Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

Станция Aquario с одноступенчатым центробежным насосом.

Вихревой насос также относится к динамическому типу, но жидкость через него протекает по рабочему каналу, имеющему форму кольца, охватывающего периферию рабочего колеса, напоминающего зубчатую шестерню. Отличительной особенностью такого механизма является близкое расположение входного и выходного патрубков, однако чтобы пройти от первого ко второму, жидкость протекает вдоль всей длины кольцевого канала, закручиваясь множеством вихрей (отсюда и название). Напорно-расходная характеристика вихревого насоса H=f(Q) строго линейна во всем диапазоне изменений расхода Q.

Любые вихревые насосы очень чувствительны к песку в воде, максимальный размер твердых частиц не должен превышать 0,1 мм (центробежные агрегаты некритичны к частицам до 1 мм). Производители не рекомендуют устанавливать их на источники воды с песком: песочные скважины, заиленные колодцы. Данные механизмы весьма просты в эксплуатации и ремонте, легко разбираются/собираются домашними умельцами, отличаются невысокой стоимостью.

Линейка станций Aquario с вихревыми насосами, насчитывающая девять модификаций, имеет диапазон мощностей агрегатов от 430 Вт до 760 Вт, диапазон максимальных расходов Q_max от 35 л/мин до 40 л/мин, диапазон максимальных напоров H_max от 35 м до 55 м.

Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

Станция Aquario с вихревым насосом.

Устройство и принцип работы насосной станции

Отличается ли чем-нибудь насосная станция от обычного электронасоса и, если да, в чем ее преимущества?

Во-первых, насосная станция способна обеспечить хороший напор, необходимый для полноценного снабжения водой дома и участка.

Во-вторых, система эта полностью автоматизирована и может работать без постоянного контроля со стороны владельца – один раз смонтировал, и можно не вспоминать о ней, пока не придет срок профилактического осмотра и проверки.

Осознанный выбор насосной станции будет невозможен, если не уделить должного внимания ее устройству и базовым составляющим.

Основными конструкционными элементами насосной станции являются соединенные между собой поверхностный насос и гидроаккумулятор (напорный гидробак), а также автоматическое реле давления, управляющее работой насоса. Для автономного функционирования системы этого недостаточно

Но о назначении и устройстве дополнительных компонентов мы поговорим чуть позже, сейчас же сосредоточим свое внимание именно на основных элементах конструкции

Устройство насосной станции

1. Электрический блок.2. Выходной штуцер.3. Входной штуцер.

4. Электродвигатель.5. Манометр.6. Реле давления.

7. Шланг соединяющий помпу и ресивер.8. Гидроаккумулятор.9. Ножки для крепления.

«Сердцем» насосной станции является насос. Конструкционный тип используемого насоса может быть практически любой – вихревой, роторный, винтовой, осевой и т.д. – но для бытового водоснабжения, как правило, используют насосы центробежного типа, отличающиеся простотой конструкции и высоким КПД.

Второй важный конструкционный элемент насосной станции – гидроаккумулятор – представляет собой, по сути, накопительный бак (что собственно и следует из его названия). Однако назначение гидроаккумулятора заключается не только в накапливании закаченной воды.

Без этого элемента насос бы включался/выключался слишком часто – каждый раз, когда пользователь повернет кран на своем смесителе. Отсутствие гидроаккумулятора негативно сказалось бы и на напоре воды в системе – вода то текла бы из крана тонкой струйкой, то хлестала бы слишком бурным потоком.

Как насос, гидроаккумулятор и реле давления, собранные воедино, способны в автоматическом режиме обеспечивать нас водой?

Разберемся в принципе действия насосной станции.

Насос при включении начинает закачивать воду, заполняя ею накопительный бак. Давление в системе при этом постепенно возрастает. Работать насос будет до тех пор, пока давление не достигнет верхнего порогового значения. При достижении заданного максимума давления сработает реле, и насос выключится.

Что произойдет, когда пользователь откроет кран на кухне или начнет принимать душ? Водопотребление приведет к постепенному опорожнению гидроаккумулятора, а значит, и к снижению давления в системе. Когда давление упадет ниже установленного минимума, реле автоматически включит насос, и он начнет вновь закачивать воду, компенсируя ее расход и нагнетая давление до верхнего порогового значения.

Верхний и нижний пороги, при которых срабатывает реле давления, устанавливаются на заводе. Пользователь, однако, имеет возможность внести небольшие коррективы в работу реле. Необходимость в этом может возникнуть, например, если требуется увеличить напор воды в системе.

Популярные статьи  Биокамины для квартиры своими руками: преимущества и недостатки

Благодаря тому, что насос, входящий в состав насосной станции не работает непрерывно, а включается лишь время от времени, износ оборудования минимализирован.

Небольшое видео показывающее принцип работы насосной станции:

Возможные неполадки в работе установки

Если насос слишком часто включается и тут же отключается, то необходимо немедленно проверить давление воздуха в гидроаккумуляторе. При заниженных показателях надо будет оный подкачать. Но устранить проблему таким способом получится только в том случае, если мембрана и корпус бака не повреждены. Здесь уже поможет только обращение в сервисный центр к ремонтникам.

Ниппель для подкачки воздуха чаще всего располагается с обратной от ввода воды стороны бака, но возможны и варианты сбоку

При появлении водных капель на ниппеле воздушного клапана гидроаккумулятор надо немедленно отсоединить от водопроводной системы. Это прямой признак повреждения мембраны. Без ее замены в подобной ситуации не обойтись. Воздух в водопроводную систему частного дома через мембранный бак поступать не должен.

Если насос вовсе не хочет включаться, то стоит посмотреть на регулировку реле давление. Бывают случаи, когда оно настроено на слишком высокое давление. Но возможен и вариант с попаданием воздуха во всасывающий шланг, что приводит к срабатыванию защиты от сухого хода.

Устройство и принцип работы насосной станции

Отличается ли чем-нибудь насосная станция от обычного электронасоса и, если да, в чем ее преимущества?

Во-первых, насосная станция способна обеспечить хороший напор, необходимый для полноценного снабжения водой дома и участка.

Во-вторых, система эта полностью автоматизирована и может работать без постоянного контроля со стороны владельца – один раз смонтировал, и можно не вспоминать о ней, пока не придет срок профилактического осмотра и проверки.

Осознанный выбор насосной станции будет невозможен, если не уделить должного внимания ее устройству и базовым составляющим.

Основными конструкционными элементами насосной станции являются соединенные между собой поверхностный насос и гидроаккумулятор (напорный гидробак), а также автоматическое реле давления, управляющее работой насоса. Для автономного функционирования системы этого недостаточно

Но о назначении и устройстве дополнительных компонентов мы поговорим чуть позже, сейчас же сосредоточим свое внимание именно на основных элементах конструкции. Устройство насосной станции

Устройство насосной станции

Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

1. Электрический блок.2. Выходной штуцер.3. Входной штуцер.

4. Электродвигатель.5. Манометр.6. Реле давления.

7. Шланг соединяющий помпу и ресивер.8. Гидроаккумулятор.9. Ножки для крепления.

«Сердцем» насосной станции является насос. Конструкционный тип используемого насоса может быть практически любой – вихревой, роторный, винтовой, осевой и т.д. – но для бытового водоснабжения, как правило, используют насосы центробежного типа, отличающиеся простотой конструкции и высоким КПД.

Второй важный конструкционный элемент насосной станции – гидроаккумулятор – представляет собой, по сути, накопительный бак (что собственно и следует из его названия). Однако назначение гидроаккумулятора заключается не только в накапливании закаченной воды.

Без этого элемента насос бы включался/выключался слишком часто – каждый раз, когда пользователь повернет кран на своем смесителе. Отсутствие гидроаккумулятора негативно сказалось бы и на напоре воды в системе – вода то текла бы из крана тонкой струйкой, то хлестала бы слишком бурным потоком.

Как насос, гидроаккумулятор и реле давления, собранные воедино, способны в автоматическом режиме обеспечивать нас водой?

Разберемся в принципе действия насосной станции.

Насос при включении начинает закачивать воду, заполняя ею накопительный бак. Давление в системе при этом постепенно возрастает. Работать насос будет до тех пор, пока давление не достигнет верхнего порогового значения. При достижении заданного максимума давления сработает реле, и насос выключится.

Что произойдет, когда пользователь откроет кран на кухне или начнет принимать душ? Водопотребление приведет к постепенному опорожнению гидроаккумулятора, а значит, и к снижению давления в системе. Когда давление упадет ниже установленного минимума, реле автоматически включит насос, и он начнет вновь закачивать воду, компенсируя ее расход и нагнетая давление до верхнего порогового значения.

Верхний и нижний пороги, при которых срабатывает реле давления, устанавливаются на заводе. Пользователь, однако, имеет возможность внести небольшие коррективы в работу реле. Необходимость в этом может возникнуть, например, если требуется увеличить напор воды в системе.

Благодаря тому, что насос, входящий в состав насосной станции не работает непрерывно, а включается лишь время от времени, износ оборудования минимализирован.

Небольшое видео показывающее принцип работы насосной станции:

Настройка реле

Производитель обеспечивает настройку насосных станций на средние показатели:

  • нижний уровень – 1,5-1,8 бар;
  • верхний уровень – 2,4-3 бар.

Нижний порог давления

Если потребителя не устраивают такие значения, то зная, как отрегулировать давление в насосной станции, их можно изменить. Разобравшись с установкой правильного напора в накопительном баке, приступают к корректировке настроек датчика:

  1. Насос и реле отключается от питания. Из системы спускается вся жидкость. Манометр в этот момент на нулевой отметке.
  2. Пластиковая крышка датчика снимается с помощью отвертки.
  3. Включить насос и записать показания манометра в момент отключения оборудования. Этот показатель – верхнее давление системы.
  4. Открывается кран, находящийся дальше всего от агрегата. Вода постепенно сливается, насос снова включается. В этот момент по манометру определяется нижнее давление. Разницу давлений, на которую в данный момент настроено оборудование, вычисляют математическим способом – отняв полученные результаты.

Имея возможность оценить напор из крана, выбирают необходимую настройку. Регулировка на увеличение давления насосной станции выполняется путем закручивания гайки на большой пружине. Если напор нужно уменьшить – гайка ослабляется. Не забывайте, что работы по корректировке проводятся после отключения устройства от питания.

Верхний порог давления

Для настройки оптимальной частоты включения насоса необходимо отрегулировать разность давлений. За этот параметр отвечает маленькая пружина. Оптимальное значение разности верхнего и нижнего порога давления составляет 1,4 атм. Если необходимо увеличить верхний предел, при котором отключается агрегат, то гайку на маленькой пружине крутят по часовой стрелке. При уменьшении – в противоположную сторону.

Популярные статьи  Отделка стен в квартире — варианты: самостоятельный выбор материала

Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения
Схема настройки

Какое действие на оборудование оказывает такая регулировка? Показатель ниже среднего (1,4 атм.) обеспечит равномерную подачу воды, но агрегат будет часто включаться и быстро сломается. Превышение оптимального значения способствует щадящему режиму использования насоса, но водоснабжение пострадает из-за заметных скачков напора

Регулировка разницы давления насосной станции осуществляется плавно и осторожно. Результат воздействия требует проверки

Повторяется схема действий, выполняемых при настройке нижнего уровня давления:

  1. Все приборы отключаются от электрической сети.
  2. Вода сливается из системы.
  3. Включается насосное оборудование и оценивается результат настройки. При неудовлетворительных показателях процедура повторяется.

При выполнении настроек разницы давлений существуют ограничения, которые следует учитывать:

  • Параметры реле. Нельзя устанавливать верхний порог давления равный 80% от максимального показателя устройства. Данные о давлении, на которое рассчитан контроллер, присутствуют в документах. Бытовые модели обычно выдерживают до 5 атм. Если в системе необходимо поднять напор выше этого уровня, стоит купить более мощное реле.
  • Характеристики насоса. Перед выбором регулировки необходимо свериться с характеристикой оборудования. Агрегат должен отключаться при давлении, которое на 0,2 атм. ниже его верхнего предела. В этом случае он будет функционировать без перегрузок.

Подключение насосной станции

Выбрать оборудование и место для установки — это пол дела. Еще надо правильно все связать в систему — источник воды, станцию и потребителей. Точная схема подключения насосной станции зависит от выбранного места. Но в любом случае есть:

  • Всасывающий трубопровод, который опускается в скважину или колодец. Он идет до насосной станции.
  • Сама станция.
  • Трубопровод, идущий к потребителям.

Все это так, только схемы обвязки в зависимости от обстоятельств будут меняться. Рассмотрим наиболее распространенные случаи.

Водоснабжение из колодца для постоянного проживания

Если станция ставится в доме или в кессоне где-то на пути к дому, схема подключения одинакова. На подающем трубопроводе, опущенном в колодец или скважину устанавливается фильтр (чаще всего — обычный сетчатый), после него ставится обратный клапан, затем уже идет труба. Зачем фильтр — понятно — для защиты от механических примесей. Обратный клапан нужен для того, чтобы при отключении насоса вода под собственным весом не стекала обратно. Тогда насос будет включаться реже (дольше прослужит).

Схема установки насосной станции в доме

Труба выводится через стену колодца на глубине чуть ниже уровня промерзания грунта. Далее идет в траншее на той же глубине. При прокладке траншеи ее надо делать прямой — чем меньше поворотов, тем меньше падение давления, а значит, с большей глубины можно качать воду.

Для уверенности, можно трубопровод утеплить (сверху уложить листы пенополистирола, а потом засыпать песком, а после — грунтом).

Вариант прохода не через фундамент — необходим обогрев и серьезное утепление

При входе в дом подающая труба проходит через фундамент (место прохода тоже утеплить), в доме уже может подниматься к месту установки насосной станции.

Этот способ установки насосной станции хорош тем, что если все сделано верно, работает система без проблем. Неудобство в том, что требуется копать траншеи, а также выводить/вводить трубопровод через стенки а также в том, что при появлении течи локализовать повреждение сложно. Для минимизации шансов появления течи берите проверенные качественные трубы, укладывайте целый кусок без соединений. Если соединение есть, сделать желательно смотровой колодец.

Детальная схема обвязки насосной станции при подключении к колодцу или скважине

Также есть способ уменьшения объема земляных работ: проложить трубопровод выше, но хорошо его утеплить и дополнительно использовать греющий кабель. Это может быть единственным выходом, если на участке высокий уровень подземных вод.

Есть еще один важный момент — крышка колодца должна быть утеплена, так же как и кольца снаружи до глубины промерзания. Просто участок трубопровода от зеркала воды до вывода в стену не должен замерзать. Для этого и требуются меры по утеплению.

Подключение насосной станции к водопроводу

Часто насосную станцию ставят для повышения давления в водопроводе при централизованном водоснабжении. В этом случае на вход станции подключается водопроводная труба (тоже через фильтр и обратный клапан), а выход идет на потребителей.

Схема подключения насосной станции к водопроводу

На входе желательно поставить запорный кран (шаровый) чтобы при необходимости можно было отключить вашу систему (для ремонта, например). Второй запорный кран — перед насосной станцией — нужен для ремонта трубопровода или самого оборудования. Тогда на выходе тоже имеет смысл поставить шаровый кран — чтобы при необходимости отсечь потребителей и не сливать воду из труб.

Подключение к скважине

Если глубины всасывания насосной станции для скважины достаточно, подключение ничем не отличается. Разве только тем, что трубопровод выходит в том месте, где заканчивается обсадная труба. Тут обычно устраивают приямок-кессон, тут же можно и насосную станцию поставить.

Установка насосной станции: схема подключения к скважине

Как и во всех предыдущих схемах на конце трубы устанавливается фильтр и обратный клапан. На входе можно через тройник поставить заливной кран. Он понадобится при первом пуске.

Основное отличие такого способа установки в том, что трубопровод до дома идет фактически по поверхности или закопан на небольшую глубину (не у всех сделан приямок ниже глубины промерзания). Если насосная станция установлена на даче ничего страшного, на зиму оборудование обычно убирают. Но если водопровод планируется использовать и зимой, его надо подогревать (греющим кабелем) и утеплять. Иначе работать не будет.

https://youtube.com/watch?v=_d3RXbFArls

Работа и особенности блока управления

Для полноценной эксплуатации станции необходимо ее управление. Устройство станции для домашнего водопровода заключается в следующем:

Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

  • круглосуточно производится постоянный автоматический контроль давления в системе;
  • при его понижении ниже заданного предела незамедлительно включается насос и происходит наполнение системы водой, повышение давления;
  • при достижении давления выше установленного барьера срабатывает реле, которое выключает насос;
  • давление находится на одном уровне, пока не откроется кран потребления воды и оно начнет падать.
Популярные статьи  Калькулятор расчета толщины утеплителя для мокрого фасада

Для этого необходим манометр, который производит замеры давления. И реле давления, где устанавливаются нижний и верхний пределы.

Основные части и компоновка

Комплектно поставляемые компактные агрегаты оснащены поверхностными самовсасывающими насосами центробежного или вихревого типа. Станции, укомплектованные погружными (скважинными) насосами, будучи распределенными (не компактными) системами, далее не рассматриваются.

Компактная насосная станция с поверхностным насосом содержит следующие основные части:

  • насосную установку:
  • гидроаккумулятор (мембранный гидробак);
  • блок автоматики.

Насосная установка с горизонтальным расположением валов насоса и двигателя (обычно асинхронного короткозамкнутого однофазного) монтируется сверху на гидроаккумулятор также горизонтального типа. Баки некоторых фирменных станций (например, Aquario) оснащены специальными монтажными площадками под насосы. Это обеспечивает большую его устойчивость при транспортировке и эксплуатации.

Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

Составные части нососной станции.

В хорошо спроектированных агрегатах составные части соединяются посредством пятиходового штуцера (в просторечии «пятерика»), латунного или из нержавеющей стали. Конструктивно «пятерик» представляет собой обычный тройник с двумя дополнительными выходами, устанавливаемый на напорный патрубок насоса. Боковой выход служит для присоединения шланга-переходника (в металлооплетке) к гидроаккумулятору. Два дополнительных выхода малого диаметра служат для присоединения манометра и блока автоматики (реле давления). Оставшийся выход служит для присоединения напорного трубопровода.

Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

Присоединение составных частей станции посредством пятиходового штуцера.

Однако на рынке достаточно распространены и другие варианты компоновки станций, производители которых используют упрощенную комплектацию, отказываясь от одних комплектующих и экономя на других. Существуют станции без пятиходового штуцера, в которых реле давления, соединительный шланг и манометр крепятся непосредственно к корпусу насоса. Есть компоновка, содержащая блок автоматики, закрепленный на фланце гидроаккумулятора. При этом производители таких станций, экономя на комплектующих, жертвуют удобством потребителя при эксплуатации оборудования.

Выбор схемы подключения

Принцип работы и устройство типовой насосной станции водоснабжения

Как правило, может использоваться однотрубная или двухтрубная схема подключения. Выбор того или иного варианта зависит от глубины гидротехнического сооружения:

  • однотрубная схема подходит для колодца или скважины глубиной не более 8-10 м и реализуется с обычной насосной установкой;
  • двухтрубная схема применяется, когда высота всасывания составляет 10-20 и более метров. Этот вариант реализуется с использованием насосной установки, которая укомплектована выносным эжектором. Это устройство позволяет насосу перекачивать воду с большой глубины и устанавливается в скважине или колодце.

Схема подключения погружного скважинного насоса

По схеме установки в скважине выделяют штанговый и бесштанговый погружные насосы.

К устройствам второго типа, в частности, относятся насосные установки с электрическими центробежными насосами (УЭЦН).

Штанговый насос – это гидромашина, приводной двигатель которой располагается на поверхности земли, вне скважины, при этом в перекачиваемую жидкую среду погружается только его заборная часть. Штанги, присутствующие в конструкции такого устройства, предназначены для того, чтобы передать тягу, создаваемую приводным электродвигателем, к заборной части.

Приводной электродвигатель бесштанговых насосов располагается в одном корпусе с заборным механизмом и погружается в перекачиваемую жидкую среду вместе с ним. Такие погружные устройства получили наибольшее распространение, так как они являются более удобными и в монтаже, и в эксплуатации.

На различные типы погружное насосное оборудование разделяется также по конструктивному исполнению и принципу действия. Так, в зависимости от данных параметров различают глубинные насосы центробежного и вихревого, или вибрационного, типа.

Погружной центробежный насос – это устройство, основным рабочим органом которого является колесо с лопатками, закрепленное на валу, вращающемся при помощи электродвигателя.

При вращении такого колеса (крыльчатки) перекачиваемая жидкость, находящаяся во внутренней камере, под действием оказываемой на нее центробежной силы отбрасывается к стенкам камеры, что и способствует выталкиванию жидкой среды в напорный патрубок.

В то же время в центральной части камеры создается разрежение воздуха, за счет чего новая порция перекачиваемой жидкости всасывается из находящейся в скважине трубы.

Для того, чтобы не допустить попадания во внутреннюю часть центробежного погружного насоса твердых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости, использовать такие устройства следует в комплекте с фильтрами грубой очистки, устанавливаемыми на подающей трубе. Наиболее значимым недостатком центробежных насосов, которые могут эксплуатироваться в круглогодичном режиме, является их достаточно высокая стоимость, если сравнивать ее с ценой на оборудование вихревого типа.

Достоинства:

  • компактные размеры;
  • невысокую стоимость (по сравнению с ценой на центробежные насосы);
  • минимальное потребление электроэнергии.

Недостатки:

  • разрушение стенок скважины от вибраций (минимизировать вибрационное воздействие вихревого насоса на стенки скважины можно, если надеть на его корпус резиновые кольца);
  • невысокую мощность;
  • достаточно низкую производительность перекачивания жидкой среды.

Конструктивные особенности глубинных насосов

Устройство глубинного насоса и его конструктивные особенности во многом определяются принципом действия и типом приводного электродвигателя этой гидромашины.

Забор перекачиваемой жидкой среды при использовании таких насосов осуществляется по специальной трубе, помещаемой в шахту обслуживаемой скважины или в колодец.

За электропитание приводного электродвигателя, располагаемого на определенной глубине, отвечает электрический кабель, помещенный в защитную оболочку.

В устройстве скважинного насоса центробежного типа можно выделить две основные части:

  • приводной электродвигатель, который может быть встроенным или наружным;
  • непосредственно саму насосную часть оборудования.
Оцените статью
Adblock
detector