая насосная станция создает давление в водопроводе с помощью колеса с лопастями, которое своим вращением создает множество вихрей. Такие системы могут работать только при наличии базового давления, то есть их использование в колодце невозможно;
• Центробежная насосная станция – основой такой конструкции является центробежное колесо, которое создает необходимый уровень давления для поднятия воды вверх. В отличие от вихревой системы, центробежная насосная станция может находиться и в колодце, и в скважине, то есть в любом резервуаре, вне зависимости от наличия в нем давления. Такие станции бывают погружные, то есть находящиеся целиком под водой и полупогружные, то есть те, у которых двигатель размещается над уровнем воды. Безусловным плюсом в пользу центробежных станций будет то, что они могут работать даже при перепадах температур без потери эффективности.

Также насосные станции бывают следующих видов:

• Станции с гидроаккумулятором – более современный вид станций водоснабжения для частного дома. Такие конструкции включают в себя реле давления, которое контролирует необходимый уровень давления и отвечает за включение и выключение всей насосной системы;
• Станции с накопительным баком – сейчас используются редко, так как такая конструкция занимает довольно большое пространство, а также такую станцию сложнее устанавливать, а уровень напора сохраняется достаточно низким.

Также существуют канализационные насосные станции для отведения сточных вод – намного более габаритная конструкция. Главным отличием от станций для воды является наличие контейнера для накопления крупных частиц, содержащихся в сточных водах. Разумеется, такие контейнеры требуют регулярной очистки и контроля.

Конструкция насосной станции. Устройство насосной станции и принцип ее действия

Насосные станции включают в себя несколько функциональных узлов:

• водозабор с сеткой и обратным клапаном, располагающийся непосредственно в скважине;
• всасывающую магистраль, по которой осуществляется подъем воды из скважины и подача ее в корпус насоса;
• центробежный насос, создающий разрежение с одной стороны, за счёт чего и поднимается вода, и давление с другой стороны, благодаря чему вода поступает в дом и распределяется в нём по потребителям;
• реле давления, которое автоматически включает насос при падении давления ниже определенной величины и выключает при повышении давления до конкретной величины;
• мембранный бак (или гидроаккумулятор), служащий для предотвращения эффекта гидравлического удара, возникающего при включении станции, что могло бы нанести немалый вред всей нашей системе водопровода, включая трубы, сантехнику и сам насос;
• электромотор, сопряжённый механически с насосом, и электрически — с реле давления;
• стрелочный манометр, по которому осуществляется визуальный контроль давления в магистрали и при необходимости его регулировка.

На рисунке приведено устройство гидроаккумулятора насосной станции.

Цифрами на рисунке обозначено:

1. Корпус бака
2. Внутренний бак, изготовленный из пищевой резины
3. Ниппель. Точь-в-точь как в шине автомобиля
4. Фитинг для присоединения к водопроводу
5. Воздушное пространство, где воздух находится под давлением
6. Вода, находящаяся внутри резинового бака
7. Выход воды к потребителям
8. Вход воды от насоса

Между мембраной и металлическими стенками бака находится воздух. Когда вода отсутствует, то мембрана находится в смятом виде и прижата к фланцу, в котором располагается входной водяной патрубок. Под давлением вода поступает в бак. При этом мембрана расправляется, занимая пространство внутри бака. В определенный момент времени давление воды в мембране уравновешивается с давлением воздуха между баком и мембраной и поступление в бак воды прекращается. Теоретически, в водопроводе давление воды при этом должно установиться необходимой величины и двигатель насоса должен отключиться немного раньше того момента, когда давления воды и воздуха уравновесятся.

Для того, чтобы гидравлические удары сглаживались, необходим бак очень маленького объема и абсолютно не нужно, чтобы он вообще наполнялся. Тем не менее, хозяева предпочитают на практике использовать баки внушительной емкости, которая может достигать и 50 литров, и 100 и так до полутонны. В данном случае мы имеем дело с эффектом накопления воды. Иначе говоря, насос дольше работает, чем нам нужно для того, чтобы помыться. Зато потом двигатель и дольше отдыхает. Считается, что портится мотор не от времени, которое он находился в работе, а от числа включений и выключений. Применение накопительного бака дает насосу возможность включаться на гораздо более продолжительные промежутки времени и на кратковременные расходы воды не реагировать.

Накопление воды весьма полезно не только в целях продления насосу срока службы. Представьте себе, моетесь в душе, и вдруг выключается электричество. И даже мыло с себя будет смыть нечем, если… в баке нет запаса воды.

Мембранный бак на 80 литров воды не может в себе содержать все 80 литров, ведь между стенками бака и мембраной находится воздух. Изменяя давление воздуха , можно регулировать некоторое наибольшее количество воды, которое может находиться в баке. Кроме того, можно подключать баки в любом количестве параллельно друг другу.

В обслуживании баки почти не нуждаются. Нужно их только подкачивать примерно раз в год обычным автомобильным насосом.

Помимо реле давления, включающегося при падении и выключающегося при росте давления, существует и так называемая автоматика давления, имеющая другой принцип. Она рассчитана на несколько иной класс потребителей воды. Автоматика давления также при падении в системе давления включает насос до достижения определенной величины, однако отключается насос не по достижении давления, а по прекращении тока через автоматику жидкости. В чем различие? Не трудно догадаться, включение насоса будет более частым с автоматикой, нежели с накопительным баком и реле давления. Выключение насоса будет происходить по достижении наибольшего, развиваемого им, давления. Это очень существенно. У меня, например, очень мощный и высокопроизводительный насос. У него максимальное давление составляет более 6-ти атмосфер. В водопроводе мне такое давление не нужно. В этом случае необходимо использовать расширительный бак и обычное реле давления. А вот если насос очень маленький и не развивает давления более четырех атмосфер, да к тому же используется для значительных и длительных заборов воды, например, для полива, то в таком случае автоматика давления без применения накопительного бака поможет сэкономить копеечку. Кстати, ничто не мешает, во-первых, использовать автоматику давления совместно с накопительным баком, и во-вторых, стоимость хорошего реле давления не намного меньше стоимости автоматики.